MODELING OF COMPLEX PHYSICS SPEEDS CHIP DEVELOPMENT.pdf

本文讨论了计算机芯片设计与计算机建模之间的互惠互利关系，这一关系有助于推动摩尔定律的发展，特别是在Lam Research Corporation的半导体制造领域。摩尔定律由戈登·摩尔（Gordon Moore）于1965年预言，预计随着技术的进步，计算机芯片上的晶体管数量大约每两年翻一番，从而将计算成本减半，并指数级地提高计算能力。随着芯片技术的进步，计算建模技术也在不断发展，反之亦然，计算建模正在推动晶体管密度的提高、芯片架构的改进、可靠性和处理速度的提升，从而形成了一个良性循环。 Lam Research Corporation是全球领先的半导体制造设备和服务供应商，其产品主要用于蚀刻、沉积和清洁构成半导体的超薄材料层。为了应对快速变化的半导体行业的高要求，Lam不断优化其产品的性能、可靠性和可用性，同时尽可能降低资本成本。Lam的多个部门都使用计算建模进行纳米级晶体管特征的详细分析，评估设备性能，并进行持续的产品改进。 文中提到COMSOL Multiphysics软件中的热传输模块被Lam Research Corporation用于模拟化学气相沉积（CVD）反应器加热器在不同操作条件下的温度均匀性。这对于半导体制造至关重要，因为在半导体材料的晶圆上制造集成电路时，需要通过一系列不同的工艺创建多层不同导电和绝缘材料。这些层非常薄，目前一些只有几纳米厚，这些层的制造需要极高的精确度。 半导体制造过程中温度控制的精度对于保证电路的性能和质量至关重要。温度分布不均可能导致制造过程中的缺陷，例如，在CVD工艺中，反应器内的气体环加热器如果温度控制不均匀，可能会导致沉积的材料层不均匀，从而影响最终的电路性能。因此，通过计算建模技术，可以在实际制造之前预测和优化这些条件，确保产品质量，降低风险和成本。 Lam Research Corporation使用COMSOL Multiphysics进行的模拟，不仅可以帮助预测不同操作条件下的温度均匀性，而且可以提高对生产流程的控制能力，确保在整个制造过程中对温度进行精确控制。这对于保持工艺的稳定性和提高产出效率有着直接的影响。通过这种计算建模的方法，Lam Research能够对客户不断变化的工艺和需求做出快速而有效的响应，维持其在激烈的市场竞争中的领导地位。 在半导体行业，仿真和建模技术的使用正在变得更加普遍和必要，因为它们提供了在实际生产之前进行深入分析和预测的手段。这不仅缩短了产品从设计到市场的时间，还提高了产品的质量和可靠性，减少了对昂贵的物理原型的需求。这些技术对于推动半导体工业不断创新，以及跟上摩尔定律的步伐，都扮演了关键角色。