Видео: 1001364 (Ноябрь 2024)
За всеми новыми гаджетами и всеми крутыми приложениями, которые мы запускаем, лежат процессоры, память и другие компоненты, которые заставляют системы работать. И за всем этим стоит технология полупроводниковых процессов - сложный набор конструкций, инструментов, материалов и этапов обработки, необходимых для создания рабочих транзисторов, настолько маленьких, чтобы 4000 из них могли поместиться по ширине человеческого волоса и собрать миллиарды из них в чип не больше твоего ногтя.
Основываясь на прошедшей на прошлой неделе Semicon West, ежегодной выставке, посвященной технологическим процессам, а не процессорам или устройствам конечного пользователя, кажется, что вся индустрия готова перевести новое производство на 450 мм пластины, начиная с следующих пяти лет., Сегодня практически все важные процессоры и память сделаны на 300-мм пластинах, около 12 дюймов в поперечнике. Но крупнейшие производители чипов годами говорили о переходе на технологию 450-миллиметровых пластин - пластины размером около 18 дюймов - потому что эти большие пластины могут вмещать более чем вдвое больше чипов, но, надеюсь, будут стоить значительно меньше, чем производство в 300 мм., До недавнего времени многие поставщики оборудования тянули ноги, потому что последний большой шаг от 200 мм до 300 мм стоил им больших затрат в исследованиях и разработках, и сравнительно мало что можно было показать. Но теперь, похоже, почти все начинают понимать эту идею.
На конференции Пол А. Фаррар, генеральный менеджер консорциума Global 450, группы ведущих компаний-производителей полупроводников, включая GlobalFoundries, Intel, IBM, Samsung и TSMC со штаб-квартирой в Колледже наноразмерной науки и техники в Олбани, продемонстрировал дорожная карта, включающая 450-миллиметровые демонстрации на 14 нм в 2013–2015 годах с оборудованием, готовым для производителей микросхем, на 10 нм и более в 2015–2016 годах.
Все крупные производители обсуждали 450-мм инструменты. Nikon сказал, что получил заказ от консорциума G450 на 450-миллиметровый иммерсионный сканер ArF 193 нм, который будет использоваться для разработки процесса, и сказал, что он также получил заказ от неназванного «крупного производителя устройств». ASML заявила, что будет одновременно поставлять 450-миллиметровую экстремальную ультрафиолетовую литографию (EUV) и инструменты для погружения. Компания Canon показала, что она говорит, что это первая 450-мм пластина с оптическим рисунком, в то время как «Молекулярные отпечатки» показали результаты для 450-мм пластины с рисунком с использованием нано-отпечаточной литографии.
Одна вещь, которая, кажется, движет этим переходом, является увеличивающейся стоимостью производства в меньших узлах. Хотя отрасль много лет говорила о литографии EUV, а ASML, в частности, ссылалась на улучшения, она все еще не готова к производству, поскольку современные инструменты не учитывают скорость и объем, требуемые производителями, отчасти из-за проблем с источник питания. ASML говорит, что в настоящее время у него 11 полевых систем EUV, и у него есть планы по выпуску инструментов нового поколения с лучшими источниками питания, но никто не занимается полномасштабным производством с EUV, потому что инструменты недостаточно быстрые и надежные.
Вместо этого производители используют существующие иммерсионные инструменты 193 нм, а при 20 нм и ниже они вынуждены использовать инструменты дважды на критических слоях пластины, чтобы получить необходимую точность. Такое двойное структурирование (и, возможно, четырехугольное) увеличивает время и затраты на изготовление пластин.
Как отметил в своем выступлении генеральный директор GlobalFoundries Аджит Маноча, стоимость литографии уже начинает доминировать в общих затратах на изготовление пластин. С многоцветным рисунком на иммерсионных сканерах это становится еще хуже. «Мы отчаянно нуждаемся в EUV, а EUV еще не готова», - сказал он.
В других областях Маноча говорил о необходимости инноваций в литейном производстве в эпоху мобильности, обсуждая все, начиная с процесса FinFET 14XM компании и заканчивая другими технологиями, такими как FD-SOI, нанопроволоки и составные полупроводники III-V (в основном микросхемы, в которых используются более экзотические материалы).). Интересно, что он упомянул о возможном переходе на III-V FinFET в 2017 году на 7 нм, хотя это не звучало как конкретное обязательство.
Он сказал, что самые большие проблемы, стоящие перед отраслью, являются экономическими. В узле 180 нм было только 15 слоев маски; в узлах 20 нм / 14 нм имеется более 60 уровней маски, и каждый уровень предлагает больше возможностей для отказа, любой из которых может сделать всю пластину непригодной для использования. «Все это на самом деле действительно складывается», - сказал он, показывая, как стоимость конструкции чипа при 130 нм (которая была распространена в передовых технологиях десятилетие назад и до сих пор используется некоторыми передовыми чипами) составила 15 миллионов долларов.; на 20 нм это 150 миллионов долларов. Аналогичным образом, стоимость разработки процесса увеличилась с 250 млн. Долл. США до 1, 3 млрд. Долл. США, а стоимость производства чипа увеличилась с 1, 45 млрд. Долл. США до примерно 6, 7 млрд. Долл. США сегодня.
Чтобы бороться с этим, другие поставщики инструментов говорят о методах помимо литографии, таких как укладка чипов через сквозные кремниевые переходы (TSV), предназначенные для производства многослойных чипов; и новые инструменты для нанесения и удаления материалов. Компании, включая Applied Materials, LAM Research, Tokyo Electron и KLA-Tencor, продвигают свои решения.
В других новостях с выставки Карен Савала, президент SEMI Americas, рассказал о «возрождении» производства в США и роли полупроводниковой промышленности, заявив, что в настоящее время на эту отрасль приходится 245 000 прямых рабочих мест и около одного миллиона рабочих мест в целом. Сеть поставок в США.
SEMI ожидает, что расходы на оборудование в этом году немного снизятся, а в следующем году - на 21%, в основном из-за продолжающихся литейных расходов на производство 20 нм, наращивания новых флеш-заводов NAND и модернизации Intel в Ирландии.
