imec展示全球首款氮化鈮鈦電路與30奈米內連 推進可擴充的超導技術
前言：
新建的超導數位技術研究計畫匯集了晶圓代工廠、系統廠商及超大規模資料中心，聚焦業界在新一代高效能運算、AI、量子運算、矽光子與類神經運算方面的需求
2026年9月7日--本周2026年應用超導會議（Applied Superconductivity Conference）上，比利時微電子研究中心（imec）展示一款包含三層金屬層（3ML）的氮化鈮鈦（NbTiN）約瑟夫森接面電路，每平方公分的接面數量多達380萬個—世界首見的超高電路設計密度。另運用線寬為30奈米的超導電線展示3ML氮化鈮鈦佈線，達到空前的線寬微縮化。這些成果強化了imec為新一代高效能運算與AI應用所建立的通用氮化鈮鈦超導技術研究平台，提供業界夥伴合作研發的機會。imec超導數位技術研究計畫框架鎖定與CMOS相容的製程技術、設計以及2.5D和3D異質整合。除了高效能運算和AI應用，該計畫也預期用於量子運算控制邏輯、矽光子與類神經運算領域。
超導技術可望解決對高效能運算和AI運算加速器不斷增長的需求。其能源效率（提升100倍）、運算密度（提升1000倍）與廣播頻寬（提升1000倍）有機會大幅超越先進的CMOS技術。在元件前端，超導技術受益於約瑟夫森接面電路所提供的高速、低能耗邏輯元件。在後端，超導內連可以達到零電阻，在極低的能耗與訊號損耗下傳輸資料。
不過傳統的鈮（Nb）基超導技術缺乏可擴充性，因此難以完全發揮其技術潛能，也無法導入其他的應用領域。imec聚焦採用12吋CMOS相容製程的通用氮化鈮鈦超導技術研究平台之可擴充性問題。研發內容針對多項技術和製程、元件與積體電路進行協同優化，同時鎖定架構與系統級性能指標。
2026年應用超導會議（Applied Superconductivity Conference）上，imec發表包含多達三層金屬層（metal level，簡稱為ML）的氮化鈮鈦／a矽／氮化鈮鈦約瑟夫森接面電路。接面直徑最小達到150奈米，實現每平方公分多達380萬個接面的電路設計密度。另展示了三層高密度且低損耗的氮化鈮鈦佈線（電線及通孔），這些佈線可用來整合感應器、被動傳輸線、接地面，以及時脈和功率共振器。這些氮化鈮鈦金屬導線的線寬成功微縮到30奈米，與傳統鈮基技術相較，尺寸小了約10倍。針對約瑟夫森接面電路與內連，其超導性能（分別為臨界電流密度Jc及臨界電流Ic）可以根據多種目標應用進行調控。
imec超導元件研究計畫主持人Richard Rouse表示：「透過imec超導數位技術研究計畫，我們目前聚焦晶圓代工廠、超大規模資料中心以及系統廠商，目標是推動這項氮化鈮鈦超導技術邁向下一步。我們已經鎖定三大方向來設計這項計畫的架構：（1）製程技術，（2）設計與電子設計自動化（EDA）賦能，以及（3）2.5與3D整合應用的系統級微縮技術，以因應超導元件與其他技術共整合的需求。這套異質方法提供除了高效能運算與AI以外的發展機會，包含量子運算控制與讀取電路、類神經運算，以及高解析度單光子偵測技術，支援太空與生醫等應用。」
比利時微電子研究中心（imec）簡介
比利時微電子研究中心是在先進半導體科技領域的領先研究與創新中心。 imec憑藉其先進的研發設備及6500多名員工的專業知識與經驗，在半導體與系統微縮、人工智慧、矽光子、連接與感測技術方面驅動創新。
imec的前瞻研究驅動著眾多不同的產業取得突破，包含運算、健康衛生、汽車、能源、資訊娛樂、工業、農業食品與安全產業。透過IC-Link商用客製晶片服務，imec引導企業走過晶片開發的每個步驟—從初始概念到全面製造，提供為滿足最先進設計與生產需求而專門設計的客製化解決方案。
imec與半導體價值鏈內的全球領先大廠，以及比利時法蘭德斯地區和世界各地的科技公司、新創、學術界、研究機構建立合作。imec總部位於比利時魯汶，在比利時、歐洲、美國和海灣合作委員會地區設有研發中心，並在三大洲設有分公司。 Imec 2025年營收達12億歐元。
