Pusat Nanoteknologi Albany Penyelidikan IBM Adalah Model Untuk Diteladani Bagi Akta CHIPS

Dengan kelulusan Akta CHIPS+ oleh Kongres dan pemeteraiannya yang akan berlaku oleh Presiden Amerika Syarikat, banyak perhatian telah diberikan kepada pembinaan megasit pembuatan semikonduktor baharu oleh Intel, TSMC dan Samsung. Tetapi di luar bahagian pembuatan perniagaan semikonduktor, terdapat keperluan penting untuk melabur dalam bidang berkaitan seperti penyelidikan, latihan bakat, pembangunan perniagaan kecil dan sederhana, dan kerjasama akademik. Baru-baru ini saya berpeluang melawat contoh utama kemudahan sedemikian yang menyepadukan semua aspek pembuatan cip yang lain ini ke dalam industri, kerajaan dan perkongsian akademik yang ketat. Perkongsian itu telah berlangsung selama lebih 20 tahun di Albany New York di mana IBM Research mempunyai pusat nanoteknologi yang terletak bersebelahan dengan kampus Albany State University of New York (SUNY). Dengan pelaburan yang besar oleh New York State melalui agensi pembangunan New York Creates NY CREATES, IBM bekerjasama rapat dengan beberapa universiti dan rakan kongsi industri sedang membangunkan teknologi proses semikonduktor terkini dalam makmal yang berfungsi untuk cip komputer generasi akan datang.

Pusat ini menyediakan kemudahan unik untuk penyelidikan semikonduktor - persekitaran terbukanya memudahkan kerjasama antara pembekal peralatan dan bahan terkemuka, penyelidik, jurutera, ahli akademik dan vendor EDA. Pada masa ini, IBM mempunyai perkongsian pembuatan dan penyelidikan dengan Samsung Electronics dan perkongsian penyelidikan telah diumumkan dengan Intel tahun lepas. Pembekal pembuatan cip utama seperti ASML, KLA dan Tokyo Electric (TEL) telah memasang peralatan dan bekerja secara aktif dengan IBM membangunkan proses dan metrologi termaju untuk teknologi termaju.

Kemudahan ini tidak murah. Ia memerlukan pelaburan berbilion dolar dan penyelidikan bertahun-tahun untuk mencapai setiap kejayaan baharu. Sebagai contoh, pintu logam High-k mengambil masa 15 tahun untuk memasuki produk; transistor FinFET, penting hari ini, mengambil masa 13 tahun; dan transistor generasi akan datang, helaian get-all-around/nano, yang akan dikeluarkan oleh Samsung sekarang, sedang dibangunkan selama 14 tahun. Di samping itu, kos untuk mengeluarkan cip pada setiap nod proses baharu meningkat 20-30% dan kos R&D meningkat dua kali ganda untuk setiap pembangunan nod. Untuk terus menyokong pembangunan strategik ini, perlu ada perkongsian antara industri, akademik dan kerajaan.

IBM Membuat Pelaburan

Anda mungkin bertanya mengapa IBM, yang menjual kemudahan pembuatan semikonduktornya selama bertahun-tahun, begitu terlibat dalam penyelidikan yang mendalam dan mahal ini. Baiklah, untuk satu, IBM sangat, sangat baik dalam pembangunan proses semikonduktor. Syarikat itu mempelopori beberapa teknologi semikonduktor kritikal selama beberapa dekad. Tetapi mahir dalam teknologi tidak membayar bil, jadi motivasi kedua IBM ialah syarikat itu memerlukan teknologi terbaik untuk komputer Power dan Znya sendiri. Untuk itu, IBM tertumpu terutamanya pada perkembangan yang menyokong pengkomputeran berprestasi tinggi dan pemprosesan AI.

Pembekal dan rakan kongsi strategik tambahan membantu mempertingkatkan inovasi ini melebihi sumbangan IBM sahaja. Peralatan terbaik daripada pembekal peralatan bertaraf dunia menyediakan tempat ujian untuk rakan kongsi mencuba dan memajukan teknologi terkini. IBM bersama-sama dengan rakan kongsi peralatannya telah membina peralatan khusus di mana diperlukan untuk mencuba melebihi keupayaan peralatan standard.

Tetapi IBM hanya berjaya jika ia boleh memindahkan teknologi daripada makmal ke dalam pengeluaran. Untuk berbuat demikian, IBM dan Samsung telah bekerja rapat pada perkembangan proses dan pemindahan teknologi.

LEBIH DARIPADA FORBESIBM Menjadi Transistor Menegak Ke SkalaBy Kevin Krewell

Pusat NanoTech sesuai dengan Akta CHIPS kerana ia akan membolehkan Amerika Syarikat membangunkan kepimpinan dalam teknologi pembuatan. Ia juga boleh membenarkan syarikat yang lebih kecil untuk menguji teknologi inovatif dalam kemudahan ini. Bangunan fab sekarang beroperasi 24/7/365 dan digunakan dengan sangat baik, tetapi terdapat ruang untuk membina bangunan lain yang boleh mengembangkan ruang bilik bersih dua kali ganda dengan ketara. Terdapat juga rancangan untuk bangunan yang akan dapat menyokong peralatan ASML EUV generasi seterusnya yang dipanggil NA EUV tinggi.

Masa Depan adalah Menegak

Tapak Albany juga merupakan pusat penyelidikan teknologi chiplet. Apabila penskalaan semikonduktor semakin perlahan, penyelesaian pembungkusan unik untuk cip berbilang mati akan menjadi norma untuk pengkomputeran berprestasi tinggi dan cekap kuasa. IBM Research mempunyai program aktif untuk membangunkan teknologi tindanan mati 2.5D dan 3D yang unik. Hari ini substrat pilihan untuk membina cip berbilang mati ini masih diperbuat daripada silikon, berdasarkan ketersediaan alatan dan pengetahuan pembuatan. Masih terdapat langkah proses unik yang mesti dibangunkan untuk mengendalikan pemprosesan khusus, termasuk teknik penyahikatan laser.

IBM juga bekerjasama dengan pengeluar peralatan ujian kerana membina struktur 3D dengan chiplet memberikan beberapa cabaran ujian yang unik. Vendor EDA pihak ketiga juga perlu menjadi sebahagian daripada proses pembangunan, kerana matlamat utama reka bentuk berasaskan chiplet adalah untuk dapat menggabungkan cip daripada nod proses yang berbeza dan faundri yang berbeza.

Teknologi chiplet hari ini adalah embrio, tetapi masa depan benar-benar memerlukan teknologi ini untuk membina perkakasan pusat data generasi akan datang. Ini adalah keadaan di mana ekonomi dan teknologi bersatu pada masa yang sesuai.

Ringkasan

Pusat NanoTech Albany ialah model untuk industri semikonduktor dan menunjukkan satu cara untuk membawa penyelidik daripada pelbagai disiplin dan pelbagai organisasi bersama-sama untuk memajukan teknologi semikonduktor tercanggih. Tetapi model ini juga perlu ditingkatkan dan direplikasi di seluruh Amerika Utara. Dengan lebih banyak pembiayaan dan skala yang lebih besar, juga perlu ada tenaga kerja mahir yang sesuai. Di sinilah AS perlu membuat pelaburan dalam pendidikan STEM setanding dengan Perlumbaan Angkasa lewat 1950-an dan tapak seperti Albany yang menawarkan R&D pada pembangunan proses terdepan yang seharusnya memberi inspirasi kepada lebih ramai pelajar untuk mendalami fizik, kimia dan kejuruteraan elektrik dan bukannya untuk membina permulaan mata wang kripto seterusnya.

_{Tirias Research menjejaki dan berunding untuk syarikat di seluruh ekosistem elektronik daripada semikonduktor kepada sistem dan penderia kepada awan. Ahli pasukan Penyelidikan Tirias telah berunding untuk IBM, Intel, GlobalFoundries, Samsung dan faundri lain.}