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第47章 铸造神之权杖:1纳米光刻机!

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片功耗急剧上升,发热失控。

“所以,前世从7n到5n、3n,关键的一步,就是必须抛弃Fi,全面转向GAA(环绕栅极)架构!”

这个念头一起,他脑中的晶体管模型瞬间发生了变化。原本“鱼鳍”一样的硅通道,变成了一根根更细的、悬空的“纳米线”或者“纳米片”。而栅极,则像一个完整的圆环,将这些纳米线\/片360度无死角地包裹起来。

“从三面包裹到四面环绕,控制力的提升是指数级的!这能最大限度地抑制量子隧穿,将漏电扼杀在摇篮里。三星和台积电在现实中就是这么规划的,这是从7n迈向3n的必由之路。”

解决了晶体管架构的问题,只是第一步。陈启明面临着一个更恐怖的难题。

“但是,1n……那已经是原子级别的尺度了。仅仅依靠GAA架构也不够。最大的瓶颈有两个:如何‘画’出1n的线路,以及如何让‘画’出来的线路有效工作。”

第一个问题,指向了光刻机的核心——光学系统。

“目前主流的EUV光刻机,其光学系统的数值孔径(NA)是0.33。用一个通俗的比喻,这就像用一支笔尖0.33毫米粗的笔,去画7纳米宽的线,已经非常勉强。想要画出1纳米的线,用这支笔是绝对不可能的,光线的衍射效应会把图案弄得一团模糊。”

“唯一的出路,就是升级到high-NA EUV,也就是高数值孔径的EUV光刻机!”

他的思绪瞬间锁定了前世中ASL和蔡司正在艰难攻关的下一代技术。

“将数值孔径从0.33提升到0.55!这意味着光学系统要彻底推倒重来。不能再用传统的对称式反射镜组,必须引入‘变形镜’(Anaorphic irrors)!整个光路系统将变得无比复杂,反射镜的数量和精度要求都将达到一个全新的、令人发指的级别!”

第二个问题,则是材料科学的终极挑战——互连线电阻。

“当线路宽度缩减到1n级别时,传统的铜互连导线会遇到灾难性的电阻率飙升问题。电子在如此狭窄的通道中移动,会频繁地与导线晶格的边界和表面发生散射,导致电阻急剧增大,信号延迟,功耗爆炸。这就是‘尺寸效应’。继续用铜,等于修了一条只有一个车道的高速公路,瞬间就会堵死。”

“必须寻找新的互连材料!钴?钌?石墨烯?”

无数种前沿材料的物理参数在他脑中飞速闪过,进行着亿万次的模拟和匹配。

“钴和钌比铜好,但提升有限。石墨烯理论上完美,但目前的制备工艺还无法满足晶圆级大规模、无缺陷的制造要求……”

突然,一个被他从知识库深处挖掘出来的、融合了多种技术的解决方案,在他脑海中闪耀出璀璨的光芒。

“有了!”

陈启明的嘴角微微上翘。

“晶体管,采用多层堆叠的环绕栅极纳米片(Stacked Na GAA)结构!光学系统,设计一套全新的、包含八块非球面变形镜的0.55 high-NA EUV光路!互连材料,放弃单一材料方案,采用‘钌-石墨烯’复合薄膜技术,利用原子层沉积(ALd)技术,先铺设一层超薄的钌作为黏合与阻挡层,再在上面原位生长单晶石墨烯作为核心导电层!”

这三大核心突破,如三根擎天之柱,瞬间撑起了一座前所未有的科技殿堂!

原本只是模糊的想法,在这一刻变得无比清晰。

无数关于物理、材料、光学、精密控制等的公式和参数在他脑中自动排列组合。他甚至不需要纸和笔,整个设计过程都在他的脑海中以超越超算的速度进行着。

每一块反射镜的曲率参数、每一个支撑结构的拓扑构型、每一道制造工序的温度和压力……所有的一切,都以最完美、最合理的方式组合在一起。

短短十几分钟的沉思,其运算量,足以让全

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