Qendra Nanoteknike e IBM Research Albany është një model për t'u imituar për aktin e CHIPS

Me miratimin e Aktit CHIPS+ nga Kongresi dhe nënshkrimin e tij të afërt nga Presidenti i Shteteve të Bashkuara, shumë vëmendje i është kushtuar ndërtimit të megasiteve të reja të prodhimit gjysmëpërçues nga Intel, TSMC dhe Samsung. Por përtej anës prodhuese të biznesit të gjysmëpërçuesve, ekziston një nevojë e konsiderueshme për të investuar në fusha të ngjashme si kërkimi, trajnimi i talenteve, zhvillimi i biznesit të vogël dhe të mesëm dhe bashkëpunimi akademik. Kohët e fundit pata mundësinë të vizitoj një shembull kryesor të një objekti të tillë që integron të gjitha këto aspekte të tjera të prodhimit të çipave në një industri të ngushtë, qeveri dhe partneritet akademik. Ky partneritet ka vazhduar për më shumë se 20 vjet në Albany New York, ku IBM Research ka një qendër nanoteknologjie që ndodhet ngjitur me kampusin e Universitetit Shtetëror të Nju Jorkut (SUNY) në Albany. Me investime të konsiderueshme nga shteti i Nju Jorkut nëpërmjet agjencisë së zhvillimit të New York Creates NY CREATES, IBM në partneritet të ngushtë me disa universitete dhe partnerë të industrisë po zhvillon teknologjitë më të fundit të procesit gjysmëpërçues në laboratorët e punës për gjeneratën e ardhshme të çipave kompjuterikë.

Qendra ofron një strukturë unike për kërkimin e gjysmëpërçuesve – mjedisi i saj i hapur lehtëson bashkëpunimin midis furnizuesve kryesorë të pajisjeve dhe materialeve, studiuesve, inxhinierëve, akademikëve dhe shitësve të EDA. Aktualisht, IBM ka një partneritet prodhimi dhe kërkimi me Samsung Electronics dhe një partneritet kërkimor u njoftua me Intel vitin e kaluar. Furnizuesit kryesorë të prodhimit të çipave si ASML, UÇK dhe Tokyo Electric (TEL) kanë pajisje të instaluara dhe po punojnë në mënyrë aktive me IBM duke zhvilluar procese të avancuara dhe metrologji për teknologjitë më të avancuara.

Këto objekte nuk janë të lira. Duhen miliarda dollarë investime dhe shumë vite kërkime për të arritur çdo zbulim të ri. Për shembull, porta metalike High-k iu deshën 15 vjet për të hyrë në produkte; transistori FinFET, thelbësor sot, mori 13 vjet; dhe tranzistori i gjeneratës së ardhshme, fleta gate-all-around/nano, të cilën Samsung po e vë në prodhim tani, ishte në zhvillim për 14 vjet. Përveç kësaj, kostoja për prodhimin e çipave në çdo nyje të re procesi po rritet 20-30% dhe kostot e R&D po dyfishohen për zhvillimin e çdo nyje. Për të vazhduar mbështetjen e këtij zhvillimi strategjik, duhet të ketë një partneritet midis industrisë, akademisë dhe qeverisë.

IBM bën investimin

Ju mund të pyesni pse IBM, e cila shiti objektet e saj të prodhimit të gjysmëpërçuesve gjatë viteve, është përfshirë kaq shumë në këtë kërkim të thellë dhe të shtrenjtë. Epo, për një, IBM është shumë, shumë i mirë në zhvillimin e procesit gjysmëpërçues. Kompania ka qenë pioniere e disa teknologjive kritike gjysmëpërçuese gjatë dekadave. Por të qenit i mirë në një teknologji nuk paguan faturat, kështu që motivimi i dytë i IBM është se kompania ka nevojë për teknologjinë më të mirë për kompjuterët e saj Power dhe Z. Për këtë qëllim, IBM është fokusuar kryesisht në zhvillimet që mbështesin llogaritjen me performancë të lartë dhe përpunimin e AI.

Furnizues dhe partnerë strategjikë shtesë ndihmojnë në shkallëzimin e këtyre risive përtej kontributit të vetëm të IBM. Pajisjet më të mira nga furnizuesit e pajisjeve të klasit botëror ofrojnë një shtrat testimi për partnerët për të eksperimentuar dhe avancuar teknologjinë më të fundit. IBM së bashku me partnerët e saj të pajisjeve kanë ndërtuar pajisje të specializuara aty ku nevojiten për të eksperimentuar përtej aftësive të pajisjeve standarde.

Por IBM ka sukses vetëm nëse mund ta transferojë teknologjinë nga laboratorët në prodhim. Për ta bërë këtë, IBM dhe Samsung kanë punuar ngushtë në zhvillimet e procesit dhe transferimin e teknologjisë.

MORE SHUM NGA FORBESIBM shkon vertikalisht në shkallëzimin e transistorëveBy Kevin Krewell

Qendra NanoTech përputhet me Aktin CHIPS në atë që do të lejojë Shtetet e Bashkuara të zhvillojnë lidershipin në teknologjitë e prodhimit. Ai gjithashtu mund të lejojë kompanitë më të vogla të testojnë teknologji inovative në këtë objekt. Ndërtesa aktuale fab funksionon 24/7/365 dhe është shumë e shfrytëzuar, por ka hapësirë ​​për të ndërtuar një ndërtesë tjetër që mund të dyfishojë ndjeshëm hapësirën e dhomës së pastër. Ekziston gjithashtu një plan për një ndërtesë që do të jetë në gjendje të mbështesë gjeneratën e ardhshme të pajisjeve ASML EUV të quajtur NA EUV e lartë.

E ardhmja është vertikale

Faqja në Albany është gjithashtu një qendër për kërkimin e teknologjisë së çipleteve. Ndërsa shkallëzimi i gjysmëpërçuesve ngadalësohet, zgjidhjet unike të paketimit për çipat me shumë vegla do të bëhen normë për llogaritjet me performancë të lartë dhe me efikasitet të energjisë. IBM Research ka një program aktiv të zhvillimit të teknologjive unike 2.5D dhe 3D të grumbullimit të kapakut. Sot, nënshtresa e preferuar për ndërtimin e këtyre çipave me shumë vegla është ende e bërë nga silikoni, bazuar në disponueshmërinë e mjeteve dhe njohuritë e prodhimit. Ka ende hapa unikë të procesit që duhet të zhvillohen për të trajtuar përpunimin e specializuar, duke përfshirë teknikat e lidhjes me lazer.

IBM gjithashtu punon me prodhuesit e pajisjeve testuese, sepse ndërtimi i strukturave 3D me chiplet paraqet disa sfida unike testimi. Shitësit e palëve të treta EDA gjithashtu duhet të jenë pjesë e procesit të zhvillimit, sepse qëllimi përfundimtar i dizajnit të bazuar në chiplet është të jetë në gjendje të kombinojë çipat nga nyje të ndryshme procesi dhe shkritore të ndryshme.

Sot, teknologjia e çipave është embrionale, por e ardhmja do t'i duhet absolutisht kësaj teknologjie për të ndërtuar gjeneratën e ardhshme të pajisjeve të qendrës së të dhënave. Është një situatë ku ekonomia dhe teknologjia po bashkohen në kohën e duhur.

përmbledhje

Qendra NanoTech Albany është një model për industrinë e gjysmëpërçuesve dhe demonstron një mënyrë për të bashkuar studiues nga disiplina të ndryshme dhe organizata të ndryshme për të avancuar teknologjinë më të fundit të gjysmëpërçuesve. Por ky model gjithashtu duhet të rritet dhe të përsëritet në të gjithë Amerikën e Veriut. Me më shumë fonde dhe më shumë shkallë, duhet gjithashtu të ketë një fuqi punëtore të kualifikuar siç duhet. Këtu është vendi ku SHBA duhet të bëjë investime në arsimin STEM në të njëjtin nivel me Garën Hapësinore të fundit të viteve 1950 dhe site si Albany që ofrojnë R&D në zhvillimin e proceseve më të avancuara që duhet të frymëzojnë më shumë studentë të shkojnë në fizikë, kimi dhe inxhinieri elektrike dhe jo në ndërtimin e startup-it të ardhshëm të kriptomonedhës.

_{Tirias Research gjurmon dhe konsulton kompanitë në të gjithë ekosistemin elektronik, nga gjysmëpërçuesit te sistemet dhe sensorët në cloud. Anëtarët e ekipit të kërkimit Tirias janë konsultuar për IBM, Intel, GlobalFoundries, Samsung dhe fonderitë e tjera.}