近日，在2024年IEEE国际电子设备会议（IEDM）上，英特尔发表了七篇自有论文及两篇与IMEC的合作论文。这些文章主要由英特尔代工技术研究团队撰写，宣布其在二维晶体管技术领域取得重大突破，主要涉及超硅材料、芯片互连和封装技术。
此次突破包括全栅极（GAA）晶体管的规模和性能提升，采用硅及超硅材料制造原子级厚度的二维晶体管。英特尔还介绍了其减法钌技术，该技术通过使用钌替代传统铜材料，结合气隙设计，显著提高了互连性能和可扩展性，实现了晶体管间更细小的连线。此外，英特尔在芯片封装方面取得了突破，推出的新选择层转移（SLT）技术能够将芯片到芯片的组装吞吐量提升100倍，极大提升了封装效率和灵活性。
英特尔该技术研究团队隶属于公司的代工厂，过去50年来，该团队一直专注于开发近期可商业化的产品，为英特尔的基础技术发展奠定了坚实基础。最新的创新技术如PowerVia背面供电和RibbonFET栅极环绕架构均出自该团队。RibbonFET是英特尔自FinFET以来首款全栅极晶体管设计，采用堆叠纳米片结构，全面包围栅极，显著改善了短沟道效应并提升了性能。
在互连技术方面，随着晶体管尺寸的不断缩小，传统铜互连线面临难以进一步微缩的挑战。英特尔的减法钌技术通过减少铜量并引入气隙，有效降低了线间电容，提升了导线的电阻率和电流承载能力，使得互连线能够在更小的间距下实现高效传输。这一技术不仅具备大规模生产的可行性，还具有成本效益，预计将在未来的制程节点中广泛应用。
此外，英特尔在二维材料方面的研究也取得了显著进展，使用钼基材料制造的栅极长度为30纳米的二维全栅极NMOS和PMOS晶体管展示了优异的驱动电流性能，远超现有同类研究成果。英特尔表示，这些二维材料有望在未来替代硅，进一步推动晶体管技术的发展。
在封装技术方面，英特尔的新选择层转移（SLT）技术通过无机红外激光脱键合，实现了整个芯圆晶圆与底层晶圆的高效连接，显著提高了封装的吞吐量和功能密度。英特尔还将在IEDM上展示其嵌入式多芯片互连桥（EMIB-T），这是EMIB技术的一个新变体，首次使用TSV通过桥接器传输信号，进一步提升了芯片间的互连性能。
英特尔代工技术研究团队的这些突破性进展，涵盖了新材料、异构封装和全环绕栅极等多个领域，标志着公司在半导体制程工艺上的持续创新与领先地位。英特尔计划在未来四年内推进五个工艺节点，目标是在2030年实现单芯片封装1万亿个晶体管，先进的晶体管技术、微缩技术、互连技术和封装技术将成为实现这一目标的关键。