Intel、TSMC及三星三大半導(dǎo)體工廠今年將量產(chǎn)10nm工藝，他們中進(jìn)度快的甚至準(zhǔn)備在明年上馬7nm工藝，2020年前后則要推出5nm工藝。但是隨著制程工藝的升級，半導(dǎo)體工藝也越來越逼近極限了，制造難度越來越大，5nm之后的工藝到現(xiàn)在為止都沒有明確的結(jié)論，晶體管材料、工藝都需要更新。在這一點(diǎn)上，美國又走在了前列，美國布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室的科研人員日前宣布實(shí)現(xiàn)了1nm工藝制造。
來自EETimes的報道稱，美國能源部（DOE）下屬的布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室的科研人員日前宣布創(chuàng)造了新的世界記錄，他們成功制造了尺寸只有1nm的印刷設(shè)備，使用還是電子束印刷工藝而非傳統(tǒng)的光刻印刷技術(shù)。
創(chuàng)造1nm工藝技術(shù)的團(tuán)隊(duì)，圖中的女性名叫Lihua Zhang（諧音張麗華，大概是個是華人或者華裔）
這個實(shí)驗(yàn)室的科研人員創(chuàng)造性地使用了電子顯微鏡造出了比普通EBL（電子束印刷）工藝所能做出的更小的尺寸，電子敏感性材料在聚焦電子束的作用下尺寸大大縮小，達(dá)到了可以操縱單個原子的地步。他們造出的這個工具可以極大地改變材料的性能，從導(dǎo)電變成光傳輸以及在這兩種狀態(tài)下交互。
他們的這項(xiàng)成就是在能源部下屬的功能納米材料中心完成的，1nm印刷使用的是STEM（掃描投射電子顯微鏡），被隔開11nm，這樣一來每平方毫米就能實(shí)現(xiàn)1萬億個特征點(diǎn)（features）的密度。通過偏差修正STEM在5nm半柵極在氫氧硅酸鹽類抗蝕劑下實(shí)現(xiàn)了2nm分辨率。
PS：這些技術(shù)聽上去激動人心，不過實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的技術(shù)并不代表能很快商業(yè)化，布魯克海文實(shí)驗(yàn)室的1nm工藝跟目前的光刻工藝有很多不同，比如使用的是電子束而非激光光刻，所用的材料也不是硅基半導(dǎo)體而是PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）之類的，下一步他們打算在硅基材料上進(jìn)行嘗試。
事實(shí)上這也不是科學(xué)家第一次實(shí)現(xiàn)1nm級別的工藝，去年美國能源部下屬的另一個國家實(shí)驗(yàn)室——勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室也宣布過1nm工藝，他們使用的是納米碳管和二硫化鉬等新材料。同樣地，這項(xiàng)技術(shù)也不會很快投入量產(chǎn)，因?yàn)樘技{米管晶體管跟這里的PMMA、電子束光刻一樣跟目前的半導(dǎo)體工藝有明顯區(qū)別，要讓廠商們一下子全部淘汰現(xiàn)有設(shè)備，這簡直是不可能的。
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