2026年集成電路知識競賽試題庫及答案一、單項選擇題（每題1分，共30分）1.在28nmHKMG工藝中，高κ柵介質(zhì)材料HfO?的相對介電常數(shù)約為A.3.9??B.7.5??C.11??D.25答案：C解析：HfO?的κ值≈22~25，但沉積成薄膜后受晶相與界面層影響，有效κ降至11左右，故選C。2.下列哪一項不是FinFET相比平面MOSFET的主要優(yōu)勢A.亞閾值擺幅降低??B.短溝道效應(yīng)抑制??C.柵極漏電流增大??D.驅(qū)動電流提升答案：C解析：FinFET的三面柵控制使漏電流減小，C表述相反。3.在EUV光刻中，13.5nm光子能量約為A.92eV??B.121eV??C.92keV??D.1.5eV答案：A解析：E=hc/λ≈1240eV·nm/13.5nm≈92eV。4.對7nm節(jié)點，金屬間距（metalpitch）的典型值最接近A.40nm??B.56nm??C.36nm??D.28nm答案：C解析：7nm節(jié)點實際金屬間距約36nm，對應(yīng)6-track標(biāo)準(zhǔn)單元。5.在SRAM讀操作中，位線預(yù)充電壓通常設(shè)為A.VDD??B.VDD/2??C.VSS??D.浮空答案：B解析：半電壓預(yù)充電可降低功耗并提高噪聲容限。6.下列哪種缺陷最可能導(dǎo)致DRAM刷新時間縮短A.柵氧針孔??B.位線-字線橋接??C.存儲節(jié)點結(jié)漏電??D.接觸孔開路答案：C解析：結(jié)漏電使存儲電荷流失加快，刷新周期需縮短。7.在3DNAND中，實現(xiàn)垂直通道的關(guān)鍵工藝是A.深孔刻蝕+多晶硅沉積??B.淺槽隔離??C.硅局部氧化??D.硅-鍺外延答案：A解析：Bosch刻蝕形成深孔，再沉積多晶硅形成通道。8.對于GaNHEMT，二維電子氣密度數(shù)量級約為A.101?cm?2??B.1013cm?2??C.101?cm?2??D.101?cm?2答案：B解析：AlGaN/GaN界面極化誘導(dǎo)面密度≈1×1013cm?2。9.在先進封裝中，TSV的典型深寬比限制約為A.1:1??B.5:1??C.10:1??D.30:1答案：C解析：深孔刻蝕+銅電鍍工藝極限≈10:1，再高深寬比易空洞。10.下列哪項不是影響RC延遲的互連參數(shù)A.介電常數(shù)κ??B.銅電阻率??C.線長??D.閾值電壓答案：D解析：閾值電壓為器件參數(shù)，與互連RC無關(guān)。11.在FinFET中，fin寬度Wfin與柵長Lg的設(shè)計關(guān)系通常滿足A.Wfin≈Lg/2??B.Wfin≈2Lg??C.Wfin≈Lg??D.無約束答案：A解析：為保證柵控能力，Wfin≤Lg/2，否則短溝道效應(yīng)惡化。12.關(guān)于SOI晶圓，下列說法正確的是A.埋氧層降低閂鎖風(fēng)險??B.埋氧層提高熱導(dǎo)率??C.頂層硅厚度>1μm??D.只能用于射頻答案：A解析：埋氧層阻斷寄生雙極路徑，消除閂鎖。13.在14nm以下節(jié)點，接觸孔采用Co填充而非W的主要原因是A.Co電阻率更低??B.Co應(yīng)力小??C.CoCMP速率快??D.Co便宜答案：A解析：Co電阻率≈6.2μΩ·cm，低于W的9.8μΩ·cm，減小接觸電阻。14.下列哪項技術(shù)最能抑制EUV隨機缺陷（stochasticdefect）A.增加劑量??B.降低劑量??C.改用DUV??D.提高光刻膠厚度答案：A解析：提高光子劑量可降低光子散粒噪聲，減少隨機缺陷。15.在芯片級可靠性測試中，HTOL代表A.高溫工作壽命??B.高濕高溫??C.熱循環(huán)??D.靜電放電答案：A解析：HighTemperatureOperatingLife。16.對于1T-1CDRAM，存儲電容Cs與位線電容Cb比值通常設(shè)計為A.1:1??B.1:10??C.1:20??D.20:1答案：D解析：為保證讀出信號≥100mV，需Cs/Cb≈20。17.在7nm節(jié)點，柵極功函數(shù)金屬層（WFmetal）厚度已縮小至A.50nm??B.20nm??C.5nm??D.0.5nm答案：C解析：EUV圖形化+ALD工藝極限≈5nm。18.下列哪項不是Chiplet架構(gòu)帶來的挑戰(zhàn)A.接口標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一??B.熱耦合??C.測試復(fù)雜度降低??D.封裝良率答案：C解析：Chiplet需單獨測試+系統(tǒng)級測試，復(fù)雜度上升。19.在FinFET中，使用SiGe通道的主要目的是A.提高電子遷移率??B.提高空穴遷移率??C.降低漏電流??D.提高κ值答案：B解析：SiGe的價帶偏移減小空穴有效質(zhì)量，提升pFET性能。20.關(guān)于RISC-V指令集，下列說法正確的是A.指令長度固定32位??B.僅支持小端??C.支持可變長指令??D.含特權(quán)級規(guī)范答案：D解析：RISC-V支持16/32/64位變長指令，定義了M/S/U特權(quán)級。21.在3nm節(jié)點，GAA（Gate-All-Around）結(jié)構(gòu)采用的納米片寬度典型值為A.20nm??B.12nm??C.5nm??D.50nm答案：B解析：納米片寬度≈12nm，兼顧驅(qū)動與靜電控制。22.下列哪項不是EUV掩膜基板材料A.LTEM（低熱膨脹玻璃）??B.鉭吸收層??C.多晶硅??D.Ru覆蓋層答案：C解析：多晶硅對13.5nm吸收過高，不用作基板。23.在SRAM中，采用8T單元相比6T單元的主要優(yōu)勢是A.面積更小??B.讀穩(wěn)定性提高??C.寫速度更快??D.漏電流更低答案：B解析：8T分離讀端口，讀不破壞存儲節(jié)點，穩(wěn)定性提升。24.關(guān)于銅互連，下列哪項工藝用于防止Cu擴散A.PVDTaN??B.銅電鍍??C.退火??D.CMP答案：A解析：TaN作為擴散阻擋層。25.在DRAM1Xnm世代，字線材料由多晶硅改為W的主要目的是A.降低電阻延遲??B.提高電容??C.降低漏電流??D.提高κ值答案：A解析：W電阻率遠低于摻雜多晶硅，減小RC。26.下列哪項不是FinFET寄生電容來源A.柵-源覆蓋電容Cgs,ov??B.柵-漏覆蓋電容Cgd,ov??C.柵-體電容Cgb??D.漏-體結(jié)電容Cjd答案：C解析：FinFET中溝道被柵包圍，Cgb幾乎為零。27.在先進封裝中，μ-bump節(jié)距已縮小至A.150μm??B.55μm??C.10μm??D.1μm答案：B解析：55μm節(jié)距為當(dāng)前量產(chǎn)主流，10μm為研發(fā)目標(biāo)。28.關(guān)于硅光子調(diào)制器，下列哪項機制可實現(xiàn)高速調(diào)制A.自由載流子色散效應(yīng)??B.熱光效應(yīng)??C.電吸收??D.Pockels效應(yīng)答案：A解析：載流子濃度變化引起折射率變化，實現(xiàn)GHz調(diào)制。29.在FinFET中，使用應(yīng)力記憶技術(shù)（SMT）主要提升A.電子遷移率??B.空穴遷移率??C.柵氧可靠性??D.漏電流答案：A解析：拉應(yīng)力提升nFET電子遷移率。30.下列哪項測試最能評估NBTI（負偏溫不穩(wěn)定性）A.高溫柵壓應(yīng)力+閾值電壓漂移監(jiān)測??B.熱循環(huán)??C.靜電放電??D.閂鎖測試答案：A解析：NBTI表現(xiàn)為pFETVth正漂，需高溫負柵壓應(yīng)力。二、多項選擇題（每題2分，共20分）31.以下哪些技術(shù)可用于降低動態(tài)功耗A.時鐘門控??B.多閾值電壓??C.電源門控??D.體偏置答案：A、C解析：B、D主要降低靜態(tài)功耗。32.關(guān)于EUV光刻膠，下列說法正確的是A.采用化學(xué)放大膠??B.需高吸收截面??C.酸擴散長度需短??D.可用金屬氧化物答案：B、C、D解析：EUV光子少，需高吸收+短擴散；金屬氧化物如SnOx也可。33.下列哪些屬于3DNAND可靠性失效模式A.垂直通道斷裂??B.字線橋接??C.銅遷移??D.電荷俘獲層退化答案：A、B、D解析：銅遷移主要出現(xiàn)在互連層，非3DNAND特有。34.在Chiplet互連中，物理層需滿足A.低功耗??B.低延遲??C.高帶寬密度??D.長距離傳輸>50cm答案：A、B、C解析：Chiplet間距<2cm，無需50cm。35.下列哪些屬于FinFET工藝挑戰(zhàn)A.鰭高均勻性??B.柵極刻蝕輪廓??C.應(yīng)力接近性??D.埋氧層厚度答案：A、B、C解析：埋氧層為SOI特有，F(xiàn)inFET體硅無需。36.關(guān)于硅通孔（TSV）可靠性，需關(guān)注A.銅蠕變??B.熱應(yīng)力導(dǎo)致龜裂??C.電遷移??D.克爾效應(yīng)答案：A、B、C解析：克爾效應(yīng)為光學(xué)非線性，與TSV無關(guān)。37.下列哪些屬于RISC-V擴展子集A.M（乘除）??B.A（原子）??C.V（向量）??D.F（單精浮點）答案：A、B、C、D解析：均為標(biāo)準(zhǔn)擴展。38.在7nm以下，采用自對準(zhǔn)四重圖形（SAQP）需A.多次側(cè)墻沉積??B.多次刻蝕??C.一次EUV曝光??D.四次DUV曝光答案：A、B解析：SAQP為側(cè)墻圖形轉(zhuǎn)移，無需四次曝光。39.下列哪些屬于DRAM刷新相關(guān)電路A.感放陣列??B.行地址計數(shù)器??C.刷新定時器??D.電荷泵答案：B、C解析：感放用于讀寫，電荷泵用于升壓。40.在GaN功率器件中，實現(xiàn)常關(guān)型（E-mode）可采用A.p-GaN柵帽??B.凹槽柵+MIS??C.氟離子注入??D.硅基襯底答案：A、B、C解析：D與閾值調(diào)控?zé)o關(guān)。三、判斷題（每題1分，共10分）41.在3nmGAA中，納米片堆疊層數(shù)越多，驅(qū)動電流一定線性增加。答案：錯解析：層數(shù)增加導(dǎo)致寄生電容與熱問題，電流非線性。42.EUV掩膜缺陷可用電子束檢測（e-beaminspection）發(fā)現(xiàn)。答案：對解析：e-beam分辨率<3nm，可捕捉小缺陷。43.在FinFET中，鰭高增加會提高亞閾值擺幅。答案：錯解析：鰭高增加改善柵控，亞閾值擺幅減小。44.3DNAND中，垂直通道直徑越小，讀取電流越大。答案：錯解析：直徑小→電阻大→電流下降。45.Chiplet系統(tǒng)級封裝無需考慮Die-to-Die接口協(xié)議。答案：錯解析：需統(tǒng)一協(xié)議如UCIe。46.銅互連的晶粒尺寸越大，電遷移壽命越長。答案：對解析：大晶粒減少晶界擴散。47.在SRAM中，寫輔助（writeassist）技術(shù)可提高讀穩(wěn)定性。答案：錯解析：寫輔助降低寫電壓，與讀無關(guān)。48.硅光子波導(dǎo)彎曲半徑越小，插入損耗一定越大。答案：對解析：小半徑輻射損耗增加。49.在DRAM中，采用埋字線（buriedwordline）可減小單元面積。答案：對解析：字線下沉至襯底，節(jié)省面積。50.對于RISC-V，MUL指令屬于RV32I基礎(chǔ)指令集。答案：錯解析：MUL屬M擴展。四、填空題（每空2分，共20分）51.在FinFET中，柵極與鰭側(cè)壁夾角需控制在________°以內(nèi)，否則會導(dǎo)致柵極斷裂。答案：88解析：接近直角易在頂部形成狹縫。52.3DNAND中，垂直通道深寬比已達________:1。答案：70解析：128層堆疊+深孔刻蝕≈7μm/100nm=70。53.EUV光刻機數(shù)值孔徑NA=0.33時，其理論分辨率k?=0.25，對應(yīng)半節(jié)距________nm。答案：13.5/4≈3.4解析：HP=k?λ/NA=0.25×13.5/0.33≈10.2nm，但題目問k?=0.25時HP=λ/4≈3.4nm。54.在7nm節(jié)點，單顆芯片晶體管數(shù)約________億。答案：100解析：蘋果A15≈150億，7nm約100億。55.采用UCIe1.0標(biāo)準(zhǔn)，每平方毫米帶寬密度可達________Tb/s。答案：1.35解析：16Gb/s/mm2×84通道≈1.35Tb/s/mm2。56.在GaNHEMT中，二維電子氣遷移率典型值________cm2/V·s。答案：2000解析：室溫下≈2000cm2/V·s。57.對于28nmHKMG，柵極等效氧化層厚度EOT已縮至________nm。答案：0.9解析：高κ+金屬柵，EOT≈0.9nm。58.在SRAM6T單元中，β比（下拉/傳輸管）通常設(shè)計為________。答案：2解析：保證讀穩(wěn)定性，β≈2。59.3DIC中，微凸點（μ-bump）銅柱高度典型值________μm。答案：10解析：55μm節(jié)距對應(yīng)10μm高度。60.硅光子調(diào)制器3dB帶寬已突破________GHz。答案：100解析：最新演示>100GHz。五、簡答題（每題10分，共30分）61.簡述FinFET中“鰭高（Hfin）”與“柵極覆蓋（gateoverlap）”對器件性能的影響，并給出折中設(shè)計思路。答案：鰭高增加→有效寬度Weff=2Hfin+Wfin增大，驅(qū)動電流提升；但高鰭導(dǎo)致柵極刻蝕難度增加，側(cè)壁角度控制變差，寄生電容Cgs,ov增大，且應(yīng)力接近性下降，載流子遷移率可能降低。柵極覆蓋增加可降低串聯(lián)電阻，但覆蓋區(qū)電場集中，導(dǎo)致漏電流與可靠性退化。折中思路：采用自對準(zhǔn)側(cè)墻+應(yīng)力記憶技術(shù)，Hfin取值為Lg的1.5~2倍，覆蓋長度≤2nm，通過ALD超薄側(cè)墻+回刻實現(xiàn)精確控制，同時引入SiGe源漏應(yīng)力提升空穴遷移率，兼顧電流與可靠性。62.對比3DNAND與2DNAND在編程干擾（programdisturb）機制上的差異，并提出3DNAND抑制方案。答案：2DNAND的干擾主要源于溝道熱電子注入與襯底偏置耦合，而3DNAND因垂直通道無襯底，干擾路徑變?yōu)椋?)通過柵極-溝道電容耦合導(dǎo)致未選串溝道電位抬升；2)相鄰字線間電場重疊導(dǎo)致隧穿；3)垂直電場不均勻使底部單元更易干擾。抑制方案：1)采用階梯編程（staircaseprogram）降低峰值電場；2)引入虛設(shè)字線（dummywordline）緩沖電場；3)局部溝道偏置優(yōu)化（LCB），通過獨立控制源極線電壓，使未選串溝道電位鉗位；4)采用新型電荷俘獲層（高κAl?O?/HfO?疊層）提高陷阱密度，降低編程電壓；5)垂直通道摻雜梯度設(shè)計，減小底部電場集中。實驗表明，以上組合可將干擾窗口從2.5V降至1.2V。63.說明Chiplet系統(tǒng)中Die-to-Die鏈路面臨的高速信號完整性挑戰(zhàn)，并給出一種基于先進封裝的協(xié)同設(shè)計流程。答案：挑戰(zhàn)：1)55μm節(jié)距下微凸點引入的寄生電感≈50pH，導(dǎo)致阻抗不連續(xù)；2)有機基板介電損耗tanδ≈0.01，56GbpsNyquist頻率下插入損耗>10dB；3)相鄰?fù)ǖ来當(dāng)_（NEXT/FEXT）在<100μm間距下耦合系數(shù)>–30dB；4)熱膨脹失配導(dǎo)致μ-bump疲勞，阻抗漂移>10%。協(xié)同設(shè)計流程：a)電氣-熱-機械聯(lián)合仿真：采用ANSYSHFSS提取S參數(shù)，結(jié)合IcePak熱模型，迭代優(yōu)化互連幾何；b)引入TGV（玻璃通孔）替代部分有機基板，降低損耗至6dB；c)采用PAM4+DFE均衡，在接收端部署7-tapFFE+1-tapDFE，眼高>100mV；d)布局階段嵌入熱感知路由器，將高功耗Chiplet分散至熱點<80℃區(qū)域；e)制造后通過硅光子測試總線回傳鏈路S參數(shù)，實現(xiàn)自適應(yīng)均衡系數(shù)更新，實測BER<1×10?12。六、綜合設(shè)計題（20分）64.設(shè)計一個