芯東西（公眾號：aichip001）
作者 | ZeR0
編輯 | 漠影
芯東西12月11日報道，12月9日，英特爾在IEDM 2023（2023 IEEE 國際電子器件會議）上展示了多項技術突破，包括結合背面供電和直接背面觸點（direct backside contacts）的3D堆疊CMOS電晶體、近期背面供電研發突破的擴展路徑（如背面觸點）、率先在同一塊300毫米晶圓上而非封裝中成功實現了矽電晶體與氮化鎵（GaN）電晶體的大規模單片3D集成。
「我們正在進入製程技術的埃米時代，展望』四年五個製程節點』計劃實現後的未來。」英特爾公司高級副總裁兼組件研究總經理Sanjay Natarajan談道，「在IEDM 2023上，英特爾展示了繼續推進摩爾定律的研究進展，這顯示了我們有能力面向下一代移動計算需求，開發實現電晶體進一步微縮和高能效比供電的前沿技術。」
電晶體微縮和背面供電是滿足世界對更強大算力指數級增長需求的關鍵。通過完善背面供電技術的完善和採用新型2D通道材料等創新，英特爾正致力於繼續推進摩爾定律，在2030年前實現在單個封裝內集成一萬億個電晶體。
英特爾在IEDM 2023上展示的創新技術儲備如下：
1、最新電晶體研究成果：CFET或3D電晶體堆疊已被提出作為下一個電晶體微縮架構。在IEDM 2023上，英特爾展示了結合背面供電和背面觸點的3D堆疊CMOS電晶體，能夠以微縮至60nm的柵極間距垂直地堆疊互補場效應電晶體（CFET）。該技術可通過電晶體堆疊提升面積效率和性能優勢，還結合了背面供電和直接背面觸點，體現了英特爾在GAA（全環繞柵極）電晶體領域的領先地位。
2、以背面供電技術推進未來技術節點工藝創新：英特爾的PowerVia將於2024年生產準備就緒，率先實現背面供電。英特爾在IEDM 2023上發表的研究明確了超越PowerVia，進一步拓展背面供電技術的路徑及所需的關鍵工藝進展，還強調了對背面觸點和其它新型垂直互聯技術的採用，從而以較高的面積效率堆疊器件。
3、率先在同一塊300mm晶圓上成功集成矽電晶體和氮化鎵電晶體，且性能良好：英特爾在矽和氮化鎵的工藝集成方面取得了進展，成功實現了一種高性能、大規模的集成電路供電解決方案，名為「DrGaN」，有望讓供電解決方案滿足未來計算對功率密度和能效的需求。
4、推進2D電晶體領域的研發工作：過渡金屬二硫屬化物（TMD）2D通道材料讓電晶體物理柵極長度有機會微縮到10nm以下。英特爾在IEDM 2023上展示高遷移率（high-mobility）的過渡金屬二硫屬化物電晶體原型，用於NMOS（n型金屬氧化物半導體）和PMOS（p型金屬氧化物半導體）這兩大CMOS關鍵組件。英特爾還展示其率先實現的兩項技術：GAA 2D過渡金屬二硫屬化物PMOS電晶體和在300mm晶圓上製造的2D PMOS電晶體。
結語：英特爾用多元技術創新「續命」摩爾定律
英特爾組件研究團隊致力於通過高效堆疊電晶體繼續實現微縮，通過不斷拓展工程技術的邊界，包括電晶體堆疊，背面供電技術的提升，以及將不同材料製成的電晶體集成在同一晶圓上，實現在性能提升的同時在晶片上集成更多電晶體。
在IEDM 2023上發表的最新進展，展現了英特爾組件研究團隊在技術創新上的持續投入。包括這些進展與該團隊近期在製程技術路線圖上實現的PowerVia背面供電技術、用於先進封裝的玻璃基板和Foveros Direct等在內，英特爾正在通過技術創新不斷微縮電晶體，從而使未來的製程路線圖繼續按照摩爾定律的節奏微縮。