Einkristallines Kupfer erweist sich als bahnbrechend in der Halbleiterfertigung

_{Die Halbleiterindustrie setzt auf einkristallines Kupfer (SCC) als bahnbrechendes Material, um den steigenden Leistungsanforderungen in der modernen Chipfertigung gerecht zu werden. Mit dem Aufkommen von 3-nm- und 2-nm-Prozessknoten stößt herkömmliches polykristallines Kupfer – das in Verbindungen und im Wärmemanagement eingesetzt wird – aufgrund von Korngrenzen, die die elektrische Leitfähigkeit und Wärmeableitung beeinträchtigen, an seine Grenzen. SCC, das sich durch seine kontinuierliche Atomgitterstruktur auszeichnet, bietet nahezu perfekte elektrische Leitfähigkeit und reduzierte Elektromigration und positioniert sich damit als Schlüsseltechnologie für Halbleiter der nächsten Generation.
Führende Halbleiterhersteller wie TSMC und Samsung integrieren SCC bereits in Hochleistungsrechnerchips (HPC) und KI-Beschleuniger. Durch den Ersatz von polykristallinem Kupfer in den Verbindungsleitungen reduziert SCC den Widerstand um bis zu 30 % und steigert so die Chipgeschwindigkeit und Energieeffizienz. Darüber hinaus trägt die überlegene Wärmeleitfähigkeit dazu bei, Überhitzung in dicht gepackten Schaltkreisen zu vermeiden und die Lebensdauer der Bauelemente zu verlängern.
Trotz seiner Vorteile steht die Einführung von SCC vor Herausforderungen. Hohe Produktionskosten und komplexe Fertigungsprozesse wie die chemische Gasphasenabscheidung (CVD) und Präzisionsglühen stellen weiterhin Hürden dar. Branchenkooperationen treiben jedoch Innovationen voran; Startups wie Coherent Corp. haben kürzlich eine kostengünstige SCC-Wafer-Technik vorgestellt, die die Produktionszeit um 40 % reduziert.
Marktanalysten prognostizieren für den SCC-Markt ein jährliches Wachstum von 22 % bis 2030, angetrieben durch die Nachfrage von 5G, IoT und Quantencomputing. Da Chiphersteller die Grenzen des Mooreschen Gesetzes ausreizen, ist einkristallines Kupfer im Begriff, die Halbleiterleistung neu zu definieren und weltweit schnellere, kühlere und zuverlässigere Elektronik zu ermöglichen.}

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