为应对人工智能、高性能计算、传感、光子学和功率电子等领域对性能和能效日益增长的需求，Lam Research与CEA-Let在法国格勒诺布尔于1月30日签署了一项多年协议。该协议建立在现有合作基础上，特别是在基于等离子体的工艺技术方面，并旨在通过新材料、制造工艺和器件架构，加速从探索性研究向工业制造准备的转变。
加强的合作反映了双方的共同观点，即随着半导体创新变得更加复杂和应用驱动，设备供应商与研究机构之间的更紧密协调变得越来越必要。
根据CEA-Leti首席执行官Sébastien Dauvé的说法，该研究机构传统上在技术成熟度等级（TRL）4和5运行。“在这里，目标是达到TRL 6，这是工业化的门户，也是工业合作伙伴的关键信心建设者，”他告诉EE Times。
从经过验证的实验室工艺到可以转移到制造环境的技术，这一步骤是半导体开发中的一个常见瓶颈。Dauvé表示，扩大后的合作伙伴关系旨在解决这一差距。
“当研究机构单独与工业合作伙伴合作时，常常会有关于可移植性和可扩展性的问题，”他说。“相反，对于设备供应商来说，能够说‘我们与参考研究机构一起开发并完善了这个工艺’，是非常有力的。”
合作使Lam Research能够在CEA-Leti进行先进器件集成和表征的同时展示设备能力，有助于降低半导体制造商评估新技术时的风险。
Chris Carter表示，行业正日益面临提高性能同时降低功耗的挑战。“利用新材料的特性可能会打破这些权衡并带来飞跃式的改进，”他告诉EE Times。
Carter表示，Lam Research专注于加速支持芯片制造商应对人工智能驱动计算需求的创新。“将CEA-Leti在器件表征方面的优势与Lam在先进工艺、新型材料和薄膜方面的能力集中起来，可以更快地找到路径，”他说。
随着行业转向化合物和多元素半导体材料，设备与工艺开发之间的紧密联系变得尤为重要。这些材料在射频组件、功率电子、光子学和光互连技术中越来越相关，它们可以实现更高的开关速度、更好的信号完整性和更高效的功率转换。
同时，它们也带来了显著的制造复杂性，使得设备供应商和工艺开发者之间的紧密协作至关重要。
Dauvé表示，CEA-Leti的设施结合了多步骤集成工具集和广泛的计量和材料分析能力，使研究人员能够快速评估工艺变化并为设备合作伙伴提供可操作的反馈。“我们的一个职责是确保这些工艺完全准备好用于行业，”他说。
引入新材料还会在半导体工厂中引发污染和可持续性挑战。Dauvé指出，可持续性是CEA-Leti日益关注的领域，该机构“深度参与”了欧洲GENESIS项目，旨在优化制造工艺同时减少水和材料消耗。
他补充说，现有的计算架构对于许多人工智能工作负载来说仍然相对低效，这为多个层面的创新提供了机会——从器件设计和材料到制造工艺和系统集成。他表示，进展需要在电源转换、数据传输和存储架构方面同时发生。
Lam的先进蚀刻和沉积技术，包括脉冲激光沉积（PLD），将在联合研究中发挥核心作用。PLD能够以高精度沉积复杂的薄膜，使其特别适用于新兴的化合物半导体和光子学应用。
除了技术能力本身之外，Carter强调了协作开发环境的重要性。通过与客户密切合作并保持对多样化材料集的访问，Lam期望该合作可以简化联合开发工作，支持结合低功耗和高性能的下一代设备。
该协议针对一系列特种半导体领域，包括MEMS、传感器、光子学、射频器件、微LED显示器和电源管理技术。虽然这些应用历史上比先进逻辑市场要小，但随着人工智能系统需要新的传感、通信和能源管理能力，需求正在加速增长。
“数据中心的数据通信光子学是一个明确的例子，”Dauvé说。“对新材料以及先进的沉积和蚀刻工艺有强烈需求。集成新的光子材料、激光器和光学封装技术正成为关键的研究重点。”
该合作还扩展到了新兴领域，如量子光学。根据Dauvé的说法，这些设备引入了新的可靠性和工艺要求，进一步突显了设备提供商和器件研究人员之间协调开发的重要性。
超越单个工艺技术，该合作伙伴关系反映了向生态系统驱动的半导体创新的更广泛转变。Dauvé描述了像CEA-Leti这样的研究和技术组织作为连接设备供应商、材料供应商、器件制造商和新兴初创公司的关键中介。
这些协作网络通过在进入生产工厂之前验证新工艺来降低技术风险，他说。它们还在加强区域半导体生态系统的同时，保持与全球产业供应链的紧密整合。
Dauvé强调，欧洲不能孤立地追求半导体自给自足，必须与国际技术合作伙伴保持联系。设备制造商尤其在促进半导体价值链上的协作中发挥着核心作用。
双方相信，扩大的合作伙伴关系将有助于加速特种半导体技术的发展，因为行业需求仍在不断演变。“我们贡献了我们在集成、计量和功能验证方面的优势，”Dauvé说。“并且我们获得了仍处于成熟阶段的设备的访问权限，这使我们能够影响最终调整。分享路线图观点——同时尊重保密性——对于开发最相关的过程至关重要。”
随着人工智能、光子学、高级传感和新兴计算范式重塑半导体需求，这种联合研究模式正变得越来越重要，以将实验突破转化为可制造的解决方案。
