$赛微电子(SZ300456)$ 单独科普一下:
反铁磁+二维半导体芯片:典型应用场景+赛微电子可承接器件类型
二者融合的器件/芯片,依托高速低功耗、高密度抗干扰、异构集成、极端环境适配的核心优势,且工艺与赛微电子MEMS/CMOS集成产线高度兼容,可落地多类高价值场景,赛微电子也能依托现有工艺能力承接核心器件制造。
一、典型应用场景(高价值、高适配性)
聚焦后摩尔时代芯片的核心需求,覆盖民用高端+工业特种+前沿科技三大领域,均为当前硅基/传统铁磁芯片的性能短板领域。
1. 民用高端:AIoT/边缘计算/消费电子
- 核心需求:低功耗、小体积、高速响应、高密度存储
- 适配产品:反铁磁+二维半导体存算一体AI芯片、手机/可穿戴设备超低功耗主控芯片、固态硬盘下一代AFM-RAM存储芯片
- 核心优势:待机功耗仅为硅基的1/5,读写速度皮秒级,存储密度达TB级/cm,适配可穿戴设备长续航、AI边缘计算低延迟需求。
2. 工业特种:航天/军工/深海/核电
- 核心需求:抗辐射、宽温域、高可靠性、抗磁干扰
- 适配产品:航天卫星抗辐照存储/逻辑芯片、军工设备极端环境主控芯片、深海/核电无人设备传感-计算融合芯片
- 核心优势:工作温度-55℃~200℃,零净磁矩抗外部磁干扰,抗辐射能力远超传统MRAM,无需额外抗辐照封装,大幅降低设备体积与成本。
3. 前沿科技:量子传感/6G通信/存算融合
- 核心需求:多物理场调控、高灵敏度、异构集成
- 适配产品:量子精密测量反铁磁磁传感器芯片、6G通信高速低损射频芯片、脑机接口微纳尺度传感-计算芯片
- 核心优势:反铁磁多物理场调控(电/磁/应力)+二维半导体范德华异质结多功能集成,可实现磁传感灵敏度达纳特斯拉级,射频传输损耗比硅基低30%。
4. 数据中心:高算力服务器
- 核心需求:低功耗、高密度、高率
- 适配产品:数据中心AFM-RAM主存芯片、算力卡存算一体加速芯片
- 核心优势:读写速度比DRAM快100倍,功耗比NAND低2个数量级,解决数据中心“算力提升-功耗剧增”的核心矛盾,降低PUE值。
二、赛微电子可承接的具体器件类型
依托其8英寸MEMS产线(北京)、MEMS磁传感/薄膜沉积/异质集成工艺,以及与原集微协同的二维半导体流片能力,可直接承接/协同开发反铁磁+二维半导体的核心有源/无源器件,均为芯片的核心组成单元,工艺无需大幅改造,可复用现有产线设备。
1. 核心存储/逻辑器件(芯片核心功能单元)
- 反铁磁隧道结(AFMTJ):反铁磁芯片的核心存储单元,由二维反铁磁层(如r-Cr₂Se₃)+二维势垒层(如h-BN)+铁磁电极层构成,赛微电子可承接磁控溅射薄膜沉积、电子束光刻图形化、离子束刻蚀全工艺,适配高密度存储阵列制造。
- 二维反铁磁场效应管(AFM-FET):逻辑运算核心器件,以MoS₂/石墨烯为二维沟道层,叠层反铁磁材料为栅极/源漏极,赛微电子依托MEMS工艺实现原子级薄膜沉积、栅极精准刻蚀、CMOS单片集成,支持5nm以下工艺微缩。
- 反铁磁自旋阀:高速信号传输器件,利用反铁磁磁畴翻转实现自旋电流调控,赛微电子可通过磁畴定向调控工艺(电场/电流调控)实现器件制备,适配高速逻辑电路。
2. 传感-计算融合器件(异构集成核心)
- 二维反铁磁磁传感器:高灵敏度磁探测单元,由二维反铁磁材料与光电层集成,赛微电子复用MEMS磁传感器工艺(如晶圆级封装、微纳结构刻蚀),实现传感器与计算单元的单片集成,适配量子传感、工业检测。
- 压电-磁电耦合器件:多物理场调控单元,结合二维半导体压电特性(如ZnO)与反铁磁磁电效应,赛微电子通过异质结键合工艺实现层状堆叠,适配存算一体、智能传感芯片。
3. 配套无源/集成器件(芯片基础单元)
- 二维半导体互连器件:以石墨烯/碳纳米管为互连层,解决传统铜互连的电阻瓶颈,赛微电子可承接化学气相沉积(CVD)薄膜生长、晶圆级平坦化工艺,适配高密度芯片的互连需求。
- 晶圆级封装(WLP)器件:赛微电子核心优势工艺,为反铁磁+二维半导体芯片提供超薄封装、三维堆叠,大幅减小芯片体积,适配可穿戴、微纳设备。
核心适配逻辑总结
1. 赛微电子可承接的器件,均复用其现有MEMS磁传感、薄膜沉积、异质集成工艺,仅需少量工艺优化,无需新增巨额设备投资,是实现器件低成本、规模化制造的关键;
2. 应用场景均瞄准传统芯片性能瓶颈领域,且多为国家“卡脖子”、高附加值领域,契合国内半导体自主可控的战略方向,也是复旦-原集微-赛微电子三方协同的核心落地领域。