3月4日消息，近日，美國康奈爾大學（Cornell University）研究團隊聯合臺積電及先進半導體材料公司（ASM），在半導體成像領域取得重大突破，首次利用高分辨率3D成像技術，成功觀察到芯片內部的原子級缺陷——“鼠咬”（mouse bite）缺陷。

該成果于今年2月23日發表在《自然通訊》期刊，標志著半導體行業的一次重大突破，也為高端芯片的調試與故障排查提供了全新工具。

這項研究由大衛·A·穆勒（David Muller）教授牽頭，研究團隊借助電子疊影成像技術（ptychography），捕捉到晶體管內部的細微缺陷，這類“鼠咬”缺陷類似晶體管界面上的微小缺口，形成于芯片制造過程中，會干擾電子流動，進而影響芯片性能。

如今，高性能芯片的晶體管通道寬度僅15至18個原子，任何微小的結構偏差，都可能造成明顯的性能損耗。

穆勒形象地比喻：“晶體管就像電子的‘微型管道’，內壁越粗糙，電子流動就越慢，精準測量其狀態至關重要。”

以往人們只能通過投影圖像推測芯片內部結構，如今借助這項技術，工程師可直接觀測關鍵工序后的芯片狀態，精準調整工藝參數。

穆勒教授指出，這是目前唯一能直接觀測這類原子級缺陷的方法，將成為芯片開發階段的重要特征化工具，幫助工程師更精準地識別故障、完成調試。

研究團隊計劃進一步拓展電子疊影成像技術的應用，研究并減少缺陷，進一步提升芯片可靠性，以應對日益增長的人工智能和高性能計算需求。