2024年全球半导体芯片产量突破1万亿颗，钼金属料将引领制造新趋势

在2024年，全球半导体芯片产量预计将突破1万亿颗，这一数字的诞生不仅标志着技术发展的重大进步，也把行业的焦点重新引向了制造工艺的演变。在这一过程中，钼金属材料因其独特的性能优势，可能会重塑未来的半导体制造格局。

根据行业数据，2024年这一壮观的芯片产量意味着平均每位地球人将拥有大约100颗半导体芯片。这一飞跃不仅是生产能力的体现，更是技术创新和应用需求冲击下的必然结果。近年来，随着人工智能（AI）、高效边缘计算的崛起，以及智能手机和智能设备功能的不断增强，半导体市场的需求急剧上升。

在现代智能设备中，对存储和运算能力的需求日益增加，而这正得益于诸如3D NAND等新兴技术。这项技术通过将存储器的层次像摩天大楼一样垂直堆叠，实现了更高的存储密度，并且在快速和精确的互连方面也提出了更高的要求。在这种背景下，芯片制造工艺的金属化成为了提高性能的关键环节。

金属化工艺的核心在于在芯片上沉积薄金属层，从而形成复杂电路。为了在日益复杂的芯片结构中实现更高的性能，原子层沉积（ALD）技术变得至关重要。这一技术允许制造商原子级别地控制金属的沉积，从而确保电路图案的精确性和存储单元的连接。

随着芯片的结构越来越复杂，电阻的增加和可靠性的问题逐渐暴露出来。过去二十五年来，钨一直是互连的主要材料，然而面临着性能瓶颈的钨在3D NAND和DRAM的革新面前已难以支撑。面对这些挑战，钼金属的出现为半导体行业带来了新的希望。

钼相比于钨，具有三大值得注意的优势：

1. 纳米级电阻率低于钨：钼的电阻率大幅低于钨，这将直接带来更快的电信号传输速度和更好的能效，更有助于提升芯片的整体性能。

2. 消除阻挡层，简化制造工艺：传统的金属化工艺往往需要多层阻挡层，而钼的使用可以有效消除这些层，从而简化制造流程，并降低生产成本。

3. 可扩展性更强：随着芯片尺寸的减小和层数的增加，钼的出色可扩展性使其能够广泛应用于各类新型芯片，如NAND、DRAM和逻辑器件，满足未来技术发展的需求。

钼的潜力尚未得到充分发挥，这主要是由于在金属化工艺中，其原子层沉积（ALD）技术尚不成熟。当前，开发适用于钼的前驱体以转换成合适的气态形式，以满足ALD的技术需求仍是急需克服的技术障碍。

具体而言，钼的固体前驱体输送技术尚需进一步的硬件开发，以便将固体形式的前驱体成功转化为气态，让其能够在原子层沉积过程中得到有效利用。针对NAND、DRAM及逻辑器件的不同需求，必须研发多种沉积形式以满足其对低温沉积及选择性生长的需求。钼的晶粒尺寸及与相邻金属和介电材料的界面条件也会直接影响其电阻的表现，因而必须借助先进的ALD技术进一步进行优化。

展望未来，钼的应用将不仅仅限于芯片制造，它还有望推动智能手机、服务器及其他电子产品的取材与设计革命。解决钼金属化技术的难题，将为半导体行业带来新的增长机会，使其能更好地适应未来的人工智能和智能设备集成化潮流。

2024年全球半导体芯片产量突破1万亿颗标志着数字化转型的加速，而钼金属作为材料创新的典范，正引领着半导体制造向更高性能、更高效率及更高可靠性的方向发展。这不仅将加速行业的进步，也将改变我们未来与技术互动的方式。