迎合現今AI運算需求急速攀升，半導體產業正不斷突破微縮極限，致力於提升處理器晶片中數千億個電晶體的能源效率表現。應用材料公司近日也新推出2款晶片製造系統，透過原子級的精度控制材料沉積，協助晶片製造商打造更快速、節能的電晶體，以支持全球AI基礎建設的擴張。

應用材料近日也新推出2款晶片製造系統，以支持全球AI基礎建設的擴張。

基於全球領先的邏輯晶片製造商正積極於2 奈米及更先進節點導入全新的3D環繞式閘極電晶體（Gate-All-Around, GAA），在內部打造最微小的原子級特徵結構。雖能在相同功耗下實現更高效能，卻也大幅提升製程複雜度，可能需要超過500道製程步驟，並採用全新的材料沉積技術，才能在趨近單一原子尺度的容許誤差範圍內，達到製程精準度、重複性與控制的嚴格要求。。

應材發表的兩款晶片製造系統，則透過材料創新實現環繞式閘極電晶體中最複雜的結構，可用來沉積金屬與絕緣介電材料，兩者皆是影響先進晶片效能與能源效率的關鍵材料。

其中由於新一代 AI 圖形處理器（GPU）預計可在郵票大小的尺寸內整合超過 3,000 億個電晶體。若缺乏適當的隔離，電子便容易擴散至鄰近電晶體，進而產生「寄生電容」，恐會導致訊號傳遞減慢、耗能增加，並降低晶片的效能功耗比。

應材Producer Precision 選擇性氮化矽電漿輔助化學氣相沉積系統（PECVD）採用業界首創的選擇性由下而上沉積製程，僅在溝槽中所需之處精準沉積氮化矽，可確保淺溝槽隔離的完整性。有助於確保一致的電性表現，降低寄生電容與漏電，並提升晶片的單位功耗效能，已獲得邏輯晶片製造商採用，應用於2奈米及更先進環繞式閘極製程節點。

另為因應從資料中心到邊緣端等各種 AI 工作負載的獨特需求，晶片製造商為設計人員提供多種電晶體選項，若要達成效能與功耗之間的取捨平衡關鍵，在於透過高精度金屬沉積技術，優化金屬閘極堆疊。

應材Endura Trillium 原子層沉積系（ALD）系統則是一套整合材料解決方案，以原子級均勻性打造複雜金屬閘極結構堆疊包覆矽奈米片來優化電晶體，每個環繞式閘極電晶體皆為一個由多層金屬組成的閘極堆疊所控制的開關，這些金屬層共同決定電晶體開啟與關閉所需的臨界電壓，滿足多元 AI 運算應用需求，目前已獲領先的邏輯晶片製造商採用，應用於2奈米及更先進的環繞式閘極製程節點。

應用材料公司半導體產品事業群總裁Prabu Raja博士表示：「我們的產業正進入一個快速且非線性變化的階段，單靠傳統微影晶片微縮技術已不再足夠。在最先進的埃米級邏輯節點，材料已成為決定效能與功耗的核心。應材憑藉在材料工程領域的深厚領導地位，這些沉積系統將協助客戶實現關鍵電晶體技術轉折，進而為 AI 運算發展藍圖奠定關鍵基石。」