日本電子信息領域技術戰略地圖(一)半導體技術子領域

2020-12-25 電子產品世界

  自1980年建立以來,日本新能源產業技術綜合開發機構(NEDO)在日本技術發展領域發揮著獨特的作用。作為日本最大的公共研發管理組織,它是聯繫官、產、學、研的重要樞紐(如下圖)。它的主要活動包括推進先進技術的研發、新能源和節能技術的推廣和國際合作項目。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/117889.htm

  NEDO每年都要在各先進技術領域中徵集新技術課題,予以研究支持。在徵集技術課題的計劃中,NEDO會明確立題的目的和重要性、新課題的範圍或研發方向、相關的技術戰略圖、以及已有的相關項目,從中我們可以看到日本在先進技術領域的研發重點和動向。以下將簡介2009年度NEDO在電子信息領域的技術課題徵集計劃中的技術戰略圖,涉及半導體、網絡、存儲記憶體、軟體等領域。

  一、日本半導體技術戰略地圖制定背景

  日本制定半導體技術戰略的原因主要有三個方面:

  一是日本將半導體技術定位為泛在社會的基礎,是產業內非常重要的核心產品,可以提高信息家電、汽車、產業設備、醫療設備等各種產品的附加價值。

  二是半導體技術的研發和產業化是一個系統化工程,經費巨大,需要各方面的合作,包括政府主導與企業的合作、企業間的產業聯盟等。

  三是日本需要提高半導體產業內的發展競爭力,並在全球激烈的市場競爭中取得勝利。

  日本的半導體技術戰略圖是在國際半導體發展路線圖(ITRS)的基礎上,結合該國產業發展需要,抽取了日本所需的的重要半導體技術,以低耗電技術為中心,同時考慮了納米、新材料以及矽以外的半導體技術的深度應用,以及製造工程的因素,進行細化。

  日本認為半導體技術未來的發展趨勢是微型化、高性能化、低耗電、新材料新技術的應用(Beyond CMOS)。因此第二代以或者更後面幾代的半導體技術的研發值得關注。

  日本已有的半導體技術相關項目有:1、「第二代半導體材料、過程基礎技術的開發(MIRAI)項目」(2001~2010年)。其中開發的成果-Selete技術轉移給有限公司,取得了顯著的效果。2、考慮製造時過程的變化而進行設計的「第二代過程友好設計技術開發」(2006~2010年),以及在半導體中引入了新思想的「半導體應用晶片項目」(2005~2009年)都正在實施當中。

  這次半導體戰略有以下幾方面的思考:1、將半導體技術按照業務類型進行分類。2、對半導體的安全性、可靠性、省電性等進行重要技術的分類整理。因此按照技術動向的發展,對LSTP設備技術、裝配技術、製造技術、配線技術的內容進行修改。

  二、日本半導體技術戰略地圖研究領域

  在日本半導體技術戰略地圖上,將研究領域分為兩大塊,一是系統LSI(SoC)領域,性能目標是高速、多功能、低耗電,製造目標是低成本、QTAT(快速周期)、生產種類繁多。二是非CMOS領域,性能目標是:性能超越矽,超高速、大功率密度、低耗電、具有新功能等。

  每個領域設置若干項目,層次依次為大項目、中項目、中項目細分或小項目。系統LSI(SoC)領域共有10項大項目,非CMOS領域有2項。以下各表列出的是重點項目,其中斜體字的是小項目。

  (一)、系統LSI(SoC)

  1、(大項目)LSTP(低待機功率)設置技術 

中項目

中項目細分(小項目)

設備微型化

柵極長度和柵極介質的減少

面向納米CMOS的新技術

晶體結構

¨       大批量CMOS

¨       UTB FDSOI

¨       雙柵場效應管(Fin FET)

¨       Steep Switching FET

流動性改善技術

¨       應力堆積膜

¨       嵌入矽鍺源汲極(Embedded SiGe on S/D)

¨       SGOI、GOI

¨       基板的面方位(100)或(110)

金屬柵和High-k技術

¨       金屬柵/Hf系High-k

¨       金屬柵/La系High-k

新的電晶體和準彈道行為

¨       Ge通道

¨       Ⅲ-Ⅴ族通道

¨       納米線電晶體

¨       準彈道行為

參數變化控制技術(閾值電壓控制)

¨       基板的偏差

¨       獨立多柵控制

混載技術

內存混載技術

¨       SRAM壽命延長技術

¨       絕緣的SOI  DRAM

¨       高速訪問非易失性存儲器

應用混載技術

¨       IC標籤

¨       傳感器晶片

¨       大規模網絡使用的晶片

薄膜電晶體

¨       顯示屏混載TFT

仿真技術

器件仿真技術

¨       彈道傳導

¨       原子層處理模型

¨       可靠性模型

¨       統計可靠性模型

¨       納米層材料設計模型

¨       非典型CMOS緊湊模型

¨       引入量子效應的電路模型

 

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