IBM Research Albany nanotehnoloģiju centrs ir paraugs, kas līdzinās CHIPS likumam

Kad Kongress pieņēma CHIPS+ likumu un to drīzumā parakstīja Amerikas Savienoto Valstu prezidents, liela uzmanība tika pievērsta jaunu pusvadītāju ražošanas megazītu būvniecībai, ko veic Intel, TSMC un Samsung. Taču ārpus pusvadītāju biznesa ražošanas puses ir ievērojama nepieciešamība investēt saistītās jomās, piemēram, pētniecībā, talantu apmācībā, mazo un vidējo uzņēmumu attīstībā un akadēmiskajā sadarbībā. Man nesen bija iespēja apmeklēt izcilu šādas iekārtas piemēru, kas visus šos citus mikroshēmu ražošanas aspektus integrē ciešā nozares, valdības un akadēmiskajā partnerībā. Šī partnerība notiek jau vairāk nekā 20 gadus Olbanijā Ņujorkā, kur uzņēmumam IBM Research ir nanotehnoloģiju centrs, kas atrodas blakus Ņujorkas štata universitātes (SUNY) Olbanijas pilsētiņai. Ar Ņujorkas štata ievērojamām investīcijām ar attīstības aģentūras New York Creates NY CREATES starpniecību IBM ciešā sadarbībā ar vairākām universitātēm un nozares partneriem izstrādā vismodernākās pusvadītāju procesa tehnoloģijas darba laboratorijās nākamās paaudzes datoru mikroshēmām.

Centrs nodrošina unikālu iespēju pusvadītāju izpētei – tā atvērtā vide atvieglo sadarbību starp vadošajiem iekārtu un materiālu piegādātājiem, pētniekiem, inženieriem, akadēmiķiem un EDA pārdevējiem. Pašlaik IBM ir ražošanas un pētniecības partnerība ar Samsung Electronics, un pagājušajā gadā tika paziņots par pētniecības partnerību ar Intel. Galvenie mikroshēmu ražošanas piegādātāji, piemēram, ASML, KLA un Tokyo Electric (TEL), ir uzstādījuši aprīkojumu, un viņi aktīvi sadarbojas ar IBM, izstrādājot progresīvus procesus un metroloģiju vadošajām tehnoloģijām.

Šīs iekārtas nav lētas. Lai sasniegtu katru jaunu sasniegumu, ir nepieciešami miljardiem dolāru ieguldījumi un daudzu gadu izpēte. Piemēram, High-k metāla vārtiem bija nepieciešami 15 gadi, lai ieietu izstrādājumos; FinFET tranzistors, kas mūsdienās ir būtisks, aizņēma 13 gadus; un nākamās paaudzes tranzistors, gate-all-around/nano loksne, kuru Samsung tagad laiž ražošanā, tika izstrādāts 14 gadus. Turklāt izmaksas par mikroshēmu ražošanu katrā jaunā procesa mezglā palielinās par 20–30%, un katra mezgla izstrādes izmaksas palielinās divas reizes. Lai turpinātu atbalstīt šo stratēģisko attīstību, ir nepieciešama partnerība starp nozari, akadēmiskajām aprindām un valdību.

IBM veic ieguldījumus

Jūs varētu jautāt, kāpēc IBM, kas gadu gaitā pārdeva savas pusvadītāju ražošanas iekārtas, ir tik iesaistīta šajā dziļajā un dārgajā izpētē. Pirmkārt, IBM ļoti, ļoti labi pārvalda pusvadītāju procesu izstrādi. Uzņēmums gadu desmitu laikā ir bijis vairāku kritisku pusvadītāju tehnoloģiju aizsācējs. Taču labas tehnoloģijas apguve nemaksā rēķinus, tāpēc IBM otrā motivācija ir tāda, ka uzņēmumam ir vajadzīgas vislabākās tehnoloģijas saviem Power un Z datoriem. Šim nolūkam IBM galvenokārt koncentrējas uz attīstību, kas atbalsta augstas veiktspējas skaitļošanu un AI apstrādi.

Papildu stratēģiskie piegādātāji un partneri palīdz mērogot šīs inovācijas, ne tikai sniedzot IBM ieguldījumu. Labākais aprīkojums no pasaules klases aprīkojuma piegādātājiem nodrošina partneriem izmēģinājuma laukumu, lai eksperimentētu un attīstītu jaunākās tehnoloģijas. IBM kopā ar saviem aprīkojuma partneriem ir izveidojuši specializētu aprīkojumu, kur tas ir nepieciešams, lai eksperimentētu ārpus standarta aprīkojuma iespējām.

Bet IBM gūst panākumus tikai tad, ja tas var pārnest tehnoloģiju no laboratorijām uz ražošanu. Lai to paveiktu, IBM un Samsung ir cieši sadarbojušies ar procesu attīstību un tehnoloģiju nodošanu.

VAIRĀK NO FORBIEMIBM maina tranzistorus vertikāliBy Kevins Krevels

NanoTech centrs saskan ar CHIPS likumu, jo tas ļaus Amerikas Savienotajām Valstīm attīstīt vadošo pozīciju ražošanas tehnoloģiju jomā. Tas var arī ļaut mazākiem uzņēmumiem šajā objektā pārbaudīt novatoriskas tehnoloģijas. Pašreizējā lieliskā ēka darbojas 24/7/365 un ir ļoti izmantota, taču ir vieta vēl vienas ēkas celtniecībai, kas var divreiz ievērojami paplašināt tīrās telpas platību. Ir arī plāns par ēku, kas spēs atbalstīt nākamās paaudzes ASML EUV aprīkojumu, ko sauc par augstu NA EUV.

Nākotne ir vertikāla

Albany vietne ir arī mikroshēmu tehnoloģiju izpētes centrs. Tā kā pusvadītāju mērogošana palēninās, unikāli iepakošanas risinājumi daudzveidņu mikroshēmām kļūs par normu augstas veiktspējas un energoefektīvai skaitļošanai. IBM Research ir aktīva programma unikālu 2.5D un 3D štancēšanas tehnoloģiju izstrādei. Mūsdienās šo daudzveidīgo mikroshēmu veidošanai vēlamais substrāts joprojām ir izgatavots no silīcija, pamatojoties uz instrumentu pieejamību un ražošanas zināšanām. Joprojām ir jāizstrādā unikāli procesa posmi, lai apstrādātu specializēto apstrādi, tostarp lāzera atdalīšanas metodes.

IBM sadarbojas arī ar testēšanas iekārtu ražotājiem, jo ​​3D struktūru veidošana ar mikroshēmām rada dažas unikālas testēšanas problēmas. Arī trešo pušu EDA pārdevējiem ir jāpiedalās izstrādes procesā, jo uz mikroshēmām balstītas konstrukcijas galvenais mērķis ir apvienot mikroshēmas no dažādiem procesa mezgliem un dažādām lietuvēm.

Mūsdienās mikroshēmu tehnoloģija ir embrionāla, taču nākotnē šī tehnoloģija būs absolūti nepieciešama, lai izveidotu nākamās paaudzes datu centru aparatūru. Tā ir situācija, kad ekonomika un tehnoloģijas saplūst kopā īstajā laikā.

Kopsavilkums

Olbanijas NanoTech centrs ir paraugs pusvadītāju nozarei un demonstrē vienu veidu, kā apvienot dažādu disciplīnu un dažādu organizāciju pētniekus, lai attīstītu jaunākās pusvadītāju tehnoloģijas. Taču šim modelim ir arī jāpalielina mērogs un jāatkārto visā Ziemeļamerikā. Ar lielāku finansējumu un lielāku apjomu ir nepieciešams arī atbilstoši kvalificēts darbaspēks. Šeit ASV ir jāveic ieguldījumi STEM izglītībā līdzvērtīgi 1950. gadu beigu kosmosa sacensībām un tādām vietām kā Olbanija, kas piedāvā pētniecību un izstrādi progresīvā procesa attīstībā, kam vajadzētu iedvesmot vairāk studentu pievērsties fizikā, ķīmijā un elektrotehnikā. nākamā kriptovalūtas starta izveidē.

_{Tirias Research izseko un konsultē uzņēmumus visā elektronikas ekosistēmā, sākot no pusvadītājiem līdz sistēmām un sensoriem un beidzot ar mākoni. Tirias pētniecības komandas locekļi ir konsultējušies ar IBM, Intel, GlobalFoundries, Samsung un citām lietuvēm.}