半導體行業材料工程領域的領軍企業應用材料公司今日推出全新的沉積、刻蝕及材料改性系統，大幅提升 2 納米及更先進制程前沿邏輯芯片的性能。該系列技術通過對電子領域最基礎的構建單元 —— 晶體管進行原子級優化，實現人工智能計算性能的飛躍。

向全環繞柵晶體管的轉型是半導體行業的重要轉折點，也是打造更高性能人工智能芯片所需的高能效計算技術的核心支撐。隨著 2 納米級全環繞柵芯片于今年進入量產階段，應用材料公司推出多項材料創新技術，為埃米制程的下一代全環繞柵晶體管提供性能增強方案。這些新型芯片制造系統的協同作用，為全環繞柵工藝節點升級帶來的整體高能效性能提升貢獻了重要力量。

應用材料公司半導體產品集團總裁普拉布?拉賈博士表示：“人工智能技術的飛速發展正不斷突破計算性能的極限，而計算領域的突破始終始于晶體管。為緊跟埃米時代的發展步伐，應用材料公司持續推出材料工程創新成果，助力提升計算能效。此次發布的全新系統進一步鞏固了我們在推動晶體管與布線技術重大變革中的長期領先地位，同時幫助客戶加快芯片技術路線圖落地，以跟上人工智能技術的飛速發展節奏。”

全新 Viva?自由基處理系統：實現全環繞柵晶體管納米片的精密工藝制備

全環繞柵晶體管的核心是承載電流的水平堆疊式納米片，由僅數納米寬的超薄硅材料制成。這些納米片的物理結構必須具備極高的精度，才能確保每一層都成為電荷載流子的高效傳輸通道。納米片的表面狀態至關重要，即便是原子級的表面粗糙度或污染物，也會嚴重影響其電學性能，并最終降低芯片整體表現。超潔凈、高均勻性的納米片表面能顯著提升溝道電子遷移率，而電子遷移率是決定晶體管開關速度的核心因素，最終可制造出更快速、更節能的晶體管，滿足下一代人工智能芯片的應用需求。

應用材料公司 Producer? Viva?自由基處理系統可實現納米片表面的埃米級精密工藝制備。該系統的核心是一項專利輸送架構，能產生超高純自由基物質。該技術整合了應用材料的遠程等離子體源與其他硬件創新成果，濾除會損傷表面結構的高能帶電離子。高濃度中性自由基營造出更溫和、無損傷的處理環境，可對深埋于晶體管內部的結構實現均勻的表面處理。

目前，頭部邏輯芯片制造商已開始采用 Viva 系統，用于 2 納米及更先進制程的先進溝道工藝制備。

這款全新的 Viva 系統還可拓展應用于邏輯芯片和存儲芯片領域。與應用材料公司 Producer Pyra?熱退火工藝結合后，該自由基輔助處理技術能進一步降低導電銅線的電阻，有望讓銅材料繼續應用于最先進制程芯片的低層金屬布線中。

全新 Sym3? Z Magnum?刻蝕系統：憑借增強型等離子體控制刻制埃米級三維溝槽

全環繞柵晶體管的垂直三維結構，要求芯片制造商以極高精度刻制深窄溝槽。這些溝槽必須保持深度均勻、側壁筆直、底部平整呈矩形，哪怕微小的尺寸偏差，也會影響晶體管的開關速度、功耗效率和整體性能。隨著工藝節點不斷微縮，先進等離子體刻蝕技術已成為芯片制造中不可或缺的環節。

應用材料公司今日推出 Centris? Sym3? Z Magnum?刻蝕系統，作為 Sym3 Z 產品家族的全新成員。此前 Sym3 Z 平臺已將脈沖電壓技術成功導入大規模量產，通過微秒級離子控制技術，實現全環繞柵晶體管高深寬比結構的刻制。該平臺已獲得行業廣泛采用，成為 2 納米邏輯芯片制造的標配設備，目前市場裝機腔室數量已超 250 個。

為進一步推動工藝微縮，Sym3 Z Magnum 搭載突破性的第二代脈沖電壓技術。該技術不僅突破了離子方向性與晶圓近表面等離子體控制之間的傳統權衡限制，還能實現離子角度與離子能量的獨立調諧，讓離子束以更精準的軌跡直達晶圓表面。第二代脈沖電壓技術與全新源技術的結合，使 Sym3 Z Magnum 能刻制出超潔凈、高精度的溝槽，助力實現納米片的高度均勻性、晶體管的快速開關及更高質量的外延生長，最終提升晶體管速度與芯片整體性能。

除埃米級邏輯芯片外，Sym3 Z Magnum 還能為動態隨機存取存儲器和高帶寬存儲器技術發展提供支撐，通過刻制高精度輪廓結構，助力實現存儲陣列的高密度化和堆疊結構的高層數化。該系統的廣泛應用場景使其獲得頭部芯片制造商的快速采用，進一步鞏固了應用材料公司在先進刻蝕領域的領先地位。

全新 Spectral?原子層沉積系統：選擇性沉積鉬材料降低接觸電阻

打造更高性能的人工智能芯片，僅靠晶體管器件創新遠遠不夠。隨著工藝節點微縮至 2 納米以下，連接晶體管與布線網絡的微小金屬接觸層不斷變薄，成為芯片總電阻的重要組成部分，也形成了性能與能效提升的瓶頸。在這樣的納米尺度下，傳統鎢基接觸層的電子傳導效率已難以滿足需求。而鉬材料可在實現更薄尺寸的同時保持高效電子傳輸，成為埃米制程下一代接觸層的理想替代材料。

應用材料公司 Centris? Spectral?鉬原子層沉積系統可選擇性沉積單晶鉬材料，相較目前行業標桿 —— 應用材料 Endura? Volta?選擇性鎢沉積系統，能將關鍵接觸電阻再降低 15%。這些接觸層是互連線路與晶體管之間最微小的連接結構，保持低電阻是確保芯片性能與能效最大化的關鍵。

Spectral 系列是全新的原子層沉積設備，搭載業內領先的四反應腔設計，具備精密化學試劑輸送能力、多樣化的等離子體與熱加工工藝能力，還配備了適用于時間型和空間型原子層沉積工藝的專用硬件，可制備多種先進薄膜材料，為高性能人工智能芯片提供核心支撐。

目前，頭部邏輯芯片制造商已開始采用 Spectral 系統，用于 2 納米及更先進制程的芯片制造。該系統的功能演示動畫可通過此鏈接查看。