在 2025 年 IEEE 国际电子器件大会（IEDM 2025）上，英特尔代工展示了针对 AI 时代系统级芯片设计的关键技术突破——下一代嵌入式去耦电容器，这一创新有望解决晶体管持续微缩过程中面临的供电瓶颈，为 AI 和高性能芯片提供了更稳定、更高效的电源解决方案。

电容材料创新

英特尔代工的研究人员展示了三种新型金属 - 绝缘体 - 金属（MIM）电容器材料，用于深沟槽结构：

（1）铁电铪锆氧化物（HfZrO）：利用铁电材料的自发极化特性，在纳米级尺度下实现高介电常数；

（2）二氧化钛（TiO ₂）：具有优异的介电性能和热稳定性；

（3）钛酸锶（SrTiO ₃）：钙钛矿结构材料，在深沟槽中展现出卓越的电容密度。

这些材料可通过原子层沉积（ALD）在深沟槽结构中实现均匀且可控的薄膜生长，从而显著改善界面质量，并提升器件可靠性。

突破性性能指标

该技术实现了跨代际的飞跃，具体表现在：

（2）电容密度：达到 60-98 fF/μm²，相比当前先进技术实现显著提升；

（2）漏电性能：漏电水平比行业目标低 1000 倍，大幅降低静态功耗；

（3）可靠性：不影响电容漂移和击穿电压等指标。

系统级优势

这一技术突破将为 AI 芯片设计带来多重优势，包括电源完整性提升，有效抑制电源噪声和电压波动。在热管理协同优化方面，实现电热协同优化，为高功率 AI 芯片提供更稳定的工作环境。它还有助于在有限芯片面积内实现更高的电容密度，为功能模块集成释放更多空间，实现芯片面积优化。

在下一代先进 CMOS 工艺中，一系列稳定、低漏电的 MIM 电容密度增强技术具有相当的应用潜力。英特尔代工将致力于持续创新，为 AI 时代的高性能计算芯片提供关键的电源管理解决方案。