Công nghệ sản xuất bán dẫn đang phát triển với tốc độ vô cùng mạnh mẽ, đòi hỏi phải có những đột phá hoàn toàn mới trong lĩnh vực vật liệu và hóa chất để duy trì xu hướng này.

Trong thời gian tới, sự cạnh tranh giữa các nhà sản xuất bán dẫn hàng đầu sẽ tập trung vào lĩnh vực chế tạo vật liệu mới và hóa chất.

Trong những năm tới, cả TSMC, Intel và Samsung dự kiến ​​sẽ sản xuất chip in thạch bản Angstrom có kích thước dưới 2nm. Các lãnh đạo cấp cao trong ngành bán dẫn đều cho rằng, quá trình chuyển đổi sẽ không thể thực hiện được nếu không có sự đổi mới đáng kể về vật liệu bán dẫn và hóa chất.

Giám đốc kỹ thuật của hãng cung cấp vật liệu Entegris (Mỹ), James O'Neill, cho biết hiện tại thiết bị in thạch bản không còn là yếu tố quyết định khả năng tạo ra các quy trình kỹ thuật bán dẫn đột phá. Vai trò này đã chuyển sang vật liệu mới và giải pháp làm sạch tiên tiến, được sử dụng trong quá trình xử lý tấm silicon.

Theo James O'Neill, chính những đổi mới trong lĩnh vực vật liệu sẽ mang lại những đột phá trong việc tăng năng suất của các linh kiện bán dẫn.

Tổng Giám đốc Tập đoàn hóa chất Merck (Đức), Kai Beckmann, ủng hộ quan điểm này, giải thích rằng trong hơn 20 năm trở lại đây, sự tiến bộ trong lĩnh vực bán dẫn được quyết định bởi các thiết bị in thạch bản chuyên dụng, nhưng sắp tới sẽ là thập kỷ của “kỷ nguyên vật liệu”. 

Theo đó, các thiết bị tinh vi sẽ vẫn quan trọng, nhưng chính vật liệu mới sẽ tạo ra sự khác biệt. Điều này không chỉ đúng với lĩnh vực chip di động, mà còn đúng với cả các chip bộ nhớ. Điển hình như bộ nhớ thể rắn 3D NAND hiện sử dụng hơn 230 lớp lưu trữ và trong tương lai số lượng của chúng có thể tăng lên tới 500 lớp.

Đối với việc xử lý hóa chất trong quá trình chế tạo chip bán dẫn, James O'Neill cho rằng các hóa chất thế hệ mới phải cung cấp khả năng xử lý các nguyên tố silicon với độ chính xác cao, ở cấp độ nguyên tử.

Độ tinh khiết của dung dịch được sử dụng có tầm quan trọng đặc biệt, vì chúng ảnh hưởng trực tiếp đến tỷ lệ lỗi trong quá trình sản xuất chip.

Đồng từ lâu đã được sử dụng làm chất dẫn điện, nhưng khi kích thước của chip giảm đi, vấn đề đặt ra là tìm ra vật liệu mới, tương tự như việc tìm ra và ứng dụng molypden, được coi là thách thức đối với toàn bộ quá trình phát triển của ngành bán dẫn. 

Để chuyển sang các tiêu chuẩn in thạch bản mới có thể sẽ cần phải có một bộ vật liệu hoàn toàn mới. Điều này đòi hỏi sự đầu tư đáng kể, khiến những người chơi mới tham gia vào thị trường bán dẫn gần như không thể có được chỗ đứng. 

Giám đốc điều hành Entegris Bertrand Loy tin rằng triển vọng phát triển của ngành bán dẫn sẽ tiếp tục được định hình bởi các công ty lớn nhất hiện nay trên thị trường.

Các công ty lớn sẽ luôn sẵn sàng đầu tư vào các công nghệ mới, vì điều đó sẽ mang lại cho họ lợi thế cạnh tranh và cơ hội vượt lên các đối thủ.

(theo 3dnews)