211service.com
Samoorganizacja pokazuje obietnicę przedłużenia prawa Moore'a
To trudne czasy dla inżynierów chipów komputerowych. Technologia, na którą liczył przemysł, aby wytrawić maleńkie cechy kilku następnych generacji chipów, wciąż nie jest gotowa.
Znana jako ekstremalna litografia ultrafioletowa lub EUV, technologia ta jest opóźniona o lata. Chociaż podejście to działa, brakuje źródeł światła UV wystarczająco silnych, aby wytrawiać chipy wystarczająco szybko do masowej produkcji. W 2012 r. Intel zainwestował 4 miliardy dolarów w holenderską firmę ASML, dostawcę sprzętu produkcyjnego, aby wesprzeć prace nad doskonaleniem tej techniki (zob. The Moore’s Law Moon Shot ). Od tego czasu wiodący producenci chipów Samsung i TSMC dołożyli własne 375 milionów dolarów do wysiłków badawczych ASML, ale nadal nie ma wskazówek, kiedy EUV może być gotowy.
Radykalna alternatywa dla tradycyjnej litografii wydaje się obecnie coraz bardziej opłacalna. Znany jako ukierunkowany samoorganizacja, polega na użyciu roztworów związków znanych jako kopolimery blokowe, które łączą się w regularne struktury. Kopolimery blokowe składają się z różnych jednostek (bloków), które wolą być oddzielne, jak olej i woda; pozostawione same sobie, związki te zazwyczaj wytwarzają wirujące, podobne do odcisków palców wzory. Ale jeśli kierujemy się wcześniejszym wzorem przewodników chemicznych wykonanych konwencjonalną litografią, kopolimery blokowe wytwarzają linie i inne regularne wzory. Co najważniejsze, te ostateczne wzory mogą mieć znacznie mniejsze szczegóły niż te z wzoru wstępnego. Ostateczny wzór wykonany w ten sposób może być następnie wykorzystany jako szablon dla procesów chemicznych, które trawią cechy na płytce krzemowej — ten sam proces, który jest punktem końcowym konwencjonalnej litografii.
An Steegen, starszy wiceprezes ds. rozwoju technologii procesowych w IMEC , centrum badawcze mikroelektroniki w Leuven w Belgii, powiedział w Semicon Zachód Konferencja przemysłu półprzewodników w San Francisco w środę, na której samodzielny montaż wydaje się być w stanie przedłużyć żywotność istniejącej litografii, jako alternatywa dla przejścia na EUV. Powiedziała, że IMEC może teraz modelować struktury podobne do tranzystorów o konstrukcji podobnej do najnowszych chipów Intela i cechach tak małych jak 14 nanometrów. Wszyscy desperacko czekamy, aż EUV będzie gotowy, ale istnieją alternatywy, powiedziała.
IMEC zainstalował pierwszą na świecie linię produkcyjną zdolną do samodzielnego montażu w swojej pilotażowej fabryce w 2012 roku. Prace koncentrowały się na zmniejszeniu błędów w samodzielnych konstrukcjach dzięki ulepszonym materiałom i lepszym projektom wstępnym. Steegen szacuje, że technologia może być gotowa do masowej produkcji około 2017 roku. Ta generacja tranzystorów powinna mieć cechy tak małe, jak siedem nanometrów. Najmniejsze tranzystory obecnie produkowane na skalę przemysłową mają właściwości tak małe, jak 14 nanometrów.
State University of New York prowadzi również pilotażową linię produkcyjną zdolną do samodzielnego montażu w swoim Centrum Inżynierii Nanoskali w Albany. Christopher Borst, profesor nadzwyczajny nanoinżynierii, poinformował w firmie Semicon, że może teraz niezawodnie tworzyć macierze powtarzających się linii i struktur podobnych do żeber o wielkości zaledwie 18 nanometrów. Opracowaliśmy kilka bardzo imponujących struktur, które mogą znaleźć się w procesach urządzeń, powiedział Borst. Podstawowa zdolność jest pokazana dla materiałów i wykonalności.
Jednak samodzielny montaż nadal nie jest w pełni kompatybilny z produkcją masową. Nierozwiązane problemy obejmują znalezienie sposobów na zagwarantowanie czystości materiałów do samodzielnego montażu w celu zminimalizowania wad, mówi Steegen. Branża będzie również musiała opracować narzędzia, które pomogą projektantom układów scalonych w opracowaniu wzorców przewodnich potrzebnych do stworzenia mieszanki samoorganizującej się w celu uzyskania pożądanego projektu końcowego.