チップエンジニアリングを変革する技術

半導体開発競争が激化している。労働力不足、サプライチェーンの遅延、材料不足に直面し、チップメーカーは新しい改良型半導体製品の開発を急いでいる。

2019年から2022年にかけて、製造コストは7%増加し、輸入価格は5.7%上昇しました。破壊的技術は、企業の収益に影響を及ぼす高まる需要と物流の負担を乗り切る方法を企業に提供するかもしれません。

半導体工学に革命を起こす4つの技術

1. 自己修復性、形状変形性ソフト複合材

カーネギーメロン大学の研究者らは、液体エラストマーと微小なガリウムインジウム合金の液滴を組み合わせた新しい柔らかい複合材料「Thubber」を開発した。Thubberは、液体シリコンゴムと同様に、-80°Cから200°Cの範囲で動作する、高い電気伝導性と熱伝導性を誇ります。Thubberは、電流が流されると内部で熱を発生させるため、外部の熱源は不要です。また、Thubberは超柔軟な薄膜に加工できるため、熱伝導グリースやアルミニウム板の課題を克服できます。

「サバー」のナノCTスキャン。ゴム素材内部の液体金属の微小液滴が見える。出典：カーネギーメロン大学

2. カーボンナノチューブ リボン状のポリマーで包まれた

デューク大学の研究者らは、鋼鉄よりも強く、人間の髪の毛よりも細い炭素原子の微小シリンダーを使用した炭素ベースの半導体の製造方法を開発した。この画期的な技術は、シリンダーの電源を切ることができないため電子応用が妨げられていた従来の限界を克服するものである。研究チームは、金属ナノチューブを特殊なポリマーで包み、導体から半導体へと変化させることでこの問題を解決した。

3. 半導体パッケージ用ガラス基板

ガラスは、手頃な価格、優れた熱特性、シリコンに似た物理的特性を備えています。時間の経過とともに形状が維持され、歪みや劣化が最小限に抑えられるため、電子機器の耐久性と効率が向上します。

ガラス基板は、現在の有機基板に比べて優れた信号性能が期待できるため、高度な半導体パッケージングにおける採用が進んでいます。ガラス基板は、次世代エレクトロニクスにおける高密度で高性能な相互接続を必要とする新しいアプリケーションに最適です。

4. XNUMX次元強誘電体電界効果トランジスタ

チップメーカーは AI をマイクロチップに利用しようと急いでいるが、そのエネルギー集約的な性質が課題となっている。酸化ハフニウムと硫化スズを使用した 2 次元強誘電体電界効果トランジスタの出現は、有望な電気特性を示している。このトランジスタは人間のシナプスよりも大幅に高速に動作し、エネルギー消費は最小限で、ナノスケールでの超低電力、高精度の人工ニューロモルフィック ネットワークへの道を開く。