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更多的晶體管
集成電路超微無鉛錫膏焊料深圳福英達分享：集成電路未來三個主要發展趨勢
2022-03-02
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錫膏_焊錫膏_超微焊料_助焊膏生產商-深圳福英達是一家集錫膏、錫膠及合金焊粉產、銷、研與服務于一體的綜合型錫膏供應商, 是工信部焊錫粉標準制定主導單位，產品涵蓋超微無鉛印刷錫膏，超微無鉛點膠錫膏，超微無鉛噴印錫膏，超微無鉛針轉移錫膏，超微無鉛免洗焊錫膏，超微無鉛水洗錫膏，高溫焊錫膏，中高溫焊錫膏，低溫焊錫膏，6號粉錫膏、7號粉錫膏、8號錫膏、9號粉錫膏、10號粉焊料，低溫超微錫膠，中高溫錫膠，各向異性導電膠，金錫錫膏，金錫錫粉，多次回流錫膏，激光錫膏，微間距助焊膠，高溫無鉛錫膏，低溫錫鉍銀錫膏，低溫高可靠性錫膏，無鉛焊膏錫鉍銀錫膏/膠，SAC305錫膏，低溫高可靠性錫膏&錫膠，無銀&錫銅錫膏，超微焊粉，Low alpha無鉛焊料，Low alpha高鉛焊料，SMT粉，定制焊料。擁有從合金焊粉到應用產品的完整產品線,可制造T2-T10全尺寸超微合金焊粉的電子級封裝材料。
導 讀
盡管所有以指數定律增長的曲線在物理意義上都是不可持續的，但摩爾定律也是如此。
然而，人們一直在努力延續摩爾定律。為什么他們知道自己做不到？這實際上代表了人類的理想主義。這種理想或信念往往使人類超越自己，創造意想不到的技術和文明。
也許正是人們相信摩爾定律的可持續性，這促進了50多年來集成電路的快速發展。當摩爾定律首次提出時，我認為摩爾本人不相信它能集成不到芝麻粒大小的1億多個晶體管。
今天，在指甲蓋大小的芯片上，集成晶體管的數量超過100億，還能再多嗎？答案仍然是肯定的。
然而，隨著芯片特性尺寸的極端（3nm~1nm），集成電路中晶體管尺寸的微縮逐漸接近硅原子的物理極限。1nm的寬度只能容納兩個硅原子晶格（a=0.5nm），即三個硅原子的并排寬度為1nm。
下一步，集成電路技術將走向何方？您可能會在本文中找到自己的答案。
現代科技的發展是以集成電路為基石。集成電路發展的最直接的目標就是在單位面積內或者單位體積內集成更多的晶體管。因此，集成電路的第一個發展方向就是集成更多的晶體管。
單位面積內更多的晶體管
在單位面積內集成更多的晶體管
因此，各大Foundry不再以柵極寬度作為晶體管的特征尺寸，其工藝節點成為一個代名詞，并不和某個特定的寬度相對應，但依然是有其物理意義的。主要體現在晶體管面積的縮小，在同樣的面積內可集成更多的晶體管。
例如，蘋果A13芯片采用7nm工藝制程，內有85億個晶體管，其面積為94.48平方毫米，在1平方毫米可集成8997萬個晶體管：0.8997億/mm^2。蘋果A14芯片采用5nm工藝制程，內有118億個晶體管，其面積為88平方毫米，在1平方毫米可集成1.34億個晶體管：1.34億/mm^2
兩者的晶體管平均面積之比為1.49，如果嚴格按照7:5的比值為1.4，其平方為1.96，可以看出，相對于7納米芯片，5納米芯片做到了理論值的76%。這也是intel一直認為別的Foundry廠家的命名有水分的原因。
從平面晶體管到FinFET到GAA，晶體管的尺寸不斷縮小，結構不斷優化，就是為了在單位面積內集成更多的晶體管。
單位體積內更多的晶體管
在單位體積內集成更多的晶體管
如何進行晶體管的堆疊呢？
第二種方法目前應用如火如荼，通常被稱之為先進封裝技術（Advanced Packaging）。
不過，現在Foundry廠逐漸不把其作為封裝技術來看待，而將其視為晶圓制造的一個重要環節，例如TSMC，在其產品線種將其定義為3D Fabric。
錫銀銅SAC錫膏 錫銀銅 SACS錫膏 錫鉍銀SnBiAg錫膏 錫鉍銀銻SnBiAgSb錫膏 錫鉍銀SnBiAgX錫膏 錫鉍SnBi錫膏 BiX 錫膏 金錫AuSn錫膏 錫銻SnSb錫膏 含鉛 SnPb錫膏 各向異性導電錫膠 微間距助焊膠
02
擴展硅元素
雖然化合物半導體近來比較熱門，但集成電路中，硅目前還是占據著絕對的主流位置。因此，芯片制造商一直試圖將化合物半導體應用在傳統的硅晶圓上，從而有效利用現有資源并創造出更大的經濟效益。
硅基氮化鎵技術
全世界現在大概有上萬億美元的投資都是在300毫米硅晶圓設備、生態系統上，需要把這些充分利用起來，這樣制造成本才能下降。
新型鐵電體材料
鐵電存儲器可以和傳統的CMOS工藝結合，用來作為從L1 Cache到DRMA之間的中間層。
03
探尋量子領域
隧道場效應晶體管
隧道場效應晶體管（TFET-Tunnel Field Effect Transistor），和傳統MOSFET晶體管原理不同，在TFET中源極和漏極摻雜不同。它使用量子力學隧道效應，柵極和源極之間的電壓決定了電荷載流子是否可以“隧穿”通過源極和漏極之間的能量勢壘，以及電流是否可能流動。
根據量子理論，有些電子縱使明顯缺乏足夠的能量來穿過能量勢壘，它們也能做到這一點，這就是量子隧道效應。
在隧道場效應晶體管中，兩個小槽被一個能量勢壘分開。在第一個小槽中，一大群電子在靜靜等待著，晶體管沒有被激活，當施加電壓時，電子就會通過能量勢壘并且移入第二個小槽內，同時激活晶體管。TFET在結構上類似于傳統晶體管，但在開關方面利用了量子力學隧道效應，既節能又快捷。
通過減少能量勢壘的幅度，增強并利用量子效應將成為可能，因此，電子穿過勢壘所需要的能量會大大減少，晶體管的能耗也會因此而顯著下降。利用量子隧道效應研制出的隧道場效應晶體管有望將芯片的能耗減少到百分之一（1/100）。
碳納米管場效應晶體管
在CNFET中，源極和漏極之間的溝道由碳納米管組成，其直徑僅有1–3 nm, 意味著其作為晶體管的溝道更容易被柵控制。因此, 碳納米管晶體管比傳統硅基晶體管在比例縮減上的潛力會更大。
碳納米管具有超高的室溫載流子遷移率和飽和速度，室溫下，碳納米管中載流子遷移率大約為硅的100倍, 飽和速度大約是硅的4倍。在相同溝道長度下, 載流子遷移率越高，飽和速度越高，速度越快，并能增加能量的利用效率。
碳納米管晶體管具備超低電壓驅動的潛力，從而在低功耗方面具有巨大優勢，在溝道材料的選擇中, 碳納米管溝道同時具備了天然小尺寸、更好的尺寸縮減潛力和低功耗等關鍵因素。
單原子晶體管
單原子晶體管（Single-Atom Transistor），在這種晶體管中，控制電極移動一個原子，該原子可以連接兩端之間的微小間隙，從而使電流能夠流動。原則上，它的工作原理就像一個有兩個穩定狀態的繼電器。
在單原子晶體管中，通過源極和柵極之間的電壓移動單個原子，從而關閉或打開源極和漏極之間的電路。
來源：SiP與先進封裝技術，深圳福英達整理
深圳市福英達20年以來一直深耕于微電子與半導體封裝材料行業。致力于為業界提供先進的焊接材料和技術、優質的個性化解決方案服務與可靠的焊接材料產品。提供包括COMS封裝錫膏、LED微間距低溫封裝錫膏錫膠、LED微間距中溫高溫封裝錫膏錫膠、LED微間距低溫高強度錫膏錫膠、倒裝芯片封裝焊料、FPC柔性模塊封裝錫膏錫膠、植球/晶圓級植球助焊劑、凸點制作錫膏、PCBA錫膏錫膠、車用功率模塊封裝錫膏錫膠、車載娛樂封裝錫膏錫膠、車用LED封裝焊料、車載MEMS封裝焊料、車載攝像頭封裝焊料、軌道交通用IGBT封裝錫膏錫膠、基帶芯片系統級封裝錫膏錫膠、存儲芯片高可靠封裝錫膏錫膠、射頻功率器件封裝錫膏錫膠、多次回流封裝錫膏錫膠、物聯網安全芯片封裝焊料、支付芯片系統級封裝焊料、物聯網身份識別封裝焊料、MEMS微機電系統封裝錫膏錫膠、射頻功率器件錫膏錫膠、芯片封裝錫膏錫膠、攝像頭模組封裝專用錫膠、簡化封裝工藝免洗錫膏/錫膠、高可靠性水洗錫膏、低溫高強度錫膏/錫膠、便于返修的錫膏產品、高性價比錫膏方案、高可靠高溫Au80Sn20焊料、高可靠Low alpha 高鉛封裝焊料、高可靠水洗焊料、醫療設備高可靠性封裝錫膏錫膠、醫療設備系統級封裝焊料、復雜結構激光焊接錫膏錫膠、精密結構低溫封裝焊料解決方案。以及mLED新型顯示各向異性導電膠、mLED新型顯示微間距焊接助焊膠、mLED新型顯示高強度細間距錫膠、mLED新型顯示微間距低溫焊料、mLED新型顯示微間距SAC305錫膏、SMT低溫元器件貼裝錫膠、SMT低溫元器件貼裝錫膏、SMTSAC305系列錫膏、SMT微間距助焊膠、Low α無鉛焊料、SiP水洗錫膏、SiP無鉛無銀焊料、Low α高鉛焊料、MEMS水洗激光錫膏、MEMS低溫高可靠性錫膠、MEMS低溫高可靠錫膏、MEMS多次回流焊料、MEMSAu80Sn20金錫焊膏、功率器件高鉛焊料、功率器件水洗錫膏、功率器件無鉛錫膏、功率器件Au80Sn20金錫錫膏解決方案。
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