日經：推進2奈米製程 材料和化學品成半導體製造關鍵

晶圆示意图。路透

产业供应链高阶主管指出，随着台积电和英特尔等业者将制程技术推向极限之际，新材料和更先进的化学品对晶片制造产业的重要性将会与日俱增。

美商英特格（Entegris）和德商默克（Merck）的高阶主管与「日经亚洲」（Nikkei Asia）谈到，当「摩尔定律」（Moore's law）放缓，全球晶片竞赛将如何演进。

先进材料大厂英特格技术长欧尼尔（James O'Neill）表示，推动先进制程演进的核心已经不再是晶片制造设备，而是先进材料和清洁解决方案。

欧尼尔说：「30年前，一切得靠微影（Lithography）设备在晶片上制造更小的电晶体，并且提升设备性能。」微影是把积体电路图案印制于晶圆表面的关键制程技术，通常根据设备转印电路的精细度来定义晶片的先进程度。

「说性能改良主要仰赖材料创新来驱动，我认为这样的说法站得住脚。」

默克电子科技事业体执行长贝克曼（KaiBeckmann）同意上述观点。他说：「我们正从过去20年（晶片制造）设备是王道的时代转向下个10年，也就是我们客户所说的材料时代。设备固然重要，但材料才是决胜关键。」

贝克曼表示，当前不但是所谓「电子装置大脑」的处理器或其他逻辑晶片的关键时代，也是包括动态随机存取记忆体（DRAM）和三维储存型快闪记忆体（3D NAND Flash）等记忆体晶片产业的时代。

就处理器晶片而言，在台积电、三星电子（Samsung）、英特尔（Intel）领头下，于2025年以前量产2奈米晶片的竞赛已经展开。从不同发展路线图来看，更精密制程可能不久以后就会问世。

与此同时，诸如三星电子、SK海力士（SK Hynix）和美光（Micron）等记忆体晶片大厂致力在3D NAND更上层楼，并以最终生产堆叠超过500层的晶片为目标。3家公司目前可以做到230层以上，正致力于一到两年内生产300层以上NAND记忆体。

要在逻辑晶片或记忆体晶片两个领域继续取得进展不仅需要先进设备，还需要一整套全新的尖端材料。举例来说，逻辑晶片跨入2奈米制程需要一个全新的晶片架构。相较于过去的平面架构，称为闸极全环（Gate-all-around, GAA）的架构让电晶体以更复杂的3D架构方式堆叠。

欧尼尔表示，开发用于诸如GAA架构的材料需要「能均匀覆盖顶部、底部和侧面」的创新材料，业界正设法在「原子的尺寸」之下达成此一目标。

他指出，化学品之所以变得更重要，另一个原因在于它可以确保品质一致，尤其产品良率已经成为决定哪些业者具有商业竞争力的关键。而高纯度化学品是确保无瑕生产、将缺陷降到最低的基本要素。