IBM Research Albany Nanotech Center model je za oponašanje za CHIPS Act

Usvajanjem CHIPS+ zakona od strane Kongresa i njegovim neminovnim potpisivanjem od strane predsjednika Sjedinjenih Država, mnogo je pozornosti posvećeno izgradnji novih mega lokacija za proizvodnju poluvodiča od strane Intela, TSMC-a i Samsunga. Ali izvan proizvodne strane poslovanja s poluvodičima, postoji značajna potreba za ulaganjem u povezana područja kao što su istraživanje, obuka talenata, razvoj malih i srednjih poduzeća i akademska suradnja. Nedavno sam imao priliku obići vrhunski primjer takvog pogona koji integrira sve ove druge aspekte proizvodnje čipova u usko partnerstvo između industrije, vlade i akademske zajednice. To partnerstvo traje više od 20 godina u Albanyju u New Yorku gdje IBM Research ima nanotehnološki centar koji se nalazi u blizini kampusa Državnog sveučilišta New York (SUNY) u Albanyju. Uz značajna ulaganja države New York preko razvojne agencije New York Creates NY CREATES, IBM u bliskom partnerstvu s nekoliko sveučilišta i industrijskih partnera razvija najsuvremenije procesne tehnologije poluvodiča u radnim laboratorijima za sljedeću generaciju računalnih čipova.

Centar pruža jedinstveni objekt za istraživanje poluvodiča – njegovo otvoreno okruženje olakšava suradnju između vodećih dobavljača opreme i materijala, istraživača, inženjera, akademika i dobavljača EDA. IBM trenutačno ima proizvodno i istraživačko partnerstvo sa Samsung Electronicsom, a prošle godine najavljeno je istraživačko partnerstvo s Intelom. Ključni dobavljači za proizvodnju čipova kao što su ASML, KLA i Tokyo Electric (TEL) imaju instaliranu opremu i aktivno surađuju s IBM-om na razvoju naprednih procesa i mjeriteljstva za vrhunske tehnologije.

Ovi objekti nisu jeftini. Za postizanje svakog novog otkrića potrebne su milijarde dolara ulaganja i mnogo godina istraživanja. Na primjer, High-k metalnim vratima trebalo je 15 godina da uđu u proizvode; FinFET tranzistoru, danas bitnom, trebalo je 13 godina; a tranzistor sljedeće generacije, gate-all-around/nano sheet, koji Samsung sada stavlja u proizvodnju, bio je u razvoju 14 godina. Osim toga, trošak proizvodnje čipova na svakom novom procesnom čvoru raste 20-30%, a troškovi istraživanja i razvoja udvostručuju se za razvoj svakog čvora. Za nastavak podupiranja ovog strateškog razvoja potrebno je partnerstvo između industrije, akademske zajednice i vlade.

IBM ulaže

Mogli biste se zapitati zašto je IBM, koji je tijekom godina rasprodao svoje pogone za proizvodnju poluvodiča, toliko uključen u ovo duboko i skupo istraživanje. Pa, kao prvo, IBM je vrlo, vrlo dobar u razvoju procesa poluvodiča. Tvrtka je uvela nekoliko kritičnih poluvodičkih tehnologija tijekom desetljeća. No biti dobar u tehnologiji ne plaća račune, tako da je druga motivacija IBM-a ta da tvrtka treba najbolju tehnologiju za vlastita Power i Z računala. U tu svrhu, IBM je prvenstveno usmjeren na razvoj koji podržava računalstvo visokih performansi i AI obradu.

Dodatni strateški dobavljači i partneri pomažu u skaliranju ovih inovacija izvan samo IBM-ovog doprinosa. Najbolja oprema dobavljača opreme svjetske klase pruža partnerima testnu podlogu za eksperimentiranje i unapređenje najsuvremenije tehnologije. IBM je zajedno sa svojim partnerima za opremu napravio specijaliziranu opremu gdje je to bilo potrebno za eksperimentiranje izvan mogućnosti standardne opreme.

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

VIŠE OD FORBESAIBM ide okomito na skaliranje tranzistoraBy Kevin Krewell

NanoTech Center je u skladu s CHIPS Actom u smislu da će omogućiti Sjedinjenim Državama da razviju vodstvo u proizvodnim tehnologijama. Također može omogućiti manjim tvrtkama testiranje inovativnih tehnologija u ovom objektu. Sadašnja fab zgrada radi 24/7/365 i vrlo je iskorištena, ali postoji prostor za izgradnju druge zgrade koja može udvostručiti značajno povećati prostor čiste sobe. Postoji i plan za zgradu koja će moći podržavati sljedeću generaciju ASML EUV opreme koja se zove high NA EUV.

Budućnost je okomita

Mjesto Albany također je središte za istraživanje chiplet tehnologije. Kako se skaliranje poluvodiča usporava, jedinstvena rješenja pakiranja za čipove s više matrica postat će norma za visokoučinkovito i energetski učinkovito računalstvo. IBM Research ima aktivan program razvoja jedinstvenih 2.5D i 3D tehnologija slaganja kalupa. Danas je preferirana podloga za izradu ovih čipova s ​​više matrica još uvijek napravljena od silicija, na temelju dostupnosti alata i znanja o proizvodnji. Još uvijek postoje jedinstveni procesni koraci koji se moraju razviti za specijaliziranu obradu, uključujući tehnike laserskog odvajanja.

IBM također surađuje s proizvođačima opreme za testiranje jer izgradnja 3D struktura s čipletima predstavlja neke jedinstvene izazove testiranja. Dobavljači EDA trećih strana također moraju biti dio razvojnog procesa, jer je krajnji cilj dizajna temeljenog na čipletu mogućnost kombiniranja čipova iz različitih procesnih čvorova i različitih ljevaonica.

Danas je chiplet tehnologija u embrionu, ali budućnost će apsolutno trebati ovu tehnologiju za izgradnju sljedeće generacije hardvera podatkovnog centra. To je situacija u kojoj se ekonomija i tehnologija spajaju u pravo vrijeme.

rezime

Albany NanoTech Center model je za industriju poluvodiča i pokazuje jedan od načina okupljanja istraživača iz raznih disciplina i raznih organizacija kako bi unaprijedili najsuvremeniju tehnologiju poluvodiča. Ali ovaj model također treba proširiti i replicirati diljem Sjeverne Amerike. Uz više financiranja i većeg opsega, potrebna je i odgovarajuće kvalificirana radna snaga. Ovdje SAD treba ulagati u STEM obrazovanje na razini svemirske utrke iz kasnih 1950-ih i mjesta poput Albanyja koja nude istraživanje i razvoj razvoja vodećih procesa koji bi trebali nadahnuti više učenika da se bave fizikom, kemijom i elektrotehnikom, a ne u izgradnju sljedećeg pokretanja kripto valute.

_{Tirias Research prati i konzultira tvrtke u cijelom elektroničkom ekosustavu od poluvodiča do sustava i senzora do oblaka. Članovi tima Tirias Research konzultirali su IBM, Intel, GlobalFoundries, Samsung i druge ljevaonice.}