新加坡半导体初创公司Nexstrom于9月22日宣布完成1200万美元种子轮融资,资金将用于把可直接在12英寸晶圆上生长二维半导体材料的设备与工艺推向商业化,以替代芯片制造中沿用数十年的硅沟道。
本轮融资由Xora Innovation领投,Foothill Ventures和SEEDS参投,公司累计融资额达到1500万美元。Nexstrom由Xora孵化,总部位于新加坡。联合创始人兼首席科学家Lance Li此前在台积电负责后硅电子学研究,自2012年起从事二维材料工作。
芯片制造商数十年来依靠缩小硅晶体管、在单颗芯片上塞进更多晶体管来提升性能。但晶体管越小,控制电子流动越困难,漏电、功耗和发热问题随之加重。Nexstrom押注的技术路线是用过渡金属硫族化合物(TMD)取代硅。这类材料只有几个原子层厚,因厚度极薄被归入“二维材料”一类,在亚纳米尺度上仍能高效导电,并可减少微孔等界面缺陷造成的电流泄漏,从而在晶体管层面实现更精确的电子控制。
据TechCrunch报道,Nexstrom的产品名为North Star,设计目标是在商用芯片制造所用的300毫米(12英寸)晶圆上直接生长TMD材料。公司把自有的化学气相沉积硬件与工艺技术整合进现有晶圆厂流程,称其为首个能在12英寸单晶二维材料上实现量产规模生长的平台。
Lance Li表示,实验室里可以得到很小、质量很高的材料,但只能做到很小的规模,Nexstrom要填补的正是这一差距。首席执行官Phoebe Tan表示,公司现阶段的工作重点是交付产业伙伴所要求的材料质量,刚刚安装的12英寸系统上已取得材料验证结果,此前已从2英寸系统性地放大到6英寸,并计划在10月底前完成8英寸环节。资金还将用于改进工艺控制与量测能力、扩充团队,以及配合潜在客户开展验证项目。据TechCrunch报道,公司预计其设备在2030年至2035年间具备商用生产条件。
二维材料的潜力并非只有Nexstrom看到。台积电、英特尔和比利时IMEC都在开发把二维材料集成进晶体管的方案,台积电、ASML与IMEC近期还展示了二维材料晶体管在300毫米集成工艺中的应用;设备与材料环节则有AIXTRON、CDimension等公司及多家初创企业参与。与这些厂商直接竞争不同,Nexstrom表示希望把技术卖给台积电、三星、英特尔这类芯片巨头,或与其合作。公司称已有业内企业在测试其晶圆和材料样品,但拒绝透露具体名称。
Nexstrom董事会顾问、斯坦福大学教授Philip Wong表示,二维半导体材料已经出现在全球大型半导体公司的路线图上,但业界仍在等待规模化生产的方法,产业需要的是在300毫米衬底上高质量、均匀的二维材料,解决这一材料瓶颈正是Nexstrom的着力点。
在实现规模量产之前仍有多个问题待解,其中最突出的是在整片晶圆上稳定、均匀地生长TMD材料。