半导体中钴元素对非金属的影响

半导体中钴元素对非金属的影响深远，以半导体为根基的第三次产业革命浪潮在人工智能和大数据的助力下不断引爆，但眼见摩尔定律濒临极限，新材料的革新势必再上一个阶梯。从 1997 年 IBM 以“铜”取代“铝”后，二十年后的今天，属于“钴”的时代在半导体产业正式登场，将挑起产业转折点的跨时代任务！

半导体产业在这几年有不少关键转折点出现，但多半是在晶体管架构、设备技术上，如 3D 立体式鳍式晶体管 FinFET 接棒 2D 平面晶体管架构、 3D NAND 架构取代传统的 2D NAND 技术，这种立体式架构的革新让半导体制程顺利走入 14/16 纳米等高端技术。

另外，荷兰企业 ASML 的 EUV 光刻机即将在 7 纳米工艺技术上实现量产，这些都在半导体行业中都具有跨越时代的意义，值得历史留名，也因为有这些转折点的产生，摩尔定律的生命因此延续。

短短数年，我们经历了 FinFET 、 EUV 光刻机的成功，而半导体产业的下一个转折点其实就在不远处，会是由新材料的革新接棒，“钴”时代即将登场，逐渐终结“钨”和“铜”的时代。

10 纳米和 7 纳米节点进入钴导线时代，设备龙头应材推动产业革命的到来

随着半导体制程朝 10 纳米以下发展，原本以“铜”作为导线材料开始暴露导电速率不足等缺点，让制程工艺技术在 10 纳米、 7 纳米节点上遇到瓶颈，因此半导体大厂和设备大厂纷纷投入新材料研发，突破半导体制程技术的限制。

美国公司应用材料（Applied Materials, Inc）是全球半导体设备龙头，每年投入的研发经费十分可观，也是最早投入以“钴”作为导线材料取代传统“铜”、“钨”的半导体技术大厂之一，现在，这样的产业革命已经即将要落实在商用化芯片，具有划时代的意义！

在 10 纳米、 7 纳米等先进工艺下以“钴”作为导线材料，可以达到导电性能更强、功耗更低，芯片达到体积更小的目标，应材解释，这就是推动“PPAC”（效能 performace、功耗 power、面积 area、成本 cost）不断往前，未来甚至往下做到 5 纳米、 3 纳米工艺节点。

应用材料解释，不像是晶体管的体积越小，效能会越高，在金属镀层的接点和导线上，反而是体积越小，效能越差，如果把导线比喻成吸管，吸管越小是越容易阻塞，因此，导线材料的选择上有三个关键参考点，分别是填满能力、抗阻力、可靠度。

在 30 纳米以上的工艺技术，“铝”在填满、可靠度两方面表现不佳，但“铜”则是十分称职，因此仍扮演很重要的材料。

然进入 20 纳米以下高端工艺后，无论是钨、铝、铜的表现其实都不理想，相较之下，“钴”在填满能力、抗阻力、可靠度三方面是异军突起，尤其在半导体 10 /7 纳米以下的高端技术，“钴”是新一代导线材料之王。

图丨钨铝铜钴的比较

应材分析，晶体管的关键临界尺寸（Critical Dimension）是在 15 纳米左右，意思是到了该尺寸时，钴与铜的性能参数比达到交叉点，而所谓晶体管的关键临界尺寸，与制程技术工艺节点之间的比例约是 2 比 1，意思是，当 15 纳米是使用铜材料的关键临界尺寸极限，放大到制程工艺节点上，瓶颈就是 7 纳米左右。

关于“钨”时代的登场，应材进一步表示，在芯片关键临界尺寸的微缩上，“钨”与“铜”两个金属材料在 10 纳米以下已经无法完成微缩任务，因为其电性在晶体管接点与局部中段金属导线制程上已逼近物理极限，“钨”与“铜”再也无法导入成为接口，这就成为 FinFET 无法发挥完全效能的一大瓶颈。

而“钴”这个金属刚好能消除这个瓶颈，但也需要在制程系统策略上进行变革，随着产业将结构微缩到极端尺寸，这些材料的表现会有所不同，而且必须在原子级上，有系统地进行工程，通常是在真空的条件下进行。

人工智慧及大数据时代来临，芯片也必须透过不断微缩提升效能？然而面对7 纳米先进制程，如何生产出效能更高、耗电更少、面积更小，又符合可靠度要求的芯片，是当今半导体制程上的重要课题。

当今，随着摩尔定律，半导体7 纳米先进制程已进入量产阶段，从材料工程上来看，电晶体接点与导线的重大金属材料进行变革，是解除7 纳米以下先进制程效能瓶颈的关键。

这重大的金属材料就是──钴（Co）。然而坊间传言以钴（Co）取代铜（Cu）的真实性如何？

宜特材料分析实验室这次直接实测已量产的7 纳米芯片，带您进入7 纳米的微缩世界。

图1

展开剩余84%

更多

你能接受每天做核酸吗？

2.8w人表态

能

不能

话

做核酸不仅是为了自己的身体健康，而且也是对家人的一种负责，希望大家都可以保持理性的思维，不要因为一时的焦虑，影响到正常的生活和工作。

知

坚持核酸才能坚持动态清零。

激

浪费资源，吃饱了没事干

苹

坚决不同意

搜

做着做着就阳了[酷]

杠

做核酸是个很正常的事儿，为什么现在疫情那么严重，人们都不知道该怎么办？

苹

浪费生命

乖

昨天看到个新闻，这几年一下子多出无数个生物检测公司要上市，部分公司盈利超过往年的2700倍。疫情再次大规模爆发，有没有可能是少部分人（核酸检测公司机构或者直接收益人）故意配合西方国家散播病毒造假报告，以达到持续高倍率盈利的目的？？？如果真有这样的公司或者个人存在这样的行为，我个人觉得应该以危害公共安全罪，叛国罪，反人类罪，就地击毙！没收所有非法收益，驱逐出境，其子孙后代以及非法获利的受益人的子孙后代三代以内不得加入中国国籍。

善

每天做核酸也不是多大的事，关键是做核酸的人太多，防护不力，怕感染被传染

谨

又想清零，又让跨省或者让外国人进到中国来清零是不可能清零的，这是徒劳的，更多的是图例那些检测剂，那些厂商发了横财，进入一个死循环

160条观点

高清播放机，图片大全，点击查看详情！

精选推荐

广告

张杰谢娜分手协议曝光，竟是因邓紫棋加入？双胞胎女儿由谢娜抚养

故人仍待我 · 昨天12:06 · 21.4万+阅读

你们都弄错了，是张姗姗而不是张珊珊，难怪找不到！

卜伊纪录 · 4小时前 · 5.3万阅读

在谢霆锋身边陪了23年，未婚生下女儿，女儿长大却酷似谢霆锋！

舒适的小汽 · 昨天11:58 · 130.4万+阅读

产能连带人才赴美，台积电不回头了？

联动企业实 · 昨天08:00

陈凯歌倪萍在一起8年不能生育,却让陈红怀子，倪萍心中始终有个谜

红毛说动漫 · 7小时前 · 16.4万+阅读

屁股大和屁股小的人，有什么区别？哪类人更健康？

泡面小生 · 17小时前 · 13.1万+阅读

谢娜张杰分手协议曝光，正在争夺孩子抚养权，竟是因邓紫棋加入？

鲜娱早料 · 昨天13:45 · 13.8万+阅读

张珊珊究竟是谁？

搜狐城市- · 16小时前 · 18.6万+阅读

省长千金孟军：下嫁给任正非，生下孟晚舟，离婚后淡泊名利

樊冰娟 · 前天13:42 · 36.4万+阅读

女性这4处毛发旺盛，会有哪些好处？或许很多人还不了解

来学网医学 · 3小时前 · 2696阅读

为什么屁股上也会长毛？这种毛能不能剃掉？

浅浅淡淡的 · 17小时前 · 1.3万阅读

苏有朋老婆终于曝光，原来也是最熟悉的人，怪不得一直不公开

丫丫侃剧 · 昨天13:44 · 7.1万阅读

频繁假阳性，250家机构整改！发国难财的黑心公司，该管管了

记录bab · 前天08:11 · 4.9万阅读

起底“核子基因”：一年成立16家核酸检测机构 多次被处罚

狐瞰 · 6小时前 · 45.4万+阅读

核子华曦相关实验室超30家，多次违规被罚

北青网健康 · 2小时前 · 1855阅读

核子华曦兰州实验室被通报，实控人张核子今年新成立16家核酸检测机构

第一财经 · 18小时前 · 528.4万+阅读

金星和汉斯分手只用了5分钟，刚出民政局，为何就进了派出所？

墨迪妮莎 · 昨天10:50 · 74.1万+阅读

纯汉人的小脚趾上，真的有两瓣甲吗？现代医学：和基因与食物有关

旧匣子1 · 昨天10:44 · 1.8万阅读

狠人！核子华曦兰州实验室被通报，张核子1年成立16家核检机构

焰冰谈生活 · 18小时前 · 7.0万阅读

核子华曦今年新成立16家核酸检测机构，为何能带病扩张？

狐度 · 2小时前 · 25.8万+阅读

猎艳多位明星的李厚霖，唯独说她：大街上随便找个女人都比她好

等你带我去 · 8小时前 · 9.6万阅读

布局十年，拥有35家检测机构的张核子和巴颖夫妻俩苦等到 2022年，终成首富

饶舌嘚吧嘚 · 3小时前 · 4.0万阅读

6位知名主持因癌去世，这3种生活方式，或许是诱发癌症的罪魁祸首

黄瓜闲聊美 · 3小时前 · 1449阅读

夫妻多久“活动”一次，对女人子宫最好？这个时间多数人想错了！

超云时尚 · 昨天23:06 · 3.6万阅读

沈阳疾控发布11月27日紧急提醒（四）、（五）、（六）！核酸检测结果异常人员活动轨迹公布！

搜狐网地方 · 17小时前

男人睡前，将“风油精”滴在肚脐上，很容易获得这3个“好处”！

黄瓜闲聊美 · 6小时前 · 2057阅读

看了长毛猫的日常舔毛过程，不得不感慨它们的喵生真的太难了！

旅事 · 前天09:04

50岁孙悦近况暴瘦！自曝身体欠佳有遗传性三高，一度胖到130斤

娱乐挽清愁 · 14分钟前

荷尔蒙“旺盛”的女性，多有6个特点，若全占，值得庆祝

穿越千年鬼 · 昨天10:44 · 3174阅读

张核子是谁？神秘执掌几十家核酸检测公司，哪里有全民核酸，哪里有他的公司！

快嘴嘚吧嘚 · 5小时前 · 8.7万阅读

北京当前疫情毒株BF.7，与以往有何不同？专家解读

北青网健康 · 7小时前

女生屁股后面的两坨“黑印”你了解吗？关于女生的秘密你知道多少

泡面小生 · 17小时前 · 7694阅读

查看更多精彩内容

热

半导体材料是由一系列元素组成的，其中包括碳（C）、氮（N）、氧（O）、硅（Si）、磷（P）、硫（S）、砷（As）、硒（Se）、锗（Ge）、锡（Sn）、铜（Cu）、铋（Bi）、铝（Al）、钼（Mo）、钨（W）、铍（Be）、钒（V）、钴（Co）、钛（Ti）、钙（Ca）、锆（Zr）、铌（Nb）、镁（Mg）、铬（Cr）、钼（Mn）、钽（Ta）、铷（Rb）、锶（Sr）、钇（Y）、铯（Cs）、钆（Gd）、锆（Zn）、铪（Hf）、钼（Hg）、铊（Tl）、铯（Pb）、铋（Bi）、锇（Os）、钌（Ir）、钯（Pd）、铑（Rh）、钌（Ru）、铱（Yb）、铂（Pt）、钯（Au）、铑（Hg）、钐（Tm）、钆（Gd）、铕（Er）、钆（Tb）、铽（Dy）、镝（Ho）、钬（Lu）、锝（Tm）、钆（Yb）、锆（Lu）、钋（Th）、钍（U）、钚（Np）、铀（Pu）、钐（Am）、钫（Cm）、镭（Lr）等。

---