在人工智能浪潮推動(dòng)下，半導(dǎo)體行業(yè)正加速向更復(fù)雜的三維芯片架構(gòu)演進(jìn)，而傳統(tǒng)基于鎢的材料體系逐漸顯露出局限性。近日，在韓國(guó)水原市舉辦的2026年SEMI戰(zhàn)略材料大會(huì)上，泛林集團(tuán)（Lam Research）與默克（Merck）等行業(yè)巨頭不約而同地將目光鎖定在一種關(guān)鍵金屬元素——鉬（Molybdenum）上，將其視為突破下一代互連技術(shù)瓶頸的核心材料。

從鎢到鉬：打破三維堆疊的電阻魔咒

長(zhǎng)期以來，鎢因其高熔點(diǎn)和硬度，被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體金屬互連和存儲(chǔ)單元內(nèi)的字線傳輸中。其工藝穩(wěn)定性使其在傳統(tǒng)存儲(chǔ)器制造中占據(jù)主導(dǎo)地位。然而，隨著芯片層數(shù)不斷增加以及制程微縮的持續(xù)深入，鎢在細(xì)線寬下產(chǎn)生的電阻效應(yīng)日益顯著，成為制約性能提升的關(guān)鍵障礙。

泛林集團(tuán)副總裁Anand Murthy明確指出，半導(dǎo)體行業(yè)正處于從鎢向鉬轉(zhuǎn)型的重要拐點(diǎn)?！般f代表了下一代互連結(jié)構(gòu)的重大轉(zhuǎn)折點(diǎn)。”他解釋道。與鎢不同，鉬具有更低的電阻率，且能通過原子層沉積（ALD）工藝均勻填充超細(xì)結(jié)構(gòu)。此外，鉬還能減少襯層相關(guān)的限制。在傳統(tǒng)的鎢工藝中，通常需要在金屬沉積前添加氮化鈦（TiN）等輔助襯層，而鉬無需此類襯層即可直接沉積，從而在相同線寬下拓寬了電流路徑。

量產(chǎn)挑戰(zhàn)與供應(yīng)鏈布局

盡管優(yōu)勢(shì)明顯，但鉬的大規(guī)模量產(chǎn)仍面臨諸多挑戰(zhàn)。鉬在室溫下呈固態(tài)且具有強(qiáng)腐蝕性，這對(duì)氣體輸送系統(tǒng)和管道基礎(chǔ)設(shè)施提出了更高的改造要求。同時(shí)，其工藝控制難度也遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)材料。

針對(duì)這一痛點(diǎn)，默克集團(tuán)正在積極布局。默克子公司Intermolecular的首席執(zhí)行官Ganesh Panam表示，公司正在研究鉬在選擇性沉積和金屬化方面的應(yīng)用，并利用基于人工智能的材料開發(fā)平臺(tái)探索新的鉬工藝組合。為此，默克計(jì)劃在韓國(guó)忠清北道陰城郡的工廠啟動(dòng)鉬材料生產(chǎn)，以配合基于鉬的沉積工藝的廣泛采用。默克計(jì)劃為國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體客戶提供結(jié)合鉬前驅(qū)體與輸送系統(tǒng)的集成解決方案。

目前，鉬的應(yīng)用主要集中在3D NAND閃存領(lǐng)域。三星電子（Samsung Electronics）和海力士（SK Hynix）已在部分NAND工藝中應(yīng)用鉬，以降低高堆疊架構(gòu)下的電阻問題。業(yè)界密切關(guān)注這一材料能否Zui終擴(kuò)展至3D DRAM及先進(jìn)邏輯半導(dǎo)體領(lǐng)域。

生態(tài)協(xié)同重塑AI芯片未來

海力士副總裁Hwang Jung-il指出，雖然目前鉬的部署集中在NAND制造中，但如果開發(fā)出適用于DRAM工藝的前驅(qū)體，其應(yīng)用范圍有望擴(kuò)大?！坝捎阢f前驅(qū)體是固態(tài)材料，更廣泛的DRAM采用將取決于為DRAM制造優(yōu)化的前驅(qū)體的開發(fā)?！?/p>

此次大會(huì)約有300名參與者出席，包括泛林集團(tuán)、默克、LG AI Research、海力士、三星電子和應(yīng)用材料公司（Applied Materials）的代表。SEMI韓國(guó)總裁Cha Ji-hyun強(qiáng)調(diào)，人工智能的擴(kuò)張正在增加對(duì)半導(dǎo)體材料和制造工藝技術(shù)創(chuàng)新的需求。“材料供應(yīng)商、設(shè)備制造商和半導(dǎo)體公司需要從生態(tài)系統(tǒng)角度共同討論未來的技術(shù)方向?！?/p>

對(duì)于中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈而言，這一趨勢(shì)具有深刻的啟示意義。隨著AI算力需求對(duì)存儲(chǔ)密度和傳輸速度提出要求，傳統(tǒng)工藝路線的物理極限已迫在眉睫。國(guó)內(nèi)設(shè)備廠商應(yīng)加速布局原子層沉積等精密制程技術(shù)的研發(fā)，以適配新型材料特性；同時(shí)，上游材料企業(yè)需密切關(guān)注鉬前驅(qū)體及特種氣體的技術(shù)突破，盡早切入全球頭部晶圓廠的驗(yàn)證體系。在從“跟隨”到“并行”甚至“引領(lǐng)”的轉(zhuǎn)型期，唯有在基礎(chǔ)材料與核心裝備上實(shí)現(xiàn)協(xié)同創(chuàng)新，才能在全球半導(dǎo)體格局重塑中占據(jù)主動(dòng)。