台积电1nm取得重要进展 逼近硅芯片的物理极限

前不久，IBM公布了2nm技术路线，让人倍感振奋。虽然摩尔定律速度放缓，但硅晶片微缩的前景依然广阔。不过，2nm之后就是1.5nm、1nm，硅片触及物理极限。日前，台大、台积电和麻省理工共同发布研究成果，首度提出利用半金属Bi作为二维材料的接触电极。

它可以大幅降降低电阻并提高电流，使其效能媲美硅材料，有助于半导体行业应对未来1纳米世代的挑战。

论文中写道，目前硅基半导体已经推进到5nm和3nm，单位面积容纳的晶体管数量逼近硅材料物理极限，效能无法逐年显著提升。此前，二维材料被业内寄予厚望，却始终掣肘于高电阻、低电流等问题。

此次三方合作中，麻省理工是半金属铋电极发现者，台积电将铋（Bi）沉积制程进行优化，台大团队运用氦离子束微影系统（Helium-ion beam lithography）将元件通道成功缩小至纳米尺寸，终于大功告成，耗时长达一年半的时间。

4月下旬的时候台积电更新了其制程工艺路线图，称其4纳米工艺芯片将在2021年底进入“风险生产”阶段，并于2022年实现量产；3纳米产品预计在2022年下半年投产， 2纳米工艺正在开发中。