ASML, TSMC ja imec saavuttivat 2D-transistorit 300mm kiekoilla

ASML, TSMC ja imec osoittivat 2D-materiaalitransistorit 300mm kiekoilla käyttäen EUV-litografiaa 50nm kontaktivälillä.imec-int
Tulokset, jotka esiteltiin vuoden 2026 VLSI-symposiumissa Honolulussa, merkitsevät ensimmäistä kertaa, kun EUV on kuvioinut sekä n-tyypin että p-tyypin 2D-transistoreita näin pienissä mitoissa.techpowerup+1
Työ perustuu IEDM 2025 -tapahtumassa esitettyihin ennätyssuorituskykyisiin WSe₂-transistoreihin, mikä viittaa edistymiseen kohti piikanavien korvaamista edistyneissä siruissa.eenewseurope+1

ASML , TSMC Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited ja belgialainen tutkimuskeskus Imec ovat yhdessä osoittaneet valmistusyhteensopivan integraatioprosessin transistoreille, jotka on rakennettu kaksiulotteisista materiaaleista teollisuusstandardin mukaisilla 300mm kiekoilla, saavuttaen jopa 50 nanometrin kontaktivälit. Tulokset, jotka esiteltiin vuoden 2026 VLSI Technology and Circuits -symposiumissa Honolulussa, Havaijilla, merkitsevät ensimmäistä kertaa, kun EUV-litografiaa on käytetty 2D-materiaalitransistorien kuviointiin näin aggressiivisissa mitoissa täydessä 300mm valmistusympäristössä.techpowerup+2

Polku piin tuolle puolen

Yhteistyössä tuotettiin sekä n-tyypin että p-tyypin transistoreita käyttäen siirtymämetallidikalkogenidikanavia — molybdeenidisulfidia NMOS:lle ja volframidiselenidiä PMOS:lle — jotka valmistettiin vierekkäin samalle kiekolle. Laitteet saavuttivat jopa 75 nanometrin aktiiviset leveydet ja noin 2 nanometrin vastaavan oksidipaksuuden. Quasi-CMOS-integraatio saavutettiin sirun tai pienen kiekon siirtomenetelmällä, joka sijoitti molemmat kanavamateriaalit yhdelle substraatille.imec-int+1

Kaksiulotteisia materiaaleja on pitkään tutkittu mahdollisina piikanavien seuraajina edistyneissä transistoreissa, koska niiden atomitasolla ohuet kerrokset voisivat mahdollistaa paremman sähköstaattisen hallinnan alle nanometrin mittakaavassa. Laboratoriomittaisten tulosten siirtäminen tuotantokoon kiekoille standardilaitteilla on kuitenkin pysynyt keskeisenä haasteena.eenewseurope+1

Vuosien yhteistyön rakentaminen

Demonstraatio perustuu joulukuussa 2025 IEDM-tapahtumassa esiteltyyn työhön, jossa Imec raportoi ennätyssuorituskykyisistä WSe₂-pohjaisista p-tyypin transistoreista, jotka kehitettiin yhteistyössä TSMC:n kanssa, sekä 300mm-yhteensopivista prosessimoduuleista, jotka kehitettiin yhdessä Intelin kanssa. Tuo aiempi ponnistus osoitti jopa 690 mikroampeerin maksimikäyttövirrat mikrometriä kohden käyttäen tehdasympäristöön sopivaa prosessivirtaa.belganewsagency+2

Imecin lehdistötiedotteen mukaan uusin työ tuo "teollisuusvalmiit 2D-materiaalitransistorit lähemmäksi" yhdistämällä ASML:n EUV-kuviointikyvyn TSMC:n valmistusosaamiseen ja Imecin 300mm pilottilinjan infrastruktuuriin.imec-int

Teollisuuden konteksti

Ilmoitus tulee keskellä puolijohdeteollisuuden intensiivisiä ponnisteluja piin jälkeisten teknologioiden valmistelemiseksi mahdollista tuotantoa varten. Samassa VLSI-symposiumissa Samsung esitteli aggressiivisimmin skaalatun CFET-arkkitehtuurinsa, Intel paljasti suorituskykyparannuksia 18A-teknologiaansa ja TSMC julkisti A16-alustansa, jonka takapuolen virransyöttö on suunniteltu massatuotantoon vuoden 2026 neljännellä neljänneksellä. 2D-materiaalityö, vaikka se onkin kehitysaikataulun alkuvaiheessa, viittaa siihen, että litografiatyökalujen, materiaalien ja integraatiotekniikoiden ekosysteemi, jota tarvitaan tulevaa valmistussiirtymää varten, on alkamassa muotoutua.vlsisymposium

Lähteet (24)