新型材料驱动人工智能时代的前进

时间:2022-03-13来源:佚名

  作者:Jonathan Bakke,应用材料公司金属沉积产品事业部产品经理,斯坦福大学化学工程博士

  我们正处于最大规模的计算潮流的风口浪尖——那就是由大数据驱动的AI (人工智能) 时代。要想成为这个时代的弄潮儿,就需要显著提升处理器性能以及内存容量和延迟性。当经典摩尔定律微缩速度日渐减缓,行业将面临的挑战正在日益严峻。而以上的要求便成为AI时代之所需。

  为继续推动行业与时俱进的发展,我们需要在原子级层面就开始系统性的设计新型材料组合,用新架构和新设备成就人工智能的明天。

  在这系列博客中,第一篇我将先阐述晶体管接触孔和本地互联的材料拐点,下一篇接着探讨集成材料解决方案的需求。

  谈到计算机时代,它曾经由经典摩尔定律所代表,即依赖于少数材料以及通过光刻实现几何尺寸缩小,从而提升芯片性能、功耗、尺寸及成本,通常称为PPAC。

  而到了移动时代,我们看到原来用在经典摩尔定律中的系列材料达到物理极限,随着器件架构的变化采用一些新型材料,例如从平面晶体管转变到FinFETs来促进PPAC缩放。

  时至如今,对于人工智能时代而言,PPAC优化需要更多新型的其它材料。此外,尺寸缩小后,界面层在材料特征中的占比也越来越大,而在原子级层面设计材料成为需求的核心,同时也是重要挑战。

  新型材料被需求的关键之处在于接触孔和本地互联,即最小层面的金属互联。它将晶体管与外界相连,目前我们使用的材料分别是钨和铜(图1)。

  图1:为持续提升器件性能,在最小、最关键的导电层需要的材料变化

  (来源:TECHINSIGHTS)

  新型材料

  应用材料公司在创新材料工程方面的突破性进展就是研发出一系列使用钴作为导体制造晶体管接触孔和互联的产品。这是过去20多年来第一次对晶体管供电的金属线做出改变。上一次变革还是在1997年开始使用铜。

  当我们持续看到新架构以及光刻技术进步的同时,芯片制造最巨大的变化将发生在材料领域。对比90年代使用的材料数量(很少),我们预计未来对新材料的需求数量将增长10倍,并可大幅提升人工智能时代的芯片性能。

  为何选择钴?

  由于电阻和间隙填充,在10nm节点使用钨作为晶体管接触孔金属,其性能遭遇瓶颈。同样,用铜在M0和M1层面制造的本地互联也饱受间隙填充、电阻和可靠性的困扰——性能受限,芯片制造成本因此受影响。在7nm制程及以下技术节点用钴代替钨接触孔和本地互联铜则打破了上述性能瓶颈(图2)。

相关阅读

380/220V电力电缆允许持续载流量 低压电缆截面、型号及适用敷设场合选择

电缆的选择主要有电缆型号选择和电缆截面选择。电缆的截面积应根据下面四个条件选择:①按发热条件选择;②按允许电压损失选择;③按机械强度条件选择;④按与线路保护装置设备配合...
2024-08-21
380/220V电力电缆允许持续载流量 低压电缆截面、型号及适用敷设场合选择

桥梁亮化工程要结合桥梁美学及景观的基本原则

随着国民经济的不断提高,我国的城市规划建设和道路基础设施不断发展。山上开路,水中建桥,各种桥梁建设不断完善。 桥 梁亮化工程 也逐渐的被大家所重视。 1、根据部分桥梁立...
2022-08-24
桥梁亮化工程要结合桥梁美学及景观的基本原则

水体的照明设计方法

现代园林景观多以水面作为构建基础,在对水景处理上,使用传统园林中对水景动态与静态美的表现手法,利用科技手段发挥水景潜力。在夜景观中,可以把光看作水的一部分,在波光...
2022-07-15

如何做好公园景观照明设计?

公园景观照明 设计根据公园的功能特点及具体的对象运用灯光照明及灯具布置去体现公园设计的理念。如何做好公园景观照明设计 呢?下面就为大家介绍一下: 公园景观照明设计首先...
2022-07-15

配电房规划布置常用参数【配电房尺寸 电气之间安全距离 母排(电缆)规格载流量选择 变压器容量尺寸 塑壳(框架)型号大小等】

配电房定义是:配电房又叫配电所,在国家标准里面,配电所的定义是:”所内只有起开闭和分配电能作用的高压配电装置,母线上无主变压器“。配电房电压等级在35KV等级以下,...
2024-08-21
配电房规划布置常用参数【配电房尺寸 电气之间安全距离 母排(电缆)规格载流量选择 变压器容量尺寸 塑壳(框架)型号大小等】

热销商品

四氟包覆/FEP/PTFE包覆胶O型圈全氟醛FFKMO型圈耐化学腐蚀氟胶

四氟包覆(FEP/PTFE)O型圈及全氟醚(FFKM)O型圈是高性能密封解决方案,专为极端化学环境设计。FEP或PTFE包覆氟橡胶(FKM)芯材的O型圈兼具外层优异的耐化学腐蚀性、抗溶胀性...
5

100%桑蚕丝香云纱饰品发圈发夹口罩眼罩发带腰封直播专拍单拍无效

100%桑蚕丝香云纱饰品系列,精选天然桑蚕丝与非遗香云纱工艺匠心打造,质感柔滑亲肤,光泽雅致,尽显东方韵味。包含发圈、发夹、口罩、眼罩、发带、腰封等多款实用配饰,适...
0.85

日本田岛美工刀工业用重型全钢加厚壁纸刀切割工具刀进口美工刀架

日本田岛美工刀是一款专为工业用途设计的高品质切割工具,采用重型全钢加厚结构,具备卓越的耐用性与稳定性。其刀架由进口优质钢材精工打造,防锈耐磨,可长时间保持锋利...
15.3

氟胶星型密封圈X型圈线径1.78/2.62/3.53/5.33氟橡胶星形圈X-ring

氟胶星型密封圈(X型圈)采用高性能氟橡胶(FKM)材料制成,具有优异的耐高温、耐油、耐化学腐蚀及耐老化性能,广泛应用于汽车、航空航天、液压系统及高端机械设备中。其独特...
2

大量现货 NBR耐油 密封圈 O型圈 橡胶密封圈

大量现货供应NBR耐油密封圈、O型圈及橡胶密封圈,采用优质丁腈橡胶(NBR)材质,具有优异的耐油性、耐磨性和抗压缩永久变形性能,适用于-30℃至+120℃的工作环境。产品广泛...
1

网站栏目