从“不可能三角”到原子级沉积：安德科铭李建恒解读先进制程下薄膜材料的突围之路

3月25日，备受业界瞩目的半导体行业盛会SEMICON China 2026在上海新国际博览中心盛大开幕。在展会首日举行的先进材料国际论坛上，安德科铭CTO李建恒博士发表了主题为《先进制程对薄膜材料与工艺的挑战》的演讲，面对人工智能（AI）、自动驾驶及量子计算驱动下的万亿级市场浪潮，他从先进逻辑与存储技术的发展趋势切入，深入探讨了先进前驱体材料及薄膜工艺在先进制程中的应用场景与所面临的严峻挑战，并分享了安德科铭在前沿材料研发领域的最新思考与实践。

万亿美元市场的底层逻辑：材料正成为技术迭代的“瓶颈”

演讲伊始，李博士指出，半导体行业正经历多重增长浪潮，预计2026-2027年全球市场规模将突破1万亿美元。这一增长的核心驱动力来自AI、自动驾驶及6G/7G等新兴技术。然而，市场的扩张伴随着技术节点的极致微缩，这对材料与工艺提出了前所未有的要求。

“半导体的发展史，本质上是一部‘点亮’元素周期表的历史。”李博士形象地表示。随着逻辑制程从FinFET迈向GAA乃至CFET，存储技术向3D DRAM和400层以上3D NAND演进，器件结构日益三维化、复杂化。High-NA EUV光刻、背面供电网络（BSPDN）、空气间隙（Air Gap）等新结构的引入，使得钼（Mo）、钌（Ru）等新材料成为互连和栅极的关键候选；在存储领域，高深宽比（HAR）刻蚀与填充、铁电材料及高迁移率沟道材料的应用，正重塑着工艺路线图。

“堆叠层数的增加和三维结构的复杂性，直接推高了对选择性沉积、选择性刻蚀及保形性薄膜工艺的依赖。”李博士强调，当工艺走到原子级精度时，材料的物理、化学性质不再是“加分项”，而成了决定技术路线能否走通的核心约束。

前驱体开发的“不可能三角”：从试错到AI驱动的范式跃迁

作为薄膜工艺的源头，前驱体材料的开发被视为技术迭代的基石。李博士在演讲中抛出了一个业内公认的难题：挥发性、热稳定性与反应活性这三者之间天然存在相互制约的关系，构成了前驱体开发的“不可能三角”。

“传统试错法已难以满足当前快速迭代的需求。”李博士坦言。但他同时带来了解决方案：安德科铭及业界同行正加速引入理论计算与AI工具。通过电子结构层面的DFT模拟预测表面吸附行为，利用计算流体动力学（CFD）优化薄膜生长的工艺参数，并结合高通量实验与AI数据模型，大幅缩短了从分子设计到量产验证的周期。

“我们可以用更快的速度、更高的效率来推进新分子和新产品的开发。”李博士说。这一方法论上的跃迁，为后续具体材料方向的突破奠定了技术基础。

三大关键方向：High-K、金属互连与选择性沉积的技术突围

在演讲的核心部分，李博士逐一剖析了当前先进制程中最具挑战性的三个材料方向。

High-K介质：高温沉积与掺杂改性并举。随着器件尺寸缩小，High-K薄膜面临漏电增加与台阶覆盖率下降的双重挑战。李博士指出，未来的演进路线将聚焦于开发更高热稳定性的前驱体以实现高温沉积，从而改善结晶性与覆盖率；同时，通过引入抑制剂和掺杂，实现优异的台阶覆盖率，高介电常数并有效降低漏电。

金属互连：钌（Ru）与钼（Mo）的崛起。在铜互连遭遇电阻率激增与电迁移瓶颈的背景下，钌和钼成为焦点。李博士详细对比了两种材料的特性：钌凭借短电子平均自由程和超强抗电迁移能力，在5nm以下节点展现出巨大优势，且支持无阻挡层集成和干法刻蚀，但高昂的成本和CMP去除困难仍是待解难题；钼作为钨（W）的有力替代者，在纳米厚度下具有更低的电阻率，且晶粒尺寸可远超薄膜厚度，显著降低界面散射。更重要的是，无氟钼前驱体的开发避免了介电层损伤，使其在3D NAND字线、DRAM埋入式字线及逻辑芯片背面供电中应用前景广阔。

原子级选择性沉积（ASD）：图形化的未来。面对多重曝光带来的对准难题，原子级选择性沉积（ASD）成为实现自对准工艺的关键。李博士指出，选择性沉积的核心，在于利用不同表面上的吸附差异，实现精准生长。他介绍了两种主流路径：一是利用分子本身的“内在选择性”，通过电负性差异或表面酸碱性实现；二是通过表面钝化或活化，人为制造选择性区域。这些技术使得在图形化基底上精准生长薄膜成为可能，极大简化了工艺流程。

安德科铭的“全链条”答卷：从分子设计到国产化突围

演讲的最后部分，李博士将视角拉回到安德科铭的实践。自2018年成立以来，安德科铭已建设合肥与铜陵的研发与生产基地，实现了从分子设计、小批量合成、工艺验证到规模化量产的全链条闭环。

“我们不仅提供材料，更提供解决方案。”李博士表示，安德科铭的产品矩阵已全面覆盖先进逻辑、DRAM、3D NAND及先进封装领域。公司在High-K介质（HfO₂, ZrO₂等）、金属前驱体（TiN, Ru, Mo等）及配套输送系统（LDS/SDS）上均取得了突破性进展。特别是针对先进制程所需的无氟钼前驱体、高纯度钌前驱体及各类选择性沉积抑制剂，安德科铭已与国内多家头部晶圆厂展开深度合作，助力客户突破工艺瓶颈。

“从理论计算到工艺验证，从分子设计到规模化量产，我们希望用高效、高纯度的解决方案，帮助客户突破工艺瓶颈。”李博士在演讲最后表示。

结语

在半导体产业迈向万亿美元时代的关口，先进制程对材料的要求已从“可用”走向“精准”。李博士的演讲不仅厘清了原子级制造时代材料演进的清晰脉络，更展现了中国本土材料企业在全球半导体竞争格局中的技术底气与创新活力。

当全球半导体行业的目光聚焦于EUV光刻机、GAA晶体管架构时，安德科铭选择了一条更基础、也同样更艰难的路径——从原子层面，为每一次沉积、每一层薄膜提供最可靠的材料保障。在原子级制造的微观战场上，这家中国材料企业正以坚实的步伐，书写着属于自己的篇章。

审核编辑 黄宇