Video: EEVblog #532 - Silicon Chip Wafer Fab Mailbag (Noiembrie 2024)
În spatele tuturor noilor gadgeturi și al tuturor aplicațiilor minunate pe care le rulăm se află procesoarele, memoria și alte componente care fac ca sistemele să funcționeze. Și în spatele a tot ceea ce este tehnologia proceselor cu semiconductor - gama complexă de proiecte, unelte, materiale și pași de procesare necesari pentru a construi tranzistoare de lucru atât de mici încât 4.000 dintre ei s-ar putea încadra pe lățimea unui păr uman și asambla miliarde dintre ele într-un cip. nu mai mare decât unghia.
Bazat pe Semicon West de săptămâna trecută, emisiunea anuală care se concentrează pe tehnologia proceselor, spre deosebire de procesoare sau dispozitivele utilizatorului final, se pare că întreaga industrie este pregătită să mute noua producție la napolitane de 450 mm, începând din următorii cinci ani..
Astăzi, practic toate procesoarele importante și memoria sunt realizate pe placi de 300 mm, de aproximativ 12 cm. Însă cei mai mari producători de cipuri vorbesc de ani buni despre trecerea la tehnologia oblică de 450 mm - napolitane de aproximativ 18 centimetri - deoarece aceste napolitane mai mari pot deține mai mult de două ori numărul de cipuri, dar sperăm că va costa semnificativ mai puțin de două ori mai mult decât 300 mm. Până de curând, mulți dintre furnizorii de echipamente își trăgeau picioarele, deoarece ultima mișcare mare de la 200 mm la 300mm a sfârșit să le coste mult în cercetare și dezvoltare, cu relativ puține lucruri de arătat. Dar, se pare, aproape toată lumea se îmbarcă cu ideea.
În cadrul conferinței, Paul A. Farrar, directorul general al Global 450 Consortium, un grup al celor mai importante companii de producție de semiconductoare, inclusiv GlobalFoundries, Intel, IBM, Samsung și TSMC, cu sediul în jurul Colegiului de Științe și Inginerie Nanoscale din Albany, a arătat un foaie de parcurs care a inclus demonstrații de 450 mm pe 14 nm în 2013 până în 2015, cu echipamentele pregătite pentru producătorii de cipuri la 10nm și nu în 2015-2016.
Toți marii producători discutau instrumente de 450 mm. Nikon a declarat că a primit o comandă de la G450 Consortium pentru un scaner de imersiune ArF de 450 mm 193 nm pentru a fi utilizat pentru dezvoltarea proceselor și a spus că a primit și o comandă de la un „producător major de dispozitive”. ASML a spus că va transporta litografii ultraviolete extreme (EUV) de 450 mm și instrumente de imersiune în același timp. Canon a arătat ceea ce a spus că este prima oblică cu model optic de 450 mm, în timp ce imprimeurile moleculare au arătat rezultate pentru o plafonă de 450 mm modelată folosind litografia sa nano-amprentă.
Un lucru care pare să conducă această tranziție este costul tot mai mare de fabricație la noduri mai mici. Deși industria a vorbit despre litografia EUV de ani buni și, în special, ASML a menționat îmbunătățiri, aceasta încă nu este pregătită pentru producție, deoarece instrumentele actuale nu permit viteza și volumul pe care producătorii le solicită, în parte din cauza problemelor cu sursa de alimentare. ASML spune că acum are 11 sisteme EUV în domeniu și are planuri pentru o nouă generație de instrumente cu surse de energie mai bune, dar nimeni nu face fabricare la scară largă cu EUV, deoarece instrumentele nu sunt suficient de rapide și de încredere.
În schimb, producătorii folosesc actualele instrumente de imersie de 193 nm, iar la 20nm și mai jos, sunt obligați să folosească instrumentele de două ori pe straturile critice ale oblei pentru a obține precizia de care au nevoie. Acest modelaj dublu - și potențial quad-patterning - adaugă timp și cheltuieli pentru fabricația de plafon.
După cum a menționat Ajit Manocha, directorul general al GlobalFoundries, costul litografiei începe deja să domine costurile totale de fabricație a napolitanei. Cu ajutorul modelelor multiple pe scanerele de imersiune, acest lucru se agravează și mai mult. "Avem nevoie disperată de EUV, iar EUV nu este încă pregătit", a spus el.
În alte domenii, Manocha a vorbit despre necesitatea inovației turnării în epoca mobilității, discutând totul, de la procesul FinFET 14XM al companiei până la alte tehnici precum FD-SOI, nanowires și semiconductori compuși III-V (în esență cipuri care folosesc materiale mai exotice)). Interesant, el a menționat o posibilă mutare la III-V FinFET-uri în 2017 pentru 7 nm, deși nu s-a arătat ca un angajament specific.
El a spus că cele mai mari provocări cu care se confruntă industria sunt cele economice. La nodul de 180nm, existau doar 15 straturi de mască; la nodurile 20nm / 14nm, există mai mult de 60 de straturi de mască, iar fiecare strat oferă mai multe oportunități de eșec, oricare dintre ele putând face ca o întreagă plafon să nu poată fi utilizată. „Toate acestea sunt într-adevăr, se adaugă”, a spus el, arătând cum costul proiectării cipului la 130 de miliarde (care a fost comun pe marginea de vârf în urmă cu un deceniu și este încă utilizat de unele cipuri de bord), a fost de 15 milioane de dolari.; la 20nm, este de 150 de milioane de dolari. În mod similar, costul proiectării procesului a crescut de la 250 milioane dolari la 1, 3 miliarde dolari, iar fabrica pentru fabricarea cipului a crescut de la 1, 45 miliarde dolari la aproximativ 6, 7 miliarde dolari astăzi.
Pentru a combate acest lucru, alți furnizori de instrumente vorbesc despre tehnici dincolo de litografie, cum ar fi stivuirea cipurilor cu via-siliciu (TSV) concepute pentru a produce mai multe straturi de cipuri; și noi instrumente pentru depunerea și îndepărtarea materialelor. Companii care includ Materiale Aplicate, LAM Research, Tokyo Electron și KLA-Tencor își promovează soluțiile.
În altă ordine de idei din cadrul emisiunii, Karen Savala, președintele SEMI Americas, a vorbit despre „renașterea” producției americane și rolul industriei semiconductorilor, spunând că industria reprezintă acum 245.000 de locuri de muncă directe și aproximativ un milion de locuri de muncă în total. Lanțul de aprovizionare din SUA
SEMI se așteaptă ca cheltuielile cu echipamente să scadă ușor în acest an, urmate de o creștere de 21 la sută anul viitor, datorate în mare parte cheltuielilor continue de turnătorie pentru producția de 20 milimetri, a noilor fabrici de fabricare flash NAND și a modernizării fabricii Intel în Irlanda.
