比利时imec微电子研究中心近日在美国举行的IEEE IEDM 2024国际电子器件会议上，展示了基于NbTiN（氮化钛铌）超导材料的三类超导数字电源关键模块：互联（电线和通孔）、约瑟夫森结和MIM电容器。这些技术不仅具有可扩展性，还与标准300mm CMOS制造技术兼容，能够承受传统BEOL后端工艺中的420℃加工温度。

imec表示，其第一代超导数字电路在能效上较基于常规7nm CMOS的系统提高了100倍，性能提升了10~100倍。这一突破性进展为未来电子器件的发展提供了新的可能性。

在具体参数表现上，imec的NbTiN超导互联采用半大马士革集成工艺构建双金属级方案，实现了低至50nm的导线和通孔临界尺寸，拥有高于13K的临界温度和大于120 mA/μm²的临界电流密度。约瑟夫森结部分则通过夹在两个超导NbTiN层之间的aSi非晶态硅实现了大于2.5 mA/μm²的临界电流密度。此外，imec还展示了使用NbTiN电极、基于HZO（Hf₀.₅Zr₀.₅O₂）材料的可调谐电容器，该电容器具有约8 fF/μm²的高电容密度。

这些技术的成功展示，标志着超导材料在数字电源领域的应用迈出了重要一步，未来有望在高效能电子设备中发挥重要作用。