随着台积电和英特尔等公司将当前的生产技术推向极限，新材料和更先进的化学物质将在芯片制造行业发挥越来越重要的作用。
Entegris和默克公司的高管在接受日本媒体采访时谈到了随着摩尔定律（晶体管将继续缩小和芯片变得更加强大）的放缓，全球芯片竞赛是如何演变的。
James O，美国芯片材料制造商 Entegris 首席技术官'Neill 说，在实现先进的生产工艺方面，占据中心位置的不再是芯片制造机，而是先进的材料和清洁解决方案。
三十年前，一切都与光刻设备有关，以使芯片上的晶体管更小，提高设备的性能。'尼尔说。 光刻是指将集成电路印刷到芯片上的关键芯片制造工艺。 机器打印这些电路的细节水平通常决定了芯片的先进程度。 “今天，我看到材料创新是提高性能的主要驱动力的说法是坚实的，”首席技术官补充道。
默克公司电子业务首席执行官凯·贝克曼（Kai Beckmann）也表达了同样的观点。 贝克曼说：“我们正在从过去二十年（芯片制造）工具对推动技术发展最重要的二十年转向下一个十年，也就是我们的客户所说的材料时代。 工具仍然很重要，但现在材料就是一切。 ”
贝克曼说，这不仅是处理器和其他逻辑芯片（即所谓的电子设备大脑）的关键时刻，也是存储芯片的关键时刻，包括动态随机存取存储器（DRAM）和3D NAND闪存。
对于处理器芯片，到 2025 年大规模生产 2nm 节点的竞赛已经开始，台积电、三星和英特尔等巨头一路领先。 根据不同的开发路线图，更复杂的芯片也可能即将出现。
与此同时，三星、SK海力士、美光等存储芯片巨头正在凭借3D NAND闪存攀登到新的高度，目标是最终生产出高达500层的芯片。 这三家公司目前生产超过230层芯片，并致力于在一到两年内生产超过300层NAND。 具有更多层的芯片被认为更先进，因为它们提供更大的存储容量。 3D DRAM技术也在不断发展。
这两个领域的进一步发展不仅需要先进的工具，还需要全新的尖端材料库。 例如，逻辑芯片的生产跃升至2nm，需要全新的芯片架构。 在这种称为环形栅极 （GAA） 的新配置中，晶体管以比早期平面配置更复杂的三维方式堆叠。
o'尼尔将化学品应用于3D晶体管比作类似于“从***向纽约市喷漆”。 您需要控制建筑物顶部、建筑物侧面和街道高度的材料属性。 你需要确保你有那种统一性，你需要能够在完成后清理街道。 ”o'Neill说，为新的晶体管配置（如环形栅极）开发材料需要创新材料“均匀地覆盖顶部，底部和侧面”，并补充说，该行业正在设计“在原子尺度上”做到这一点的方法。
化学品变得越来越重要的另一个方面是确保质量的一致性。 o'根据Neill的说法，产量，即给定批次生产的功能芯片的百分比，对于确定哪些供应商具有商业竞争力变得极为重要。 高纯度化学品对于确保完美生产和最大限度地减少缺陷至关重要。
默克公司的贝克曼举了另一个行业材料演变的例子：铜在目前的芯片制造工艺中被广泛用作导电层，但为了制造更小、更先进的芯片，行业正在探索钼等新材料。 “你需要一套全新的材料来使尖端芯片的节点更小，”他说。
持续创新并不便宜。 芯片行业咨询公司 International Business Strategies 估计，单个 2nm 晶圆的成本高达 30,000 美元，比上一代 iPhone 15 Pro 中使用的 3nm 先进处理器高出 50%。 一个 2nm 半导体制造工厂每月可以生产 50,000 片晶圆 （WSPM），成本约为 280 亿美元。 这比3纳米晶圆厂的成本高出80亿美元。
芯片材料制造商**在美国、中国、欧洲、日本和印度等国家的大力支持下，将继续扩大规模，而芯片的巨大成本是推动在岸半导体生产的原因之一。 后来者要参加这场比赛并不容易，今天的领跑者预计不会退出。
Entegris首席执行官Bertrand Loy表示：“这是一个高度资本密集型的行业。 我期望同样的力量向前迈进。 大公司只会变得更强大，他们愿意继续投资，因为这将是他们的竞争优势。
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