450mm gofret, talaş yapımının geleceği midir?

Tüm yeni cihazların ve kullandığımız tüm harika uygulamaların arkasında, sistemleri çalıştıran işlemciler, bellek ve diğer bileşenler yatıyor. Tüm bunların arkasında yarı iletken işlem teknolojisi - çalışan transistörler oluşturmak için gereken karmaşık tasarım, araç, malzeme ve işlem adımları dizisi, 4.000 tanesi bir insan saçı genişliğine uyacak ve milyarlarca parçasını bir çipte birleştirebilecek kadar küçüktür. tırnağınızdan daha büyük değil.

İşlemcilere veya son kullanıcı cihazlarının aksine proses teknolojisine odaklanan yıllık fuar olan Semicon West'e dayanan yıllık fuar, tüm sektörün önümüzdeki beş yıldan başlayarak yeni üretimi 450 mm gofrete taşımaya hazır olduğunu gösteriyor. .

Bugün, hemen hemen tüm önemli işlemciler ve bellek, yaklaşık 12 inç çapında 300 mm gofret üzerinde yapılır. Ancak en büyük yonga üreticileri yıllardır 450mm gofret teknolojisine geçiş yapmaktan bahsediyor - 18 inç çapında gofretler - çünkü bu daha büyük gofretler cips sayısının iki katından daha fazlasını tutabiliyor, ancak umarım 300 mm'nin iki katından daha az maliyetli olacaktır. . Son zamanlara kadar, ekipman tedarikçilerinin birçoğu ayaklarını sürüklüyordu çünkü 200 mm'den 300 mm'ye kadar olan son büyük hamle, araştırma ve geliştirmede, onlara göstermek için nispeten az bir maliyetle sonuçlandı. Ama şimdi, öyle görünüyor ki, neredeyse herkes bu fikirle harekete geçiyor.

Konferansta, Albany'deki Nanoscale Bilim ve Mühendislik Fakültesi çevresinde bulunan GlobalFoundries, Intel, IBM, Samsung ve TSMC gibi önde gelen yarı iletken üretim şirketlerinden oluşan bir grup olan Global 450 Konsorsiyumun genel müdürü Paul A. Farrar; yonga üreticileri için 10nm ve daha üstü 2015 - 2016 yıllarında hazır teçhizat ile 2013-2015 yılları arasında 14nm'de 450mm gösterilere yer veren yol haritası.

Büyük üreticilerin tümü 450mm'lik aletleri tartışıyordu. Nikon, G450 Konsorsiyumu'ndan, 450mm 193nm ArF daldırma tarayıcısının proses geliştirme amacıyla kullanılması için bir sipariş aldığını ve ayrıca adsız bir "büyük cihaz üreticisinden" sipariş aldığını söyledi. ASML, 450mm aşırı ultraviyole litografi (EUV) ve daldırma aletini aynı anda göndereceğini açıkladı. Canon, optik olarak tasarlanmış ilk 450 mm gofret olduğunu söylerken, Moleküler Baskılar nano baskı litografisini kullanarak 450 mm'lik gofret sonuçları gösteriyor.

Bu geçişi yönlendiren bir şey, daha küçük düğümlerde artan üretim maliyetidir. Endüstri yıllardır EUV litografisinden söz ederken ve özellikle ASML iyileştirmelerden bahsediyor olsa da, mevcut araçlar kısmen üreticilerin ihtiyaç duyduğu hız ve hacime izin vermediğinden, üretim için hazır değil. Güç kaynağı ASML, şu anda sahada 11 EUV sistemine sahip olduğunu ve daha iyi güç kaynaklarına sahip yeni nesil araçlar için planlara sahip olduğunu, ancak hiç kimse EUV ile tam ölçekli üretim yapamadığını, çünkü araçların yeterince hızlı ve güvenilir olmadığını söylüyor.

Bunun yerine, üreticiler mevcut 193nm daldırma aletlerini kullanıyorlar ve 20nm ve altında, ihtiyaç duydukları hassasiyeti elde etmek için aletleri gofretin kritik katmanlarında iki kez kullanmaya zorlanıyorlar. Bu çift modelleme (ve potansiyel olarak dört modelleme), gofret üretimine zaman ve masraf ekler.

GlobalFoundries CEO'su Ajit Manocha'nın bir açılış konuşmasında belirttiği gibi, litografi maliyeti zaten toplam gofret üretim maliyetlerini domine etmeye başladı. Daldırma tarayıcılarda çoklu desenleme yapıldığında, bu daha da kötüleşiyor. "EUV'ye umutsuzca ihtiyacımız var ve EUV hala hazır değil" dedi.

Diğer alanlarda, Manocha, mobilite çağında dökümhane inovasyonuna duyulan ihtiyaçtan bahsetti, şirketin 14XM FinFET işleminden FD-SOI, nanoteller ve III-V bileşik yarı iletkenler gibi diğer tekniklere (daha egzotik malzemeler kullanan cipsler gibi) her şeyi tartışdı. ). İlginç bir şekilde, 2017'de 7nm için III-V FinFET'lere muhtemel bir hareketten bahsetti, ancak belirli bir taahhüt gibi görünmüyordu.

Sektörün karşılaştığı en büyük zorlukların ekonomik zorluklar olduğunu söyledi. 180nm düğümünde, sadece 15 maske katmanı vardı; 20nm / 14nm düğümlerinde, 60'dan fazla maske katmanı vardır ve her katman, biri gofretin tamamını kullanılamaz hale getirebilen başarısızlık için daha fazla fırsat sunar. “Tüm bunlar gerçekten, gerçekten de ekleniyor” dedi, 130nm'deki çip tasarımının maliyetinin (on yıl önce öncülerde yaygın olan ve hala bazı son teknoloji yongalar tarafından kullanıldığı) 15 milyon dolar olduğunu gösterdi. ; 20 milyonda 150 milyon dolar. Benzer şekilde, süreç tasarımının maliyeti 250 milyon dolardan 1.3 milyar dolara yükseldi ve çipin üretim fabrikası bugün 1.45 milyar dolardan 6.7 milyar dolara yükseldi.

Bununla mücadele etmek için, diğer araç satıcıları, çoklu tabaka cipsleri üretmek üzere tasarlanan silikon geçişli viyanalarla (TSV'ler) talaş istifleme gibi litografinin ötesindeki tekniklerden bahsediyor; ve malzeme biriktirme ve çıkarma için yeni araçlar. Applied Materials, LAM Research, Tokyo Electron ve KLA-Tencor gibi şirketler çözümlerini zorluyor.

Gösteriden diğer haberlere göre, SEMI Americas Başkanı Karen Savala, ABD üretiminin "rönesansı" ndan ve yarı iletken endüstrisinin rolünden bahsetti, sektörün şu anda 245.000 doğrudan iş ve toplamda yaklaşık bir milyon iş olduğunu ABD tedarik zinciri.

SEMI, bu yıl ekipman harcamalarının hafifçe düşmesini ve ardından 20nm üretim, yeni NAND flaş üretim tesislerinin rampa edilmesi ve Intel'in İrlanda'daki fabrika seviyesinin yükseltilmesi nedeniyle önümüzdeki yıl yüzde 21 artış kaydetti.