应用材料晶体管与布线创新技术，助力打造更快的人工智能芯片
半导体行业材料工程领域的领军企业应用材料公司今日推出全新的沉积、刻蚀及材料改性系统，大幅提升 2 纳米及更先进制程前沿逻辑芯片的性能。该系列技术通过对电子领域最基础的构建单元 —— 晶体管进行原子级优化，实现人工智能计算性能的飞跃。
向全环绕栅晶体管的转型是半导体行业的重要转折点，也是打造更高性能人工智能芯片所需的高能效计算技术的核心支撑。随着 2 纳米级全环绕栅芯片于今年进入量产阶段，应用材料公司推出多项材料创新技术，为埃米制程的下一代全环绕栅晶体管提供性能增强方案。这些新型芯片制造系统的协同作用，为全环绕栅工艺节点升级带来的整体高能效性能提升贡献了重要力量。
应用材料公司半导体产品集团总裁普拉布・拉贾博士表示：“人工智能技术的飞速发展正不断突破计算性能的极限，而计算领域的突破始终始于晶体管。为紧跟埃米时代的发展步伐，应用材料公司持续推出材料工程创新成果，助力提升计算能效。此次发布的全新系统进一步巩固了我们在推动晶体管与布线技术重大变革中的长期领先地位，同时帮助客户加快芯片技术路线图落地，以跟上人工智能技术的飞速发展节奏。”
全新 Viva™自由基处理系统：实现全环绕栅晶体管纳米片的精密工艺制备
全环绕栅晶体管的核心是承载电流的水平堆叠式纳米片，由仅数纳米宽的超薄硅材料制成。这些纳米片的物理结构必须具备极高的精度，才能确保每一层都成为电荷载流子的高效传输通道。纳米片的表面状态至关重要，即便是原子级的表面粗糙度或污染物，也会严重影响其电学性能，并最终降低芯片整体表现。超洁净、高均匀性的纳米片表面能显著提升沟道电子迁移率，而电子迁移率是决定晶体管开关速度的核心因素，最终可制造出更快速、更节能的晶体管，满足下一代人工智能芯片的应用需求。
应用材料公司 Producer™ Viva™自由基处理系统可实现纳米片表面的埃米级精密工艺制备。该系统的核心是一项专利输送架构，能产生超高纯自由基物质。该技术整合了应用材料的远程等离子体源与其他硬件创新成果，滤除会损伤表面结构的高能带电离子。高浓度中性自由基营造出更温和、无损伤的处理环境，可对深埋于晶体管内部的结构实现均匀的表面处理。
目前，头部逻辑芯片制造商已开始采用 Viva 系统，用于 2 纳米及更先进制程的先进沟道工艺制备。
这款全新的 Viva 系统还可拓展应用于逻辑芯片和存储芯片领域。与应用材料公司 Producer Pyra™热退火工艺结合后，该自由基辅助处理技术能进一步降低导电铜线的电阻，有望让铜材料继续应用于最先进制程芯片的低层金属布线中。
全新 Sym3™ Z Magnum™刻蚀系统：凭借增强型等离子体控制刻制埃米级三维沟槽
全环绕栅晶体管的垂直三维结构，要求芯片制造商以极高精度刻制深窄沟槽。这些沟槽必须保持深度均匀、侧壁笔直、底部平整呈矩形，哪怕微小的尺寸偏差，也会影响晶体管的开关速度、功耗效率和整体性能。随着工艺节点不断微缩，先进等离子体刻蚀技术已成为芯片制造中不可或缺的环节。
应用材料公司今日推出 Centris™ Sym3™ Z Magnum™刻蚀系统，作为 Sym3 Z 产品家族的全新成员。此前 Sym3 Z 平台已将脉冲电压技术成功导入大规模量产，通过微秒级离子控制技术，实现全环绕栅晶体管高深宽比结构的刻制。该平台已获得行业广泛采用，成为 2 纳米逻辑芯片制造的标配设备，目前市场装机腔室数量已超 250 个。
为进一步推动工艺微缩，Sym3 Z Magnum 搭载突破性的第二代脉冲电压技术。该技术不仅突破了离子方向性与晶圆近表面等离子体控制之间的传统权衡限制，还能实现离子角度与离子能量的独立调谐，让离子束以更精准的轨迹直达晶圆表面。第二代脉冲电压技术与全新源技术的结合，使 Sym3 Z Magnum 能刻制出超洁净、高精度的沟槽，助力实现纳米片的高度均匀性、晶体管的快速开关及更高质量的外延生长，最终提升晶体管速度与芯片整体性能。
除埃米级逻辑芯片外，Sym3 Z Magnum 还能为动态随机存取存储器和高带宽存储器技术发展提供支撑，通过刻制高精度轮廓结构，助力实现存储阵列的高密度化和堆叠结构的高层数化。该系统的广泛应用场景使其获得头部芯片制造商的快速采用，进一步巩固了应用材料公司在先进刻蚀领域的领先地位。
全新 Spectral™原子层沉积系统：选择性沉积钼材料降低接触电阻
打造更高性能的人工智能芯片，仅靠晶体管器件创新远远不够。随着工艺节点微缩至 2 纳米以下，连接晶体管与布线网络的微小金属接触层不断变薄，成为芯片总电阻的重要组成部分，也形成了性能与能效提升的瓶颈。在这样的纳米尺度下，传统钨基接触层的电子传导效率已难以满足需求。而钼材料可在实现更薄尺寸的同时保持高效电子传输，成为埃米制程下一代接触层的理想替代材料。
应用材料公司 Centris™ Spectral™钼原子层沉积系统可选择性沉积单晶钼材料，相较目前行业标杆 —— 应用材料 Endura™ Volta™选择性钨沉积系统，能将关键接触电阻再降低 15%。这些接触层是互连线路与晶体管之间最微小的连接结构，保持低电阻是确保芯片性能与能效最大化的关键。
Spectral 系列是全新的原子层沉积设备，搭载业内领先的四反应腔设计，具备精密化学试剂输送能力、多样化的等离子体与热加工工艺能力，还配备了适用于时间型和空间型原子层沉积工艺的专用硬件，可制备多种先进薄膜材料，为高性能人工智能芯片提供核心支撑。
目前，头部逻辑芯片制造商已开始采用 Spectral 系统，用于 2 纳米及更先进制程的芯片制造。该系统的功能演示动画可通过此链接查看。
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