Ang IBM Research Albany Nanotech Center ay Isang Modelong Dapat Tularan Para sa CHIPS Act

Sa pagpasa ng CHIPS+ Act ng Kongreso at sa napipintong paglagda nito ng Pangulo ng Estados Unidos, maraming atensyon ang nabigyan ng pansin sa pagtatayo ng mga bagong semiconductor manufacturing megasite ng Intel, TSMC, at Samsung. Ngunit lampas sa bahagi ng pagmamanupaktura ng negosyong semiconductor, may malaking pangangailangan na mamuhunan sa mga kaugnay na lugar tulad ng pananaliksik, pagsasanay sa talento, pag-unlad ng maliit at katamtamang negosyo, at kooperasyong akademiko. Kamakailan ay nagkaroon ako ng pagkakataong maglibot sa isang pangunahing halimbawa ng naturang pasilidad na nagsasama ng lahat ng iba pang aspetong ito ng paggawa ng chip sa isang masikip na industriya, gobyerno, at akademikong pakikipagsosyo. Ang partnership na iyon ay nagpapatuloy nang higit sa 20 taon sa Albany New York kung saan ang IBM Research ay mayroong nanotechnology center na matatagpuan sa tabi ng State University of New York (SUNY) Albany campus. Sa malaking pamumuhunan ng New York State sa pamamagitan ng New York Creates NY CREATES development agency, ang IBM sa malapit na pakikipagtulungan sa ilang unibersidad at mga kasosyo sa industriya ay bumubuo ng makabagong mga teknolohiya ng proseso ng semiconductor sa mga gumaganang lab para sa susunod na henerasyon ng mga computer chips.

Ang sentro ay nagbibigay ng isang natatanging pasilidad para sa semiconductor research - ang bukas na kapaligiran nito ay nagpapadali sa pakikipagtulungan sa pagitan ng nangungunang mga supplier ng kagamitan at materyales, mga mananaliksik, mga inhinyero, akademya, at mga vendor ng EDA. Sa kasalukuyan, ang IBM ay may pakikipagsosyo sa pagmamanupaktura at pananaliksik sa Samsung Electronics at isang pakikipagsosyo sa pananaliksik ay inihayag sa Intel noong nakaraang taon. Ang mga pangunahing tagatustos ng paggawa ng chip gaya ng ASML, KLA, at Tokyo Electric (TEL) ay may naka-install na kagamitan, at aktibong nagtatrabaho sa IBM sa pagbuo ng mga advanced na proseso at metrology para sa mga nangungunang teknolohiya.

Ang mga pasilidad na ito ay hindi mura. Nangangailangan ng bilyun-bilyong dolyar na pamumuhunan at maraming taon ng pananaliksik upang makamit ang bawat bagong tagumpay. Halimbawa, ang High-k metal gate ay tumagal ng 15 taon upang mapunta sa mga produkto; ang FinFET transistor, mahalaga ngayon, ay tumagal ng 13 taon; at ang susunod na henerasyong transistor, ang gate-all-around/nano sheet, na inilalagay ng Samsung sa produksyon ngayon, ay binuo sa loob ng 14 na taon. Bilang karagdagan, ang gastos sa paggawa ng mga chip sa bawat bagong node ng proseso ay tumataas ng 20-30% at ang mga gastos sa R&D ay dumoble para sa bawat pagbuo ng node. Upang patuloy na suportahan ang estratehikong pag-unlad na ito, kailangang magkaroon ng pakikipagtulungan sa pagitan ng industriya, akademya, at pamahalaan.

Ginagawa ng IBM ang Pamumuhunan

Maaari mong tanungin kung bakit ang IBM, na nagbenta sa mga pasilidad ng pagmamanupaktura ng semiconductor nito sa mga nakaraang taon, ay napakasangkot sa malalim at mahal na pananaliksik na ito. Well, para sa isa, ang IBM ay napaka, napakahusay sa pagbuo ng proseso ng semiconductor. Pinasimunuan ng kumpanya ang ilang kritikal na teknolohiyang semiconductor sa mga dekada. Ngunit ang pagiging mahusay sa isang teknolohiya ay hindi nagbabayad ng mga bayarin, kaya ang pangalawang pagganyak ng IBM ay kailangan ng kumpanya ang pinakamahusay na teknolohiya para sa sarili nitong Power at Z na mga computer. Sa layuning iyon, ang IBM ay pangunahing nakatuon sa mga pagpapaunlad na sumusuporta sa high-performance computing at pagproseso ng AI.

Ang mga karagdagang estratehikong supplier at kasosyo ay tumutulong na sukatin ang mga pagbabagong ito nang higit pa sa kontribusyon ng IBM. Ang pinakamahusay na kagamitan mula sa world-class na mga supplier ng kagamitan ay nagbibigay ng isang testbed para sa mga kasosyo upang mag-eksperimento at isulong ang makabagong teknolohiya. Ang IBM kasama ang mga kasosyo sa kagamitan nito ay nakagawa ng espesyal na kagamitan kung saan kinakailangan upang mag-eksperimento nang higit sa mga kakayahan ng karaniwang kagamitan.

Ngunit magtatagumpay lamang ang IBM kung maililipat nito ang teknolohiya mula sa mga laboratoryo patungo sa produksyon. Upang gawin ito, ang IBM at Samsung ay nagtatrabaho nang malapit sa mga pagpapaunlad ng proseso at ang paglipat ng teknolohiya.

KARAGDAGANG MULA SA MGA BABAEIBM Goes Vertical To Scale TransistorsBy Kevin Krewell

Ang NanoTech Center ay sumasabay sa CHIPS Act dahil ito ay magpapahintulot sa Estados Unidos na bumuo ng pamumuno sa mga teknolohiya sa pagmamanupaktura. Maaari rin nitong payagan ang mas maliliit na kumpanya na subukan ang mga makabagong teknolohiya sa pasilidad na ito. Ang kasalukuyang fab building ay tumatakbo nang 24/7/365 at lubos na ginagamit, ngunit may espasyo para magtayo ng isa pang gusali na maaaring dobleng palawakin ang espasyo sa malinis na silid. Mayroon ding plano para sa isang gusali na kayang suportahan ang susunod na henerasyon ng ASML EUV equipment na tinatawag na high NA EUV.

Ang Hinaharap ay Vertical

Ang site ng Albany ay isang sentro din para sa pananaliksik sa teknolohiya ng chiplet. Habang bumagal ang pag-scale ng semiconductor, ang mga natatanging solusyon sa packaging para sa mga multi-die chip ay magiging pamantayan para sa high-performance at power-efficient na computing. Ang IBM Research ay may aktibong programa ng pagbuo ng mga natatanging 2.5D at 3D die-stacking na teknolohiya. Ngayon ang ginustong substrate para sa pagbuo ng mga multi-die chip na ito ay ginawa pa rin mula sa silicon, batay sa pagkakaroon ng mga tool at kaalaman sa pagmamanupaktura. Mayroon pa ring natatanging mga hakbang sa proseso na dapat na binuo upang mahawakan ang dalubhasang pagproseso, kabilang ang mga pamamaraan ng laser debonding.

Gumagana rin ang IBM sa mga tagagawa ng kagamitan sa pagsubok dahil ang pagbuo ng mga 3D na istruktura na may mga chiplet ay nagpapakita ng ilang natatanging pagsubok sa pagsubok. Kailangan ding maging bahagi ng proseso ng pag-develop ang mga third party na vendor ng EDA, dahil ang pinakalayunin ng disenyong nakabatay sa chiplet ay ang pagsamahin ang mga chips mula sa iba't ibang node ng proseso at iba't ibang foundry.

Sa ngayon, ang teknolohiya ng chiplet ay embryonic, ngunit ang hinaharap ay ganap na kakailanganin ang teknolohiyang ito upang bumuo ng susunod na henerasyon ng hardware ng data center. Ang ay isang sitwasyon kung saan ang ekonomiya at teknolohiya ay nagsasama-sama sa tamang panahon.

Buod

Ang Albany NanoTech Center ay isang modelo para sa industriya ng semiconductor at nagpapakita ng isang paraan upang pagsamahin ang mga mananaliksik mula sa iba't ibang disiplina at iba't ibang organisasyon upang isulong ang makabagong teknolohiyang semiconductor. Ngunit ang modelong ito ay kailangan ding palakihin at kopyahin sa buong North America. Sa mas maraming pagpopondo at mas maraming sukat, kailangan ding magkaroon ng naaangkop na skilled workforce. Narito kung saan ang US ay kailangang gumawa ng mga pamumuhunan sa STEM na edukasyon na katumbas ng huling bahagi ng 1950s Space Race at mga site tulad ng Albany na nag-aalok ng R&D sa nangungunang proseso ng pag-unlad na dapat magbigay ng inspirasyon sa mas maraming mga mag-aaral na pumasok sa physics, chemistry, at electrical engineering at hindi sa pagbuo ng susunod na pagsisimula ng crypto currency.

_{Sinusubaybayan at kinukunsulta ng Tirias Research ang mga kumpanya sa buong electronics ecosystem mula sa mga semiconductor hanggang sa mga system at sensor hanggang sa cloud. Ang mga miyembro ng Tirias Research team ay sumangguni para sa IBM, Intel, GlobalFoundries, Samsung, at iba pang foundries.}