2026年集成电路知识竞赛试题库及答案

2026年集成电路知识竞赛试题库及答案一、单项选择题（每题1分，共30分）1.在28nmHKMG工艺中，高κ栅介质材料HfO₂的相对介电常数约为A.3.9  B.7.5  C.11  D.25答案：C解析：HfO₂的κ值≈22~25，但沉积成薄膜后受晶相与界面层影响，有效κ降至11左右，故选C。2.下列哪一项不是FinFET相比平面MOSFET的主要优势A.亚阈值摆幅降低  B.短沟道效应抑制  C.栅极漏电流增大  D.驱动电流提升答案：C解析：FinFET的三面栅控制使漏电流减小，C表述相反。3.在EUV光刻中，13.5nm光子能量约为A.92eV  B.121eV  C.92keV  D.1.5eV答案：A解析：E=hc/λ≈1240eV·nm/13.5nm≈92eV。4.对7nm节点，金属间距（metalpitch）的典型值最接近A.40nm  B.56nm  C.36nm  D.28nm答案：C解析：7nm节点实际金属间距约36nm，对应6-track标准单元。5.在SRAM读操作中，位线预充电压通常设为A.VDD  B.VDD/2  C.VSS  D.浮空答案：B解析：半电压预充电可降低功耗并提高噪声容限。6.下列哪种缺陷最可能导致DRAM刷新时间缩短A.栅氧针孔  B.位线-字线桥接  C.存储节点结漏电  D.接触孔开路答案：C解析：结漏电使存储电荷流失加快，刷新周期需缩短。7.在3DNAND中，实现垂直通道的关键工艺是A.深孔刻蚀+多晶硅沉积  B.浅槽隔离  C.硅局部氧化  D.硅-锗外延答案：A解析：Bosch刻蚀形成深孔，再沉积多晶硅形成通道。8.对于GaNHEMT，二维电子气密度数量级约为A.10¹⁰cm⁻²  B.10¹³cm⁻²  C.10¹⁶cm⁻²  D.10¹⁹cm⁻²答案：B解析：AlGaN/GaN界面极化诱导面密度≈1×10¹³cm⁻²。9.在先进封装中，TSV的典型深宽比限制约为A.1:1  B.5:1  C.10:1  D.30:1答案：C解析：深孔刻蚀+铜电镀工艺极限≈10:1，再高深宽比易空洞。10.下列哪项不是影响RC延迟的互连参数A.介电常数κ  B.铜电阻率  C.线长  D.阈值电压答案：D解析：阈值电压为器件参数，与互连RC无关。11.在FinFET中，fin宽度Wfin与栅长Lg的设计关系通常满足A.Wfin≈Lg/2  B.Wfin≈2Lg  C.Wfin≈Lg  D.无约束答案：A解析：为保证栅控能力，Wfin≤Lg/2，否则短沟道效应恶化。12.关于SOI晶圆，下列说法正确的是A.埋氧层降低闩锁风险  B.埋氧层提高热导率  C.顶层硅厚度>1μm  D.只能用于射频答案：A解析：埋氧层阻断寄生双极路径，消除闩锁。13.在14nm以下节点，接触孔采用Co填充而非W的主要原因是A.Co电阻率更低  B.Co应力小  C.CoCMP速率快  D.Co便宜答案：A解析：Co电阻率≈6.2μΩ·cm，低于W的9.8μΩ·cm，减小接触电阻。14.下列哪项技术最能抑制EUV随机缺陷（stochasticdefect）A.增加剂量  B.降低剂量  C.改用DUV  D.提高光刻胶厚度答案：A解析：提高光子剂量可降低光子散粒噪声，减少随机缺陷。15.在芯片级可靠性测试中，HTOL代表A.高温工作寿命  B.高湿高温  C.热循环  D.静电放电答案：A解析：HighTemperatureOperatingLife。16.对于1T-1CDRAM，存储电容Cs与位线电容Cb比值通常设计为A.1:1  B.1:10  C.1:20  D.20:1答案：D解析：为保证读出信号≥100mV，需Cs/Cb≈20。17.在7nm节点，栅极功函数金属层（WFmetal）厚度已缩小至A.50nm  B.20nm  C.5nm  D.0.5nm答案：C解析：EUV图形化+ALD工艺极限≈5nm。18.下列哪项不是Chiplet架构带来的挑战A.接口标准统一  B.热耦合  C.测试复杂度降低  D.封装良率答案：C解析：Chiplet需单独测试+系统级测试，复杂度上升。19.在FinFET中，使用SiGe通道的主要目的是A.提高电子迁移率  B.提高空穴迁移率  C.降低漏电流  D.提高κ值答案：B解析：SiGe的价带偏移减小空穴有效质量，提升pFET性能。20.关于RISC-V指令集，下列说法正确的是A.指令长度固定32位  B.仅支持小端  C.支持可变长指令  D.含特权级规范答案：D解析：RISC-V支持16/32/64位变长指令，定义了M/S/U特权级。21.在3nm节点，GAA（Gate-All-Around）结构采用的纳米片宽度典型值为A.20nm  B.12nm  C.5nm  D.50nm答案：B解析：纳米片宽度≈12nm，兼顾驱动与静电控制。22.下列哪项不是EUV掩膜基板材料A.LTEM（低热膨胀玻璃）  B.钽吸收层  C.多晶硅  D.Ru覆盖层答案：C解析：多晶硅对13.5nm吸收过高，不用作基板。23.在SRAM中，采用8T单元相比6T单元的主要优势是A.面积更小  B.读稳定性提高  C.写速度更快  D.漏电流更低答案：B解析：8T分离读端口，读不破坏存储节点，稳定性提升。24.关于铜互连，下列哪项工艺用于防止Cu扩散A.PVDTaN  B.铜电镀  C.退火  D.CMP答案：A解析：TaN作为扩散阻挡层。25.在DRAM1Xnm世代，字线材料由多晶硅改为W的主要目的是A.降低电阻延迟  B.提高电容  C.降低漏电流  D.提高κ值答案：A解析：W电阻率远低于掺杂多晶硅，减小RC。26.下列哪项不是FinFET寄生电容来源A.栅-源覆盖电容Cgs,ov  B.栅-漏覆盖电容Cgd,ov  C.栅-体电容Cgb  D.漏-体结电容Cjd答案：C解析：FinFET中沟道被栅包围，Cgb几乎为零。27.在先进封装中，μ-bump节距已缩小至A.150μm  B.55μm  C.10μm  D.1μm答案：B解析：55μm节距为当前量产主流，10μm为研发目标。28.关于硅光子调制器，下列哪项机制可实现高速调制A.自由载流子色散效应  B.热光效应  C.电吸收  D.Pockels效应答案：A解析：载流子浓度变化引起折射率变化，实现GHz调制。29.在FinFET中，使用应力记忆技术（SMT）主要提升A.电子迁移率  B.空穴迁移率  C.栅氧可靠性  D.漏电流答案：A解析：拉应力提升nFET电子迁移率。30.下列哪项测试最能评估NBTI（负偏温不稳定性）A.高温栅压应力+阈值电压漂移监测  B.热循环  C.静电放电  D.闩锁测试答案：A解析：NBTI表现为pFETVth正漂，需高温负栅压应力。二、多项选择题（每题2分，共20分）31.以下哪些技术可用于降低动态功耗A.时钟门控  B.多阈值电压  C.电源门控  D.体偏置答案：A、C解析：B、D主要降低静态功耗。32.关于EUV光刻胶，下列说法正确的是A.采用化学放大胶  B.需高吸收截面  C.酸扩散长度需短  D.可用金属氧化物答案：B、C、D解析：EUV光子少，需高吸收+短扩散；金属氧化物如SnOx也可。33.下列哪些属于3DNAND可靠性失效模式A.垂直通道断裂  B.字线桥接  C.铜迁移  D.电荷俘获层退化答案：A、B、D解析：铜迁移主要出现在互连层，非3DNAND特有。34.在Chiplet互连中，物理层需满足A.低功耗  B.低延迟  C.高带宽密度  D.长距离传输>50cm答案：A、B、C解析：Chiplet间距<2cm，无需50cm。35.下列哪些属于FinFET工艺挑战A.鳍高均匀性  B.栅极刻蚀轮廓  C.应力接近性  D.埋氧层厚度答案：A、B、C解析：埋氧层为SOI特有，FinFET体硅无需。36.关于硅通孔（TSV）可靠性，需关注A.铜蠕变  B.热应力导致龟裂  C.电迁移  D.克尔效应答案：A、B、C解析：克尔效应为光学非线性，与TSV无关。37.下列哪些属于RISC-V扩展子集A.M（乘除）  B.A（原子）  C.V（向量）  D.F（单精浮点）答案：A、B、C、D解析：均为标准扩展。38.在7nm以下，采用自对准四重图形（SAQP）需A.多次侧墙沉积  B.多次刻蚀  C.一次EUV曝光  D.四次DUV曝光答案：A、B解析：SAQP为侧墙图形转移，无需四次曝光。39.下列哪些属于DRAM刷新相关电路A.感放阵列  B.行地址计数器  C.刷新定时器  D.电荷泵答案：B、C解析：感放用于读写，电荷泵用于升压。40.在GaN功率器件中，实现常关型（E-mode）可采用A.p-GaN栅帽  B.凹槽栅+MIS  C.氟离子注入  D.硅基衬底答案：A、B、C解析：D与阈值调控无关。三、判断题（每题1分，共10分）41.在3nmGAA中，纳米片堆叠层数越多，驱动电流一定线性增加。答案：错解析：层数增加导致寄生电容与热问题，电流非线性。42.EUV掩膜缺陷可用电子束检测（e-beaminspection）发现。答案：对解析：e-beam分辨率<3nm，可捕捉小缺陷。43.在FinFET中，鳍高增加会提高亚阈值摆幅。答案：错解析：鳍高增加改善栅控，亚阈值摆幅减小。44.3DNAND中，垂直通道直径越小，读取电流越大。答案：错解析：直径小→电阻大→电流下降。45.Chiplet系统级封装无需考虑Die-to-Die接口协议。答案：错解析：需统一协议如UCIe。46.铜互连的晶粒尺寸越大，电迁移寿命越长。答案：对解析：大晶粒减少晶界扩散。47.在SRAM中，写辅助（writeassist）技术可提高读稳定性。答案：错解析：写辅助降低写电压，与读无关。48.硅光子波导弯曲半径越小，插入损耗一定越大。答案：对解析：小半径辐射损耗增加。49.在DRAM中，采用埋字线（buriedwordline）可减小单元面积。答案：对解析：字线下沉至衬底，节省面积。50.对于RISC-V，MUL指令属于RV32I基础指令集。答案：错解析：MUL属M扩展。四、填空题（每空2分，共20分）51.在FinFET中，栅极与鳍侧壁夹角需控制在________°以内，否则会导致栅极断裂。答案：88解析：接近直角易在顶部形成狭缝。52.3DNAND中，垂直通道深宽比已达________:1。答案：70解析：128层堆叠+深孔刻蚀≈7μm/100nm=70。53.EUV光刻机数值孔径NA=0.33时，其理论分辨率k₁=0.25，对应半节距________nm。答案：13.5/4≈3.4解析：HP=k₁λ/NA=0.25×13.5/0.33≈10.2nm，但题目问k₁=0.25时HP=λ/4≈3.4nm。54.在7nm节点，单颗芯片晶体管数约________亿。答案：100解析：苹果A15≈150亿，7nm约100亿。55.采用UCIe1.0标准，每平方毫米带宽密度可达________Tb/s。答案：1.35解析：16Gb/s/mm²×84通道≈1.35Tb/s/mm²。56.在GaNHEMT中，二维电子气迁移率典型值________cm²/V·s。答案：2000解析：室温下≈2000cm²/V·s。57.对于28nmHKMG，栅极等效氧化层厚度EOT已缩至________nm。答案：0.9解析：高κ+金属栅，EOT≈0.9nm。58.在SRAM6T单元中，β比（下拉/传输管）通常设计为________。答案：2解析：保证读稳定性，β≈2。59.3DIC中，微凸点（μ-bump）铜柱高度典型值________μm。答案：10解析：55μm节距对应10μm高度。60.硅光子调制器3dB带宽已突破________GHz。答案：100解析：最新演示>100GHz。五、简答题（每题10分，共30分）61.简述FinFET中“鳍高（Hfin）”与“栅极覆盖（gateoverlap）”对器件性能的影响，并给出折中设计思路。答案：鳍高增加→有效宽度Weff=2Hfin+Wfin增大，驱动电流提升；但高鳍导致栅极刻蚀难度增加，侧壁角度控制变差，寄生电容Cgs,ov增大，且应力接近性下降，载流子迁移率可能降低。栅极覆盖增加可降低串联电阻，但覆盖区电场集中，导致漏电流与可靠性退化。折中思路：采用自对准侧墙+应力记忆技术，Hfin取值为Lg的1.5~2倍，覆盖长度≤2nm，通过ALD超薄侧墙+回刻实现精确控制，同时引入SiGe源漏应力提升空穴迁移率，兼顾电流与可靠性。62.对比3DNAND与2DNAND在编程干扰（programdisturb）机制上的差异，并提出3DNAND抑制方案。答案：2DNAND的干扰主要源于沟道热电子注入与衬底偏置耦合，而3DNAND因垂直通道无衬底，干扰路径变为：1)通过栅极-沟道电容耦合导致未选串沟道电位抬升；2)相邻字线间电场重叠导致隧穿；3)垂直电场不均匀使底部单元更易干扰。抑制方案：1)采用阶梯编程（staircaseprogram）降低峰值电场；2)引入虚设字线（dummywordline）缓冲电场；3)局部沟道偏置优化（LCB），通过独立控制源极线电压，使未选串沟道电位钳位；4)采用新型电荷俘获层（高κAl₂O₃/HfO₂叠层）提高陷阱密度，降低编程电压；5)垂直通道掺杂梯度设计，减小底部电场集中。实验表明，以上组合可将干扰窗口从2.5V降至1.2V。63.说明Chiplet系统中Die-to-Die链路面临的高速信号完整性挑战，并给出一种基于先进封装的协同设计流程。答案：挑战：1)55μm节距下微凸点引入的寄生电感≈50pH，导致阻抗不连续；2)有机基板介电损耗tanδ≈0.01，56GbpsNyquist频率下插入损耗>10dB；3)相邻通道串扰（NEXT/FEXT）在<100μm间距下耦合系数>–30dB；4)热膨胀失配导致μ-bump疲劳，阻抗漂移>10%。协同设计流程：a)电气-热-机械联合仿真：采用ANSYSHFSS提取S参数，结合IcePak热模型，迭代优化互连几何；b)引入TGV（玻璃通孔）替代部分有机基板，降低损耗至6dB；c)采用PAM4+DFE均衡，在接收端部署7-tapFFE+1-tapDFE，眼高>100mV；d)布局阶段嵌入热感知路由器，将高功耗Chiplet分散至热点<80℃区域；e)制造后通过硅光子测试总线回传链路S参数，实现自适应均衡系数更新，实测BER<1×10⁻¹²。六、综合设计题（20分）64.设计一个