NIKKEI——日本經濟新聞中文版

      世界半導體大型企業英特爾和臺積電（TSMC）等的尖端開發的情況正在改變。僅憑縮小電路線寬、提高整合度的“微細化”已不能跟上性能提高的需求，日趨需要新技術。各企業競相開發的是將多個晶片堆疊起來，提高性能的三維（3D）技術。在半導體技術的新主角亮相的背景下，日本的設備和材料企業也在迎來商機。

     “要讓産品水準符合‘摩爾定律’，封裝技術的升級變得重要”，2021年12月在東京發表演講的英特爾高管佩恩·巴依（音譯）呼籲日本設備和材料廠商提供協助。

     摩爾定律是意為半導體性能在18個月～2年裏提高至2倍的“經驗法則”。實際上，在半個多世紀裏，一直維持法則所預示的性能提高。起到牽引作用的是微細化技術，一直使電路變得更細，裝入更多用於運算等的元件。

     以美國蘋果公司使用的半導體為例，2020年採用的晶片處理電晶體達到118億個，在1年裏增加逾30億個。歸根結底，一直支撐智慧手機等飛躍式升級的也是微細化。

  微細化籠罩陰影

      這種微細化的速度已開始籠罩陰影。最細小的電路線寬為十多奈米（奈米為10億分之1米）。要描繪更加微細的電路，物理上的制約明顯，製造和開發所需的成本有可能超過性能提高的優點。

     目前在運算等方面，有不使用電子、而利用光子的“光電融合”，以及電晶體結構變化等有望實現飛躍式發展的新一代技術。不過，在處理龐大資訊的數據驅動型社會，如果運算能力的提高停止，耗電量將無限度上升。

      要支撐最終産品的進步和數據社會，半導體性能的持續提高是不可或缺的。作為目前的方案，各企業關注的是借助多個晶片提高整合度的3D堆疊技術。

      臺積電正加快開發名為“3DFabric”的3D結構半導體，在日本茨城築波市設置具有研發功能的機構也是戰略一環。臺積電日本3DIC研發中心的負責人江本裕表示，為了發展3D堆疊技術，“材料、設備企業等生態系統的協助不可或缺”。

    成為關鍵的後工序

      要使半導體晶片在3D方向上整合並加以驅動，必須解決熱和電流等問題。關鍵是從晶圓上切下半導體、加工為晶片的後工序的技術。

      材料和設備需具備的條件嚴苛。江本裕表示“基板的平坦度、熱膨脹率和彈性等各種數值都需要優化”。一名日本國內的化學試劑企業高管表示，“難以利用目前的技術解決，需要開發面向每個客戶進行個別優化的材料”。