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科学出版社1纳米集成电路制造技术展望 | 中国信息领域2035 技术预见( 四 )


优先发展技术领域
当前集成电路发展正处于重大技术革新时期 ， 1nm 技术节点的推进面临两大基本挑战：一是由于晶体管物理性质限制 ， 缩小特征尺寸越来越困难；二是制造工艺创新步伐放缓 。 这给我国的集成电路发展带来了新的机遇和挑战 。 建议优先考虑以下技术领域的发展 。
（1）扩展摩尔技术 。 垂直 GAA 结构、堆叠纳米线等晶体管架构 ， 实现晶体管栅极长度的进一步微缩 。 异质材料体系的器件集成 ， 突破多种物理失配限制 ， 提高载流子迁移率 。 极紫外投影光刻设备及工艺 ， 突破光源、掩模及检测方法、光刻胶、多重曝光等技术 ， 提高分辨率 。 高密度互连 ， 形成新的互联材料和图案成形技术方案 。 设计与工艺联合优化 ， 实现精确的工艺波动性控制 。
（2）超越摩尔技术 。 发展新功能器件与系统集成方法 ， 通过硅通孔（TSV）三维集成技术将处理器、存储器、传感器、微机电系统、能源、生物芯片等整合成一个整体 ， 实现新功能的应用 。
（3）超越 CMOS 技术 。 新原理逻辑器件 ， 包括隧穿场效应晶体管、负电容场效应晶体管、纳机电逻辑器件和自旋电子器件等 。 新型存储器件 ， 包括自旋转移力矩磁存储、相变存储器、阻变式存储器及其大规模集成技术 。 忆阻器的神经仿生功能的研发 ， 发展适用于忆阻器的类脑神经网络计算处理机制和体系架构 ， 开发类脑计算系统的计算模型及相关算法 ， 以此实现大规模类脑神经网络计算系统 。
我国的发展战略与对策建议
【科学出版社1纳米集成电路制造技术展望 | 中国信息领域2035 技术预见】制定技术发展战略时建议考虑如下问题 。
（1）加强应用基础研究 ， 鼓励原始创新 ， 突出颠覆性技术创新 。 增加在新材料、新结构、新原理器件关键技术和基础问题上的研发投入 ， 为我国发展具有自主可控的集成电路产业提供新途径 。
（2）加强集成电路关键共性技术研发工作 ， 聚焦围栅纳米线等新器件、极紫外光刻等新工艺研发 ， 打通 1nm 集成电路关键工艺 ， 为高端芯片在国内制造企业的生产提供重要支撑 。
（3）从国家层面对集成电路制造技术体系和产业生态建设进行系统、科学地规划和布局 ， 遵循“一代设备 ， 一代工艺 ， 一代产品”的发展规律 ， 加大集成电路关键材料、核心装备、关键工艺和器件工程化的支持力度 。
（4）积极推进微电子学科教育建设 。 针对集成电路制造技术多学科高度融合这一特点 ， 加强具备综合知识背景的集成电路人才培养 ， 支撑我国新一代集成电路产业的重大跨越 。
集成电路产业是支撑经济社会发展和国家安全保障的战略性、基础性和先导性产业 。 当前集成电路发展正处于重大技术革新时期 ， 扩展摩尔技术路线离1nm技术节点量产还有4至5代的发展空间 。 一方面 ， 需要对新材料、新器件结构和新工艺技术进行创新研究 ， 突破集成电路持续微缩的技术瓶颈；另一方面 ， 需要发展系统集成新方法和新原理器件 。
科学出版社1纳米集成电路制造技术展望 | 中国信息领域2035 技术预见
本文插图
本文摘编自“技术预见2035：中国科技创新的未来”丛书《中国信息领域 2030 技术预见》一书 第四章信息领域关键技术展望部分 ， 内容有删减 。
科学出版社1纳米集成电路制造技术展望 | 中国信息领域2035 技术预见
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专家组组长 谭铁牛《中国信息领域 2030 技术预见》面向2030年 ， 对信息领域中人工智能与智能社会、信息材料与器件、网络与通信、计算系统与软件、虚拟现实与交互、信息安全、控制与无人系统、微纳电子技术8个子领域进行技术预见分析 。 邀请国内外专家对8个子领域共计80项技术课题的发展趋势和前景进行研判和分析 ， 对遴选出的11项关键技术课题进行了详细的述评 。 本书对我国信息领域技术预见研究、关键技术选择、重大科技决策和产业政策制定具有重要的现实意义和理论价值 。


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