迎接全球AI基礎建設熱潮，美商應用材料公司近日也發表最新半導體製造系統，將專注在3大關鍵領域，分別是環繞式閘極（GAA）、電晶體在內的前瞻邏輯製程、高頻寬記憶體（HBM）在內的高效能DRAM等。進而提升AI運算所需的先進邏輯與記憶體晶片效能，可用來高度整合系統級封裝，優化更高晶片效能、降低功耗及成本的先進封裝技術。

應用材料開發出Centura Xtera Epi磊晶系統，可實現無空隙的GAA源-汲極結構，氣體用量相較於傳統磊晶減少50%。

應用材料公司半導體產品事業群總裁Prabu Raja表示：「隨著晶片複雜度不斷提升，應材專注於推動材料工程突破，改善效能與功耗，以因應AI規模化發展所需。正與客戶展開更早期且更深入的合作，共同開發能加速晶片製造商技術藍圖、並實現邏輯、記憶體及先進封裝領域重大元件變革的解決方案。」

其中為優化效能與功耗效率，當今領先的圖形處理器（GPU）與高效能運算（HPC）晶片採用先進封裝架構，將在多個小晶片整合成複雜的系統。「混合鍵合」則是一項新興的晶片堆疊技術，採用直接銅對銅鍵合方式，將可大幅改善整體效能、功耗及成本，且在大規模量產更低功耗先進邏輯與記憶體晶片時面臨挑戰。

應用材料現還與貝思半導體（Besi）合作，開發出業界首創整合式裸晶對晶圓的Kinex Bonding混合鍵合系統（die-to-wafer hybrid bonding system），能結合應材在晶圓和晶片前段製程的專業技術，以及貝思半導體領先的裸晶放置、互連與組裝等，具備高度精準與高速鍵合的解決方案。

另針對當今最先進的環繞式3D閘極（GAA）電晶體，影響其效能與可靠性關鍵的特性，是採取源極（source）與汲極（drain）結構，共同構成電晶體的通道。再透過磊晶（epi）製程，卻在深溝槽中精準沉積材料而形成。但因使用傳統磊晶技術填充的高深寬比的源/汲極溝槽具有相當挑戰性，可能導致空隙與不均勻生長，進而降低效能與可靠性。

為解決此挑戰並實現晶片最佳效能，應用材料開發出Centura Xtera Epi磊晶系統，採用獨特小體積反應室的配置，整合預清潔與蝕刻製程，可實現無空隙的GAA源-汲極結構，氣體用量相較於傳統磊晶減少50%。

該系統創新的沉積-蝕刻製程還會隨著材料在溝槽側壁與底部生長，而持續調整溝槽開口尺寸，優化晶圓上數十億個電晶體的磊晶生長，達到無空隙且單元間均勻度提升超過40%，實現2奈米及以下先進製程的更高效能環繞式閘極電晶體，已獲邏輯與記憶體晶片的領導者製造商採用。

應用材料公司影像與製程控制事業群副總裁Keith Wells表示：「3D架構在邏輯與記憶體晶片中的使用日益增加，為量測技術帶來新挑戰，將光學技術推向極限。應材憑藉在成像解析度上的突破，延續其於電子束技術的領導地位，以高產能深入3D架構進行量測，使晶片製造商能獲得精確量測數據，加速提升高複雜度晶片設計的良率。」

PROVision 10電子束量測系統（eBeam），則是專為包括環繞式閘極電晶體與背面供電架構等先進邏輯晶片、次世代DRAM與3D NAND晶片而設計。為業界首款採用冷場發射（CFE）技術的量測系統，相較於傳統熱場發射（TFE）技術，可提升奈米級成像解析度達50%、深度成像速度達10倍，可提升高複雜度3D晶片的良率。

該系統的次奈米級成像能力，使之能穿透3D晶片的多個層次，提供整合式多層影像。還能直接在晶片上對準量測與精確的關鍵尺寸（CD）量測，超越傳統光學系統的極限，能支援關鍵製程的控制任務。

例如極紫外光（EUV）層對準與奈米片型量測，以及GAA電晶體中的磊晶空隙偵測等，使之成為2奈米及以下先進製程以及HBM整合的重要檢測工具，已獲得多家領先的邏輯與記憶體晶片製造商採用。