IBM Research Albany Nanotech Centar je model koji treba oponašati za CHIPS Act

Donošenjem CHIPS+ zakona od strane Kongresa i njegovim skorim potpisivanjem od strane predsjednika Sjedinjenih Država, velika pažnja je posvećena izgradnji novih megasiteova za proizvodnju poluvodiča od strane Intela, TSMC-a i Samsunga. Ali pored proizvodne strane poslovanja sa poluprovodnicima, postoji značajna potreba za ulaganjem u srodne oblasti kao što su istraživanje, obuka talenata, razvoj malih i srednjih preduzeća i akademska saradnja. Nedavno sam imao priliku da obiđem odličan primjer takvog pogona koji integriše sve ove druge aspekte proizvodnje čipova u čvrsto industrijsko, vladino i akademsko partnerstvo. To partnerstvo traje više od 20 godina u Albany New Yorku, gdje IBM Research ima centar za nanotehnologiju koji se nalazi u blizini kampusa Državnog univerziteta New York (SUNY) Albany. Uz značajna ulaganja države New York preko razvojne agencije New York Creates NY CREATES, IBM u bliskom partnerstvu sa nekoliko univerziteta i industrijskih partnera razvija najsavremenije poluvodičke procesne tehnologije u radnim laboratorijama za sljedeću generaciju kompjuterskih čipova.

Centar pruža jedinstveni objekat za istraživanje poluprovodnika – njegovo otvoreno okruženje olakšava saradnju između vodećih dobavljača opreme i materijala, istraživača, inženjera, akademika i EDA dobavljača. Trenutno, IBM ima proizvodno i istraživačko partnerstvo sa Samsung Electronics, a istraživačko partnerstvo je najavljeno sa Intelom prošle godine. Ključni dobavljači čipova kao što su ASML, KLA i Tokyo Electric (TEL) imaju instaliranu opremu i aktivno rade sa IBM-om na razvoju naprednih procesa i mjeriteljstva za vodeće tehnologije.

Ovi objekti nisu jeftini. Potrebne su milijarde dolara ulaganja i mnogo godina istraživanja da bi se postiglo svako novo otkriće. Na primjer, High-k metalnoj kapiji trebalo je 15 godina da uđe u proizvode; FinFET tranzistoru, danas bitnom, trebalo je 13 godina; i nova generacija tranzistora, gate-all-around/nano ploča, koju Samsung sada stavlja u proizvodnju, bila je u razvoju 14 godina. Osim toga, troškovi proizvodnje čipova u svakom novom procesnom čvoru se povećavaju za 20-30%, a troškovi istraživanja i razvoja se udvostručuju za razvoj svakog čvora. Da bismo nastavili podržavati ovaj strateški razvoj, potrebno je da postoji partnerstvo između industrije, akademske zajednice i vlade.

IBM ulaže

Mogli biste se zapitati zašto je IBM, koji je godinama rasprodao svoje pogone za proizvodnju poluvodiča, toliko uključen u ovo duboko i skupo istraživanje. Pa, kao prvo, IBM je veoma, veoma dobar u razvoju poluprovodničkih procesa. Kompanija je tokom decenija bila pionir u nekoliko kritičnih poluprovodničkih tehnologija. Ali biti dobar u tehnologiji ne plaća račune, tako da je druga motivacija IBM-a da je kompaniji potrebna najbolja tehnologija za vlastite Power i Z računare. U tom cilju, IBM je prvenstveno fokusiran na razvoj koji podržava računarstvo visokih performansi i AI obradu.

Dodatni strateški dobavljači i partneri pomažu da se ove inovacije prošire iznad samo IBM-ovog doprinosa. Najbolja oprema od dobavljača opreme svjetske klase pruža poligon za testiranje za partnere za eksperimentiranje i unapređenje najsavremenije tehnologije. IBM je zajedno sa svojim partnerima za opremu izgradio specijaliziranu opremu tamo gdje je to bilo potrebno za eksperimentiranje izvan mogućnosti standardne opreme.

Ali IBM uspijeva samo ako može prenijeti tehnologiju iz laboratorija u proizvodnju. Da bi to učinili, IBM i Samsung blisko sarađuju na razvoju procesa i transferu tehnologije.

VIŠE OD FORBESAIBM ide vertikalno na tranzistore skaliranjaBy Kevin Krewell

NanoTech centar je u skladu sa Zakonom o CHIPS-u jer će omogućiti Sjedinjenim Državama da razviju liderstvo u proizvodnim tehnologijama. Takođe može omogućiti manjim kompanijama da testiraju inovativne tehnologije u ovom objektu. Sadašnja fabrička zgrada radi 24/7/365 i visoko je iskorištena, ali ima prostora za izgradnju još jedne zgrade koja može udvostručiti značajno proširenje prostora čiste sobe. Postoji i plan za zgradu koja će moći da podrži sledeću generaciju ASML EUV opreme pod nazivom high NA EUV.

Budućnost je vertikalna

Lokacija Albany je također centar za istraživanje tehnologije čipleta. Kako se skaliranje poluvodiča usporava, jedinstvena rješenja za pakovanje čipova s ​​više matrica postat će norma za računarstvo visokih performansi i učinkovitog rada. IBM Research ima aktivan program razvoja jedinstvenih 2.5D i 3D tehnologija za slaganje. Danas je preferirani supstrat za izradu ovih čipova sa više matrica i dalje napravljen od silicijuma, na osnovu dostupnosti alata i znanja o proizvodnji. Još uvijek postoje jedinstveni procesni koraci koji se moraju razviti za specijaliziranu obradu, uključujući tehnike laserskog odvajanja.

IBM takođe radi sa proizvođačima opreme za testiranje jer izgradnja 3D struktura pomoću čipleta predstavlja neke jedinstvene izazove testiranja. EDA dobavljači trećih strana također moraju biti dio procesa razvoja, jer je krajnji cilj dizajna zasnovanog na čipletima da budu u mogućnosti da kombinuju čipove iz različitih procesnih čvorova i različitih livnica.

Današnja tehnologija čipleta je embrionalna, ali budućnost će apsolutno trebati ovu tehnologiju za izgradnju sljedeće generacije hardvera podatkovnih centara. To je situacija u kojoj se ekonomija i tehnologija spajaju u pravo vrijeme.

rezime

Albany NanoTech Centar je model za industriju poluprovodnika i demonstrira jedan način da se okupe istraživači iz različitih disciplina i različitih organizacija kako bi unaprijedili najsavremeniju tehnologiju poluvodiča. Ali ovaj model takođe treba da se poveća i da se replicira širom Severne Amerike. Uz više finansiranja i veći obim, mora postojati i odgovarajuće kvalifikovana radna snaga. Evo gdje SAD treba da ulažu u STEM obrazovanje uporedo sa svemirskom trkom iz kasnih 1950-ih i lokacijama kao što je Albany koje nude istraživanje i razvoj na vrhunskom razvoju procesa koji bi trebalo da inspiriše više studenata da se bave fizikom, hemijom i elektrotehnikom, a ne u izgradnju sljedećeg startup-a za kriptovalute.

_{Tirias Research prati i konsultuje kompanije širom elektronskog ekosistema od poluprovodnika preko sistema i senzora do oblaka. Članovi Tirias istraživačkog tima konsultovali su se za IBM, Intel, GlobalFoundries, Samsung i druge livnice.}