台积电携手应材，旨在突破3D芯片瓶颈

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应用材料公司周二表示，已与台积电达成一项新的合作协议，旨在提升节能半导体的性能。

根据合作协议，两家公司将在应用材料公司位于硅谷的EPIC中心携手合作，共同应对与先进半导体微缩技术相关的关键挑战。合作内容包括联合开发半导体材料工程、设备创新和工艺集成技术，旨在满足日益增长的人工智能和高性能计算应用需求。

随着半导体器件架构不断向日益复杂的三维堆叠和小型化方向发展，这些公司计划优先研发能够实现先进三维晶体管和互连结构精确成型的新材料，并准备下一代制造设备。

此次合作旨在进一步推进先进逻辑半导体制造工艺技术的研发，以提升器件的功耗、性能和面积 (PPA) 指标。应用材料公司和台积电表示，双方将专注于先进工艺集成方面的创新，以提高良率、控制工艺变异性和可靠性。

EPIC中心是一座耗资50亿美元的半导体研发中心，目前正在硅谷建设中，预计将于今年下半年投入使用。三星电子、SK海力士和美光科技等公司均参与了该项目。该中心旨在显著缩短半导体研发到量产的商业化周期。

应用材料公司计划通过将传统的芯片顺序开发模式转向并行开发模式，来加快开发速度并最大限度地提高研发投资回报。在并行模式下，芯片架构设计和设备开发将同时进行，而不是按顺序进行。

应用材料公司董事长兼首席执行官加里·迪克森表示，该公司与台积电已密切合作近30年。“应用材料和台积电将在EPIC中心组建团队，以深化合作，并应对未来半导体制造路线图前所未有的复杂性，”迪克森说。

台积电执行副总裁兼联席首席运营官米维杰表示，不断发展的半导体器件架构对材料工程和工艺集成技术提出了更高的要求。“为了满足全球人工智能的激增需求，全行业的合作变得至关重要，而应用EPIC中心为此提供了一个理想的环境。”米维杰说道。

应用材料公司半导体产品集团总裁普拉布·拉贾表示，先进晶圆代工技术的开发如今需要新的合作与创新模式。“作为EPIC中心的创始合作伙伴，台积电将优先获得应用材料的下一代设备，从而加速从技术研发到量产的过渡，”拉贾说道。

应用材料斥巨资打造EPIC的野心

应用材料公司在过去30多年里一直是半导体生产设备领域的领军企业。在2023年，该公司刚刚宣布了一项具有创新性的合作项目，该项目与芯片制造商和大学合作，旨在推动芯片生产技术的重大进步。

我们通常对它们习以为常，但现代芯片的确是人类历史上最伟大的工程奇迹之一。电路设计、材料、工程软件、沉积设备、封装以及其他诸多领域的不断进步，成就了我们从智能手机、医疗设备到航空电子设备等各个领域所看到的惊人进步。

但随着这些设备变得越来越精密，支撑它们的设备和工艺也变得越来越复杂。如下方时间线所示，这导致基础研究、新设备和生产方法的开发，以及最终新芯片的大规模商业化，都需要非常长的周期。

应用材料公司高管萨蒂什·库普拉奥（Satheesh Kuppurao）所说的研究人员与设备制造商之间，以及设备制造商与芯片制造商之间“极其痛苦”的反复沟通流程，必须有更好的应对方法。库普拉奥是应用材料公司负责业务发展和增长的集团副总裁（拥有材料科学博士学位），他解释说，目前这种做事方式中的摩擦和瓶颈会导致无休止的脱节和延误。

EPIC中心的核心理念是，基础研究、新型制造设备和工艺的开发，以及最终的商业化应用，其时间线并非必须完全线性，并非像多米诺骨牌那样环环相扣。事实上，如下图所示，这些步骤可以相互重叠。潜在的时间节省可达30%，这意味着即使是最复杂的新型芯片技术，也能比以往提前三年甚至更长时间到达终端用户手中。

应用材料公司计划在一个先进的设施内为大学实验室、设备公司和芯片制造商提供专属空间，旨在减少库普拉奥提到的传统摩擦和瓶颈。来自斯坦福大学、麻省理工学院、加州大学伯克利分校、亚利桑那州立大学和德克萨斯大学等工程强校的研究人员将有机会与应用材料公司和其他设备制造商以及包括英特尔、AMD、台积电、三星、IBM和英伟达在内的芯片公司的行业专家进行交流。

在这种环境下，当一个新领域的基础研究达到一定规模后，工艺开发专家就可以与物理学家、材料科学家、电气工程教授和其他研究人员并行开展工作。然后，时机成熟时，工艺工程师将与了解如何在商业晶圆厂中实施新工艺的实施专家并肩工作。

并肩协作，实时沟通，将不同领域的精英汇聚一堂。这一切听起来很简单，但应用材料公司拥有丰富的资源和专业知识，能够应对一些最复杂的工程挑战。

（来源：综合自theelec）

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