Video: A Laranja Irritante (Studeni 2024)
Iza svih novih gadgeta i svih cool aplikacija koje pokrećemo stoje procesori, memorija i ostale komponente koje čine da sustavi rade. A iza svega što stoji tehnologija poluvodičkih procesa - složen niz dizajna, alata, materijala i koraka obrade potrebnih za izgradnju radnih tranzistora toliko malih da bi ih se 4000 moglo uklopiti u širinu ljudske dlake i sastaviti milijarde njih u čip ne veći od nokta.
Na temelju prošlotjedne emisije Semicon West, godišnje emisije koja se fokusira na procesnu tehnologiju za razliku od procesora ili uređaja krajnjeg korisnika, čini se da je cijela industrija spremna preseliti novu proizvodnju na rezine od 450 mm, počevši u sljedećih pet godina, Danas su gotovo svi važni procesori i memorija izrađeni na 300 mm pločicama, širine oko 12 inča. No najveći proizvođači čipsa već godinama govore o prelasku na tehnologiju vafla od 450 mm - vafli veličine oko 18 inča - jer ove veće rezine mogu držati više nego dvostruko više čipova, ali nadamo se da će koštati znatno manje od dvostruko više od proizvodnje od 300 mm, Donedavno su mnogi dobavljači opreme vukli noge jer ih je posljednji veliki pomak s 200 na 300 mm koštao istraživanja i razvoja, a relativno malo toga za pokazati. Ali sada, čini se, gotovo svi se prihvaćaju s tom idejom.
Na konferenciji je Paul A. Farrar, generalni direktor konzorcija Global 450, grupe vodećih kompanija za proizvodnju poluvodiča, uključujući GlobalFoundries, Intel, IBM, Samsung i TSMC sa sjedištem oko College of Nanoscale Science and Engineering u Albanyju, pokazao mapa puta koja je uključivala demonstracije od 450 mm na 14 nm tijekom 2013. do 2015. s opremom spremnom za proizvođače čipova na 10 nm i više od 2015. do 2016. godine.
Svi su veliki proizvođači raspravljali o alatima veličine 450 mm. Nikon je rekao da je dobio nalog od konzorcija G450 za potopni skener veličine 450 mm 193 nm koji će se koristiti za razvoj procesa, a rekao je i da je također primio narudžbu neimenovanog "velikog proizvođača uređaja". ASML je rekao da će otprilike istovremeno isporučivati ekstremno ultraljubičastu litografiju (EUV) od 450 mm i uronjene alate. Canon je pokazao da je prva optički uzorkana jastučić od 450 mm, dok su Molekularni otisci pokazali rezultate za reznu ploču od 450 mm pomoću svoje nanoottisne litografije.
Čini se da jedna stvar koja vodi ovom tranziciji je sve veća cijena proizvodnje na manjim čvorovima. Iako je industrija godinama govorila o EUV litografiji, a ASML posebno navodi poboljšanja, to još uvijek nije spremno za proizvodnju, jer trenutni alati ne omogućuju brzinu i volumen koji proizvođači zahtijevaju, dijelom zbog problema s izvor napajanja. Iz ASML-a kažu da sada ima 11 EUV sustava na terenu i da planira novu generaciju alata s boljim izvorima energije, ali nitko se ne bavi proizvodnjom u punoj mjeri s EUV-om, jer alati nisu dovoljno brzi i pouzdani.
Umjesto toga, proizvođači koriste trenutne potopne alate od 193 nm, a na 20 nm i ispod, prisiljeni su dvaput koristiti alate na kritičnim slojevima rezina kako bi dobili preciznost koja im je potrebna. Ovo dvostruko uzimanje uzoraka - i potencijalno četverostruko uzorkovanje - dodaje vrijeme i trošak za izradu vafla.
Kao što je glavni direktor GlobalFoundries Ajit Manocha napomenuo u svom govoru, troškovi litografije već počinju dominirati u ukupnim troškovima proizvodnje rezanja. S višestrukim uzorkom na uronjenim skenerima ovo postaje još gore. "Očajno trebamo EUV i EUV još uvijek nije spreman", rekao je.
Na drugim područjima, Manocha je govorio o potrebi inovacije ljevaonice u eri mobilnosti, raspravljajući o svemu, od tvrtke 14XM FinFET procesa do ostalih tehnika poput FD-SOI, nanowires i III-V složenih poluvodiča (u osnovi čipova koji koriste više egzotičnih materijala). Zanimljivo je da je spomenuo mogući prelazak na III-V FinFET-ove 2017. godine za 7nm, iako to nije zvučalo kao specifična obveza.
Kazao je da su najveći izazovi s kojima se industrija suočava. Na čvoru od 180 nm bilo je samo 15 slojeva maski; na čvorovima 20nm / 14nm postoji više od 60 slojeva maski, a svaki sloj nudi više mogućnosti za neuspjeh, od kojih svaki može učiniti da čitava rezina nekoristi. "Sve se to zaista i stvarno zbraja", rekao je, pokazujući kako je cijena dizajna čipa od 130 nm (što je bilo uobičajeno na vodećoj ivici prije desetljeća, a neki ga čipovi i dalje koriste), iznosila 15 milijuna dolara; na 20nm, to je 150 milijuna dolara. Slično tome, troškovi dizajna procesa porasli su sa 250 milijuna na 1, 3 milijarde dolara, a proizvod za proizvodnju čipa povećan je sa 1, 45 milijardi na danas oko 6, 7 milijardi dolara.
Da bi se borili protiv toga, drugi dobavljači alata govore o tehnikama izvan litografije, kao što su slaganje čipova pomoću silikonskih vijusa (TSV-a) dizajniranih za proizvodnju višeslojnih čipova; i novi alati za taloženje i uklanjanje materijala. Tvrtke uključujući primijenjene materijale, istraživanje LAM-a, Tokyo Electron i KLA-Tencor vode svoja rješenja.
U ostalim vijestima iz emisije, Karen Savala, predsjednica SEMI Americas, govorila je o "renesansi" američke proizvodnje i ulozi poluvodičke industrije, rekavši da ta industrija sada broji 245.000 izravnih poslova i oko milion ukupnih radnih mjesta u Američki lanac opskrbe.
SEMI očekuje da će ove godine potrošnja opreme biti neznatno smanjena, a slijedi rast od 21 posto sljedeće godine, uglavnom zbog nastavka trošenja ljevaonica za proizvodnju 20 nm, novih postrojenja za proizvodnju bljeskalica NAND i Intelove nadogradnje vlastitog pogona u Irskoj.
