如今的电脑芯片中缠绕着上万米的铜线，分布在大约15个布线层中。随着半导体行业中晶体管体积的缩小，这些互连也必须更细。目前有的布线层过于纤细，电流会对其造成损伤。芯片制造商为理解决这一问题是想尽各种办法。
一些公司正在考试测验利用其他材料来替代铜连接芯片，如钴、钌乃至是石墨烯。2017年12月份在旧金山举办的IEEE国际电子设备大会(IEDM)上，一些公司彷佛已经选定钴作为替代金属。英特尔公司阐述了将钴金属运用于10纳米芯片最细连接线的设想;英特尔和格罗方德公司都详细先容了用钴代替钨制成的电打仗材料设备的性能。
他们现在正努力办理的问题源于根本物理学：线路越细(同时也越长)，其电阻越大。位于纽约市约克敦海茨IBM沃森研究中央的研究员丹尼尔•埃德尔斯坦(DanielEdelstein)说：“对付电线来说，电阻太大总归是不好的。”他作为IBM 1997年成功实现从铝到铜的技能转换的总架构师之一，很理解铜互联。
铜金属的电阻率比铝、钨乃至是钴都要低。但是铜在更小尺度上很随意马虎受到电迁移的影响。当电子加速穿过超薄线路时，它们会将原子驱赶到金属中，就像是一位急匆匆的行人将其余一个人推到人行道表面一样。
为了保护铜互连，须要在纤细的线路中镶嵌其他材料，如氮化钽乃至是钴。运用材料经理、半导体设备供应商凯文•莫赖斯(Kevin Moraes)说：“铜原子很随意马虎移动，须要用1到2纳米的阻挡层来掌握它。”
当铜互连变小时，氮化钽衬里依然保持相对较厚，由于将衬里尺寸缩小得比1纳米还要薄是十分困难的。当铜接线小到一定程度时，衬里的厚度会大于接线。“衬里霸占了铜的空间，加大了线路电阻率。”埃德尔斯坦说。
莫赖斯说，由于铜的局限性，线路问题成为半导体行业发展的瓶颈。“如果线路问题得不到办理，就无法从晶体管中获利。”
比较于铜来说， 钴的电阻率是其3倍，但电迁移的可能性要小得多。因此，制造商纷纭转而利用钴作为金属层材料，构成晶体管之间以及晶体管内部的短程连接。而在其他芯片的布线层，由于线路更粗且连接间隔更远，因此还是利用铜更好。
在国际电子设备大会上，英特尔在报告中指出，在10纳米加工技能的两层超薄布线层(互联最小)中利用钴互联，电迁移减少了1/10至1/5，电阻率是原来的一半。改进后的互连线路将有助于半导体行业战胜线路问题，进一步缩小晶体管尺寸。
英特尔公司是第一个将芯片中的铜换成钴的公司。在工艺改进过程中，英特尔公司曾经将与晶体管栅极打仗的钨金属层更换成钴金属层。之前选择用钨是由于钨有弹性且不会有电迁移问题。但是钨的电阻率很高。
格罗方德在2017年12月份的国际电子设备大会中还阐述了在其7纳米制作工艺中用钴代替钨。运用材料公司的莫赖斯说，其他客户也在探索进行这一转变。目前，芯片制造商如三星、台积电还没有公开表示利用钴材料。
半导体咨询公司VLSIresearch的首席实行官丹•哈奇森(Dan Hutcheson)说：“最大的问题是在哪里植入新技能。如果你过早运用，就会产生很多本钱。英特尔乐意为此付出高价，并且他们有能力调试新的材料。”
但是哈奇森提到，真正的磨练在于产品。“纸上谈兵完备可以，而真正的磨练在于投入生产并从中赢利。”（编辑：王梦艳）
