半導體

晶體管是一個晶片的關鍵以及使速度增加的關鍵點。製造商正在不斷改善他們的設計，使這些設備更小、功能更密集。然而，為了使這些晶體管在更先進的技術節點上可靠的運作，新材料和設計是必要的。

在跟隨摩爾定律近40年以來，傳統的存儲容量增多，被稱為“擴展”的二維記憶體晶片在減少功能的大小問題上變得非常困難。例如，一個先進的25納米快閃記憶體晶片使用約 100個電子去存儲每個位元的訊息。超過數百萬次的讀/寫輪轉使用，可靠的控制這些電子是一個重大挑戰－ 和成就。

互連是晶體管和其它相連的電路元件與外面世界互相連繫的電子通路；它對晶片的速度和可靠性非常重要。由於現代微處理器可以有多達 10個級別的互連，這個複雜的結構是其中一個過程最密集的，亦因此，晶片的製造過程中此部分是最昂貴的。

立體集成電路(3D-ICs)是應用材料公司技術的一個新興領域，是一 種為簡化製造過程而在晶圓級下所完成的晶片封裝。在一個3D-ICs，為了能在一個較小的地方提供更高的性能和功能，數個晶片會垂直堆棧在一個封裝裡。這種晶片是使用深洞以電氣連接，稱為矽晶穿孔(TSVs) 。

要在現今最先進的晶片裡放入數以億計的電晶體，廠商必須要挑戰物理學原理，使用複雜的微影技術在晶圓上進行壓印，其晶片比人的頭髮還要小一千倍。