На саммите Global Semiconductor Alliance выяснилось, что производители ИС сомневаются насчет дальнейших путей совершенствования технологий микроэлектронного производства.
В ходе состоявшегося недавно саммита Global Semiconductor Alliance (GSA) представители производителей ИС высказали свои суждения и сомнения по поводу дальнейших путей совершенствования технологий производства ИС. Руководители ряда компаний высказали соображение, что 3-D ИС будут хитами продаж уже к 2014 году, несмотря на имеющиеся неразрешённые проблемы. И хотя масштабирование КМОП-технологии замедляется, тем не менее, существует возможность совершенствования, как минимум, вплоть до технологических норм 7нм.
Быть ли двум вариантам 20-нм техпроцесса?
По словам эксперта компании IBM, кристаллы, произведённые по технологии 20 нм, смогут поддерживать разные оптимизированные версии технологии — для низкопотребляющих и для высокопроизводительных микросхем. Компания GlobalFoundries, являющаяся одним из крупнейших производителей полупроводниковых пластин, в августе примет решение, будет ли она предлагать рынку указанные версии.
В своей вступительной речи Субраманиан Айер (Subramanian Iyer), главный технолог в отделе микроэлектроники IBM, сказал: «В последнее время официальные лица TSMC заявляли, что при использовании 20-нм технологии нет существенной разницы в оптимизации технологических процессов, но я этому не верю. Я считаю, что для одной и той же технологической нормы возможны вариации технологии».
 |
Субраманиан Айер: «Есть простор для маневра при производстве изделий по технологии 20 нм»
Поднятая GlobalFoundries тема относительно необходимости создания низкопотребляющей и высокопроизводительной вариаций в рамках 20-нм технологии, действительно, уже стоит на повестке дня.
В своём кратком интервью журналу EE Times Субрамини Кенгери (Subramani Kengeri), руководитель подразделения передовой технологической архитектуры компании GlobalFoundries, сказал: «Мы всё еще ведем переговоры с ведущими клиентам, чтобы принять решение, нужно ли нам работать в этом направлении и есть ли заметный интерес к вариациям технологии для экономичных и производительных схем. Возможные вариации при 20-нм технологии лежат в относительно узком диапазоне и работа в этом направлении может быть неоправданна по экономическим критериям».
Айера соглашается, что решение TSMC предложить единственный вариант 20-нм технологии может иметь больше экономические, нежели технические причины.
Однако по мнению Кенгери последующий 14-нм технологический процесс с использованием FinFET (т. н. 3D-транзисторов) откроет гораздо больше возможностей для версии техпроцесса для высокопроизводительных систем при напряжении питания 0,9 В и для, одновременно, для техпроцесса для маолмощных устройств пр напряжении 0,6 В. Кроме того, переход к 14-нм техпроцессу может предложить удвоение преимуществ по сравнению с предыдущей технологией.
Айер, между тем, полагает, что каждое изменение базового процесса требует дополнительного уникального комплекса мер, и нужно постоянно помнить, что малейшее изменение, которое мы вносим в базовый процесс, подобно лекарству, от которого мы не можем отказаться без серьёзных последствий.
3-D ИС поступят на рынок в 2014 г.
По словам руководителей ряда компаний, в 2014 г. начнётся производство нескольких типов трёхмерных ИС с использованием технологии TSV (с вертикальным электрическим соединением).
По словам Марка Брилхарта (Mark Brillhart), эксперта по корпусированию и вице-президента по технологиям и качеству компании Cisco, это изменит правила игры. Он полагает, что появление на рынке 3-D ИС будет существенным новшеством, которое будет использоваться во множестве приложений.
«Я никогда не думал, что вопросы корпусирования снова будут актуальными, как было в 1996 году с технологией flip chip (дословно — «перевернутый кристалл» — метод монтажа кристалла непосредственно на плату, — прим. переводчика)», – заявил Марк Брилхарт.
По мнению Ника Ю (Nick Yu), вице-президента по инжинирингу компании Qualcomm, «компания очень довольна плотностью монтажа 2,5-D для ПЛИС Xilinx. Наша работа напоминает лабораторные исследования с прототипом будущего продукта». Ник Ю считает, что процессоры для таких мобильных приложений, как смартфоны, будут хитом продаж в этом или следующем году благодаря использованию TSV-каналов для соединения с различными типами памяти.
 |
Ник Ю (Nick Yu), вице-президент по инжинирингу компании Qualcomm
«3-D технологии являются очень мощным инструментом, и мы вскоре увидим применение этих технологий в различных приложениях, – заявил Субраманиан Айер из IBM. — Мы уже изготовили работающие прототипы серверных процессоров с TSV-каналами для связи с чипами DRAM. Сейчас в процессорах используется 8-12 ядер с тенденцией масштабирования до 24 ядер. 3-D технология позволит соединить модули ИС с DRAM и теплоотводами. IBM также заинтересована в «промежуточных системах», например, в виде 2,5-D модулей, которые окружают процессор с ИС памяти на кремниевой подложке с развязывающими конденсаторами для улучшения теплоотвода. Много хороших новостей сулит использование 3-D технологии, и если эту технологию распространить и на мобильные приложения, то мы и там получим аналогичные преимущества».
Но при создании 3-D ИС также возникает большое количество сложных проблем. ИС выделяют тепло, и инженеры до сих пор не знают, как это тепло рассеивать. Объемные ИС требуют новых стратегий тестирования и инструментальных средств. Новые изделия требуют от разработчиков ИС формирования новых видов цепочек поставок, которые должны взаимодействовать между собой на очень подробном техническом уровне и на бизнес-уровне.
По словам Ника Ю из Qualcomm, сейчас большой проблемой для 3-D ИС является их стоимость. Ю не уверен, что TSMC, не так давно предложившая полный 3-D сервис, обеспечит минимальную стоимость на свои услуги, как обещала ранее. Рынку для различных 3D-продуктов будут необходимы различные цепочки поставок.
«Затраты на оборудование являются важным фактором в определении стоимости единицы продукции», — сказал Рич Райс (Rich Rice), старший вице-президент по инженерным вопросам и продажам компании ASE Group, специализирующейся на решении «пограничных» проблем кремниевых пластин, уменьшении толщины пластин и других проблем — так называемых средних шагов 3-D процесса. «Даже для более традиционных технологий у нас возникают проблемы, когда мы начинаем пытаться расширить существующие возможности», — заметил Райс.
Один из участников дискуссии отметил, что необходимость в новом оборудовании для 3-D-систем наступит как раз тогда, когда производители основного оборудования начнут свои попытки подготовиться к производству 450-мм пластин для 20-нм и 14-нм технологий.
Марк Брилхарт из Cisco сказал, что он обеспокоен тем, что некоторые конкурирующие компании не могут договориться, вместо того чтобы собраться вместе и найти выгодные пути сотрудничества для 3-D ИС. «Я видел слишком много примеров таких программ, в которых одному из партнеров в цепочке поставок сотрудничество становилось невыгодным и все усилия становились напрасным трудом», — сказал он.
Закон Мура действует всё медленнее
«Хорошей новостью является то, что эксперты не видят никаких фундаментальных препятствий на пути масштабирования технологического процесса, по крайней мере, до уровня 7 нм, — подчеркнул Субраманиан Айер из IBM. — Плохая же новость заключается в том, что по мере того как уменьшается технологический шаг, одновременно уменьшаются и преимущества масштабирования».
Причиной этого является отсутствие новых методов литографии. Сегодня оборудованию иммерсионной литографии с длиной волны УФ-света в 193 нм поручают изготовить 22-нм и даже 14-нм изделия. «Решение подобных задач не находится бесплатно, расходы становятся весьма существенными. – сказал Айер — Поиск и нахождение комплексных решений являются причиной наших забот».
По словам Субрамини Кенгери из GlobalFoundries, «необходимо осознать, что стоимость литографических работ для 20-нм продуктов вырастет значительно, а для 14-нм изделий она станет заоблачной. Дополнительные сложности, особенности технологического процесса и расходы на разработку — это только некоторые из причин удлинения традиционной двухлетней каденции между технологическими этапами. Всё происходит медленнее, подготовка промышленных помещений при переходе от 32- к 28-нм технологии заняла на три четверти больше времени, чем обычно. На четверть больше времени ушло на технологические вопросы и т.д.».
 |
Субрамини Кенгери
«По данным отчета Merrill Lynch, стоимость одного проекта «система на кристалле» (SoC) может увеличиться на 250 млн долл. США для 14-нм изделия, — заявил Роуэн Чен (Roawen Chen), вице-президент по производству компании Marvell Semiconductor. — Только расходы на изготовление масок составят около 7 млн долл. США, а время от финальной стадии разработки до первого промышленного кристалла может увеличиться до шести месяцев. Начальный этап создания нового изделия становится очень дорогим».
Хорошей новостью стало выступление одного исследователя из IBM, который показал пути создания устройств из 25 атомов, что открывает дверь в 7-нм процесс. «Пока мы не дошли до 7-нм изделий, поэтому у нас нет никаких очевидных фундаментальных вопросов», – сказал в заключение Субраманиан Айер.
Источник: EE Times
Дополнительную подробную информацию по данным вопросам вы можете найти также в других недавних публикациях нашего сайта:
Новый альянс по производству 3D-кристаллов
TSMC предложит сборку 3D-микросхем в начале 2013 г.
Стартовали инициативы GSA по созданию 3D-кристаллов и MEMS
Что внутри 20-нм 3D-флеш-памяти NAND от Intel?
Темпы освоения новых топологических норм замедляются
Оптическая литография применима для 12-нм техпроцесса, считают ученые из MIT
Mentor готовит инструменты для 16 нм
Компания ASML выпускает EUV-оборудование для 16-нм техпроцесса
IBM и Toppan воспользуются иммерсионной литографией для 14-нм процесса
Полупроводниковая индустрия на пути освоения норм 8 нм
IMEC готова к созданию 14-нм кристаллов
Intel понижает прогноз по IV кв. и начинает осваивать 14-нм процесс
ST и IBM попытаются сократить отставание от Intel
Netronome использует 22-нм технологию Intel FinFET в своих Intel-совместимых процессорах
Переход на 20-нм техпроцесс начнется в 2013 г.
Оборудование ASML для 20-нм процесса появится уже в этом году
ASML остается лидером на рынке литографического оборудования
Сотрудничество Xilinx с TSMC продолжится на 20 нм
Первая в отрасли флэш-память NAND по норме 20 нм
Samsung разработала первую в мире 20-нм память NAND
Cadence обновила платформу для проектирования 20-нм устройств
Samsung передает в производство 20-нм кристалл ARM
Globalfoundries анонсирует начало производства 20-нм кристаллов
Битва между Globalfoundries и TSMC на пути к 20 нм и далее
Qualcomm не хватает мощностей для производства ИС по 28-нм технологии
TSMC расширяет производство на фабрике Fab 14
Рогозин взялся за российскую электронику
Обзор рынка полупроводниковых устройств за 2011 г.