Com o rápido desenvolvimento do 5G, da inteligência artificial (IA) e da Internet das Coisas (IoT), a demanda por materiais de alto desempenho na indústria de semicondutores aumentou drasticamente.Tetracloreto de zircônio (ZrCl₄), como um importante material semicondutor, tornou-se uma matéria-prima indispensável para chips de processo avançados (como 3 nm/2 nm) devido ao seu papel fundamental na preparação de filmes de alto k.
Tetracloreto de zircônio e filmes de alto k
Na fabricação de semicondutores, os filmes de alto k são um dos materiais essenciais para melhorar o desempenho dos chips. À medida que o processo de encolhimento contínuo dos materiais dielétricos de porta tradicionais à base de silício (como o SiO₂) se aproxima do limite físico, resultando em maior vazamento e um aumento significativo no consumo de energia. Materiais de alto k (como óxido de zircônio, óxido de háfnio, etc.) podem aumentar efetivamente a espessura física da camada dielétrica, reduzir o efeito de tunelamento e, assim, melhorar a estabilidade e o desempenho dos dispositivos eletrônicos.
O tetracloreto de zircônio é um importante precursor para a preparação de filmes de alto k. O tetracloreto de zircônio pode ser convertido em filmes de óxido de zircônio de alta pureza por meio de processos como deposição química de vapor (CVD) ou deposição em camada atômica (ALD). Esses filmes possuem excelentes propriedades dielétricas e podem melhorar significativamente o desempenho e a eficiência energética dos chips. Por exemplo, a TSMC introduziu uma variedade de novos materiais e melhorias de processo em seu processo de 2 nm, incluindo a aplicação de filmes de alta constante dielétrica, o que resultou em um aumento na densidade do transistor e uma redução no consumo de energia.
Dinâmica da Cadeia de Suprimentos Global
Na cadeia global de fornecimento de semicondutores, o padrão de fornecimento e produção detetracloreto de zircôniosão cruciais para o desenvolvimento da indústria. Atualmente, países e regiões como China, Estados Unidos e Japão ocupam uma posição importante na produção de tetracloreto de zircônio e materiais relacionados de alta constante dielétrica.
Avanços tecnológicos e perspectivas futuras
Avanços tecnológicos são os principais fatores que impulsionam a aplicação do tetracloreto de zircônio na indústria de semicondutores. Nos últimos anos, a otimização do processo de deposição de camada atômica (ALD) tornou-se um foco de pesquisa. O processo ALD permite controlar com precisão a espessura e a uniformidade do filme em nanoescala, melhorando assim a qualidade de filmes de alta constante dielétrica. Por exemplo, o grupo de pesquisa de Liu Lei, da Universidade de Pequim, preparou um filme amorfo de alta constante dielétrica pelo método químico úmido e o aplicou com sucesso em dispositivos eletrônicos semicondutores bidimensionais.
Além disso, à medida que os processos de semicondutores continuam a avançar para tamanhos menores, o escopo de aplicação do tetracloreto de zircônio também está se expandindo. Por exemplo, a TSMC planeja atingir a produção em massa da tecnologia de 2 nm no segundo semestre de 2025, e a Samsung também está promovendo ativamente a pesquisa e o desenvolvimento de seu processo de 2 nm. A concretização desses processos avançados é inseparável do suporte a filmes de alta constante dielétrica, e o tetracloreto de zircônio, como matéria-prima essencial, é de importância inegável.
Em resumo, o papel fundamental do tetracloreto de zircônio na indústria de semicondutores está se tornando cada vez mais proeminente. Com a popularização do 5G, da IA e da Internet das Coisas, a demanda por chips de alto desempenho continua a aumentar. O tetracloreto de zircônio, como um importante precursor de filmes com alta constante dielétrica, desempenhará um papel insubstituível na promoção do desenvolvimento da tecnologia de chips de próxima geração. No futuro, com o avanço contínuo da tecnologia e a otimização da cadeia de suprimentos global, as perspectivas de aplicação do tetracloreto de zircônio serão mais amplas.
Horário da publicação: 14/04/2025