半导体全知识领域框架

第一部分：半导体物理与材料基础 (1.1-1.50)

• 1.1-1.10 量子力学基础：薛定谔方程、能带理论、有效质量近似

• 1.11-1.20 半导体材料学：硅、锗、III-V族、二维材料、拓扑绝缘体

• 1.21-1.30 载流子输运：漂移扩散、Boltzmann方程、蒙特卡洛模拟

• 1.31-1.40 缺陷与杂质物理：点缺陷、位错、杂质能级

• 1.41-1.50 表面与界面物理：表面态、界面态、费米能级钉扎

第二部分：半导体器件物理 (1.51-1.100)

• 1.51-1.60 MOS器件物理：阈值电压、亚阈值摆幅、短沟道效应

• 1.61-1.70 先进器件结构：FinFET、GAAFET、CFET、负电容晶体管

• 1.71-1.80 存储器器件：DRAM、NAND Flash、新型存储器（RRAM、MRAM、PCRAM）

• 1.81-1.90 功率器件：IGBT、SiC MOSFET、GaN HEMT

• 1.91-1.100 光电器件：LED、激光器、光电探测器、太阳能电池

第三部分：集成电路制造工艺 (1.101-1.200)

前端工艺

• 1.101-1.110 衬底制备：直拉法、区熔法、SOI、GOI

• 1.111-1.120 薄膜沉积：CVD、PVD、ALD、外延生长

• 1.121-1.130 光刻技术：

  • 1.121-1.125 光学光刻基础

  • 1.126-1.130 浸没式光刻与多重图形化

  • 1.131-1.135 EUV光刻物理与挑战

  • 1.76 7nm+/5nm节点与EUV引入（已详细讨论）

  • 1.77 3nm/2nm节点与高数值孔径EUV（已详细讨论）

  • 1.136-1.140 下一代光刻技术（纳米压印、DSA、电子束直写）

• 1.141-1.150 刻蚀技术：RIE、ICP、ALE、等离子体物理

• 1.151-1.160 掺杂技术：离子注入、退火、激光热退火

• 1.161-1.170 化学机械抛光：机理、浆料、终点检测

后端工艺

• 1.171-1.180 互连技术：双大马士革、ALD阻挡层、低k介质

• 1.181-1.190 三维集成：TSV、混合键合、晶圆级封装

• 1.191-1.200 先进封装：2.5D/3D IC、Chiplet、异构集成

第四部分：集成电路设计 (1.201-1.300)

• 1.201-1.210 数字电路设计：标准单元、组合逻辑、时序逻辑

• 1.211-1.220 模拟电路设计：运放、ADC/DAC、PLL

• 1.221-1.230 射频电路设计：LNA、混频器、功率放大器

• 1.231-1.240 存储器电路设计：SRAM、DRAM、NAND控制器

• 1.241-1.250 电源管理：LDO、DC-DC、PMIC

• 1.251-1.260 传感器接口：MEMS接口、生物传感器前端

• 1.261-1.270 可测性设计：扫描链、BIST、JTAG

• 1.271-1.280 低功耗设计：DVFS、电源门控、近阈值计算

• 1.281-1.290 物理设计：布局、布线、时钟树综合

• 1.291-1.300 系统级设计：NoC、片上系统、多核架构

第五部分：EDA工具与方法学 (1.301-1.350)

• 1.301-1.310 逻辑综合：工艺映射、时序优化

• 1.311-1.320 形式验证：等价性检查、模型检验

• 1.321-1.330 物理验证：DRC、LVS、ERC

• 1.331-1.340 寄生参数提取：场求解器、RC提取

• 1.341-1.350 时序分析：静态时序分析、片上变异建模

第六部分：制造装备与材料 (1.351-1.400)

• 1.351-1.360 光刻机：照明系统、投影物镜、工件台、对准系统

• 1.361-1.370 刻蚀设备：ICP、CCP、ALE设备

• 1.371-1.380 薄膜设备：PECVD、ALD、溅射

• 1.381-1.390 量测设备：CD-SEM、AFM、光学量测

• 1.391-1.400 关键材料：光刻胶、CMP浆料、特种气体、高纯靶材

第七部分：可靠性物理与失效分析 (1.401-1.450)

• 1.401-1.410 老化机制：BTI、HCI、TDDB、EM

• 1.411-1.420 软错误：α粒子、宇宙射线、中子引发的翻转

• 1.421-1.430 封装可靠性：热机械应力、电迁移、腐蚀

• 1.431-1.440 失效分析技术：EMMI、OBIRCH、FIB、TEM

• 1.441-1.450 加速寿命测试：Arrhenius模型、Eyring模型

第八部分：前沿技术与新兴领域 (1.451-1.500)

量子信息技术

• 1.451-1.460 量子计算硬件：超导量子比特、离子阱、硅自旋量子比特

• 1.461-1.470 量子算法与纠错：Shor算法、表面码

• 1.471-1.480 量子通信：量子密钥分发、量子中继

• 1.481-1.490 量子传感：NV色心、原子干涉仪

神经形态计算

• 1.491-1.495 忆阻器阵列：RRAM交叉阵列、阻变机制

• 1.496-1.500 脉冲神经网络：神经元电路、可塑性突触

高数值孔径EUV的核心关联网络

在3nm/2nm节点，高数值孔径EUV（1.77） 的成功实施依赖以下关键技术领域的突破：

1. 与1.121-1.140（光刻技术集群）的垂直整合

   • 需要1.136纳米压印作为备选方案

   • 依赖1.131 EUV物理的深度理解

2. 与1.351-1.360（光刻机装备）的强耦合

   • 0.55 NA变形镜头制造（蔡司）

   • 500W光源功率提升（ASML）

   • 掩模台精密控制

3. 与1.391-1.400（关键材料）的协同创新

   • 下一代EUV光刻胶（金属氧化物）

   • 高NA掩模薄膜（更高透光率）

   • 掩模基板缺陷控制

4. 与1.181-1.190（三维集成）的联合优化

   • EUV单次曝光极限推动3D堆叠

   • 背面供电网络与EUV光刻的对准精度

5. 与1.301-1.350（EDA）的计算协同

   • 高NA下的逆光刻技术复杂度指数增长

   • 掩模拼接的OPC算法

   • 随机缺陷的DFM建模

技术演进的关键路径

28nm节点 (1.74)
    ↓
14/7nm节点 (1.75) - 基于SAQP的DUV极限
    ↓
7nm+/5nm节点 (1.76) - EUV引入，简化流程
    ↓
3nm/2nm节点 (1.77) - 高数值孔径EUV，分辨率革命
    ↓
1nm及以下 (1.78) - 物理极限与范式转变
    ↓
系统级协同优化 (1.81) - 超越传统缩放

产业生态系统映射

制造端

• 光刻：ASML（高NA EUV）

• 刻蚀：Lam Research、TEL

• 薄膜：AMAT、TEL

• 量测：KLA、Applied Materials

设计端

• EDA：Synopsys、Cadence、Siemens EDA

• IP：Arm、Synopsys、Cadence

• 设计服务：芯原、智原

材料端

• 光刻胶：JSR、TOK、信越化学

• 硅片：信越化学、SUMCO、环球晶圆

• 特种气体：林德、空气化工

集成端

• 代工：台积电、三星、英特尔

• 封测：日月光、Amkor、长电科技

未来技术树（2025-2035）

延续摩尔路径 (More Moore)

• 3D晶体管：CFET → 3D堆叠CFET

• 背面供电网络：埋入式电源轨

• 新型沟道：二维材料、碳纳米管

超越摩尔路径 (More than Moore)

• 芯粒集成：通用芯粒互连标准

• 硅光集成：光学I/O、光计算

• 异质集成：GaN-on-Si、SiC-on-Si

新计算范式

• 存算一体：基于RRAM的PIM架构

• 模拟计算：模拟矩阵乘法加速AI

• 量子-经典混合：量子加速器

这个知识框架将高数值孔径EUV置于半导体技术的宏大叙事中：

• 它是物理极限的挑战者（接近原子尺度）

• 它是经济规律的体现（单台设备超3亿美元）

• 它是系统协同的枢纽（连接材料、装备、设计、制造）

• 它是范式转变的催化剂（当EUV走到尽头，新路径必须开启）

每个编号领域都可以展开为类似1.74-1.81的详细表格，构成完整的半导体技术知识图谱。这个体系不仅涵盖了技术细节，还揭示了技术、经济、产业之间的复杂互动，展现了半导体作为现代文明基础技术的全貌。