Mandalo fiovana ny indostrian'ny chip automatique
Vao haingana, ny ekipa injeniera semiconductor dia niresaka momba ny chips kely, ny fatorana hybrid, ary ny fitaovana vaovao miaraka amin'i Michael Kelly, filoha lefitry ny chip kelin'i Amkor sy ny fampidirana FCBGA. Nandray anjara tamin'ny fifanakalozan-kevitra ihany koa ny mpikaroka ASE William Chen, Tale Jeneralin'ny Promex Industries Dick Otte, ary Sander Roosendaal, Talen'ny R&D ao amin'ny Synopsys Photonics Solutions. Ireto ambany ireto ny ampahany tamin'ity fifanakalozan-kevitra ity.
Nandritra ny taona maro, ny fampandrosoana ny fiara chips dia tsy naka toerana lehibe eo amin'ny indostria. Na izany aza, noho ny fiakaran'ny fiara elektrika sy ny fivoaran'ny rafitra infotainment mandroso, dia niova tanteraka ity toe-javatra ity. Inona no olana voamarikao?
Kelly: Ny ADAS avo lenta (Rafitra Fanampiana Mpamily Mandroso) dia mitaky processeurs manana dingana 5-nanometer na kely kokoa mba hifaninana amin'ny tsena. Raha vao miditra amin'ny dingana 5-nanometer ianao dia tsy maintsy mandinika ny vidin'ny wafer, izay mitarika amin'ny fandinihana tsara ny vahaolana chip kely, satria sarotra ny manamboatra chips lehibe amin'ny dingana 5-nanometer. Ankoatr'izay, ny vokatra dia ambany, izay miteraka vola be. Rehefa mifandray amin'ny 5-nanometer na dingana mandroso kokoa, ny mpanjifa matetika dia mihevitra ny hisafidy ampahany amin'ny chip 5-nanometer fa tsy mampiasa ny chip manontolo, ary mampitombo ny fampiasam-bola eo amin'ny sehatry ny fonosana. Mety hieritreritra izy ireo hoe: "Safidy mandaitra kokoa ve ny hanatratrarana ny asa ilaina amin'ity fomba ity, fa tsy manandrana mamita ny asa rehetra amin'ny chip lehibe kokoa?" Noho izany, eny, ny orinasam-pitaterana avo lenta dia tena mifantoka amin'ny teknolojia chip kely. Manara-maso akaiky izany ireo orinasa lehibe eo amin’ny sehatry ny indostria. Raha ampitahaina amin'ny sehatry ny informatika, ny indostrian'ny fiara dia mety ho 2 ka hatramin'ny 4 taona aorian'ny fampiharana ny teknolojia chip kely, saingy mazava ny fironana amin'ny fampiharana azy amin'ny sehatry ny fiara. Ny indostrian'ny fiara dia manana fepetra azo itokisana avo lenta, noho izany dia tsy maintsy voaporofo ny fahamendrehan'ny teknolojia chip kely. Na izany aza, ny fampiharana lehibe amin'ny teknolojia chip kely amin'ny sehatry ny fiara dia azo antoka fa an-dalana.
Chen: Tsy nahatsikaritra sakana lehibe aho. Heveriko fa mila mianatra sy mahatakatra amin'ny fomba lalina ireo fepetra takiana amin'ny fanamarinana mifandraika amin'izany. Miverina amin'ny haavon'ny metrology izany. Ahoana no fanamboarana fonosana mifanaraka amin'ny fenitry ny fiara tena henjana? Saingy azo antoka fa mivoatra hatrany ny teknolojia mifandraika amin'izany.
Raha jerena ny olana ara-panabeazana sy ny fahasarotana mifandraika amin'ny singa marobe, hisy ve ny mombamomba ny fitsapana adin-tsaina na karazana fitsapana samihafa? Afaka mandrakotra ny rafitra mitambatra toy izany ve ny fenitry ny JEDEC ankehitriny?
Chen: Mino aho fa mila mamolavola fomba fitiliana feno kokoa isika mba hamantarana mazava ny loharanon'ny tsy fahombiazana. Niresaka momba ny fampifangaroana ny metrology amin'ny diagnostika izahay, ary manana andraikitra izahay hamantatra ny fomba hananganana fonosana matanjaka kokoa, hampiasa fitaovana sy fomba fiasa ambony kokoa ary hanamarina azy ireo.
Kelly: Amin'izao fotoana izao, manao fanadihadiana amin'ny mpanjifa izahay, izay nianatra zavatra avy amin'ny fitsapana amin'ny ambaratongan'ny rafitra, indrindra ny fitsapana ny fiantraikan'ny mari-pana amin'ny fitsapana birao miasa, izay tsy voarakitra ao amin'ny fitsapana JEDEC. Ny fitsapana JEDEC dia fitsapana isothermal fotsiny, misy ny "fisondrotana ny mari-pana, ny fianjerana ary ny fiovan'ny mari-pana." Na izany aza, ny fizarana mari-pana amin'ny fonosana tena izy dia lavitra ny zava-mitranga any amin'ny tontolo tena izy. Mihabetsaka ny mpanjifa te hanao fitiliana amin'ny ambaratongan'ny rafitra aloha satria azony io toe-javatra io, na dia tsy fantatry ny rehetra aza izany. Ny teknolojia simulation koa dia manana anjara toerana eto. Raha mahay manao simulation mitambatra mafana-mekanika ny olona iray, dia lasa mora kokoa ny famakafakana olana satria fantany ny lafiny tokony hifantohana mandritra ny fitsapana. Mifameno ny fitsapana amin'ny ambaratongan'ny rafitra sy ny teknolojia simulation. Mbola eo am-piandohana anefa io fironana io.
Misy olana ara-panamafisana bebe kokoa ve amin'ny node teknolojia matotra noho ny taloha?
Otte: Eny, fa tao anatin'ny roa taona lasa, dia nanjary nisongadina ny olana momba ny coplanarity. Mahita andry varahina 5.000 hatramin'ny 10.000 eo amin'ny puce iray isika, misy elanelana eo anelanelan'ny 50 microns sy 127 microns. Raha mandinika akaiky ny angon-drakitra mifandraika ianao, dia ho hitanao fa ny fametrahana ireo andry varahina ireo eo amin'ny substrate sy ny fanatanterahana ny fanamafisam-peo, ny fampangatsiahana ary ny fandrefesana ny fametahana dia mitaky ny fanatanterahana ny ampahany iray amin'ny fahitsiana coplanarity zato. Ny ampahany iray amin'ny fahitsiana an-jatony dia toy ny fitadiavana lelan'ahitra ao anatin'ny halavan'ny kianja filalaovana baolina kitra. Nividy fitaovana Keyence tena tsara izahay mba handrefesana ny halalin'ny puce sy ny substrate. Mazava ho azy fa ny fanontaniana manaraka dia ny fomba hifehezana an'io trangan-javatra io mandritra ny tsingerin'ny fametahana reflow? Olana maika mila vahana io.
Chen: Tsaroako ny resaka momba an'i Ponte Vecchio, izay nampiasain'izy ireo ny solder hafanana ambany noho ny fiheverana ny fivoriambe fa tsy ny antony fampisehoana.
Raha jerena fa ny faritra manodidina rehetra dia mbola manana olana ara-panamafisana, ahoana no tokony hampidirana ny fotonika amin'izany?
Roosendaal: Mila atao ny simulation thermal amin'ny lafiny rehetra, ary ilaina ihany koa ny fitrandrahana avo lenta satria ny famantarana miditra dia famantarana avo lenta. Noho izany, ny olana toy ny fampifanarahana impedance sy ny fanodinkodinana sahaza dia mila vahana. Mety misy gradients maripana manan-danja, izay mety misy ao anatin'ny die mihitsy na eo anelanelan'ny antsoina hoe "E" die (electrical die) sy ny "P" die (photon die). Manontany tena aho raha mila manadihady lalindalina kokoa amin'ny toetra mahamay ny adhesive isika.
Izany dia miteraka adihevitra momba ny fitaovana famatorana, ny fisafidianana azy ireo ary ny fahamarinany rehefa mandeha ny fotoana. Miharihary fa ny teknolojia fatorana hybride dia nampiharina tamin'ny tontolo tena izy, saingy tsy mbola nampiasaina tamin'ny famokarana faobe. Manao ahoana ny toetry ny teknolojia amin'izao fotoana izao?
Kelly: Ny antoko rehetra ao amin'ny rojo famatsiana dia mandinika ny teknolojia fatorana hybrid. Amin'izao fotoana izao, ity teknolojia ity dia tarihin'ny mpanamboatra, fa ny orinasa OSAT (Outsourced Semiconductor Assembly and Test) dia mandinika tsara ny fampiharana ara-barotra. Ny singa fatorana dielectric hybrid varahina klasika dia nandalo fanamarinana maharitra. Raha azo fehezina ny fahadiovana, ity dingana ity dia afaka mamokatra singa tena matanjaka. Na izany aza, manana fepetra momba ny fahadiovana avo dia avo izy io, ary lafo be ny vidin'ny fitaovana renivohitra. Nahita andrana fampiharana tany am-boalohany tao amin'ny tsipika vokatra Ryzen an'ny AMD izahay, izay nampiasain'ny ankamaroan'ny SRAM ny teknolojia fatorana varahina. Na izany aza, mbola tsy nahita mpanjifa maro hafa nampihatra ity teknolojia ity aho. Na dia eo amin'ny sori-dalana ara-teknolojian'ny orinasa maro aza izy io, dia toa mbola haharitra taona vitsivitsy ny fitaovana mifandraika amin'izany mba hahafeno ny fepetra momba ny fahadiovana mahaleo tena. Raha azo ampiharina amin'ny tontolon'ny orinasa manana fahadiovana kely kokoa noho ny fab wafer mahazatra, ary raha azo atao ny midina ny vidiny, dia mety hahazo fiheverana bebe kokoa io teknolojia io.
Chen: Araka ny antontan'isako, taratasy 37 farafahakeliny momba ny fatorana hybrid no hatolotra amin'ny fihaonambe ECTC 2024. Ity dia dingana iray izay mitaky fahaiza-manao be dia be ary mitaky asa be dia be mandritra ny fivoriambe. Noho izany dia azo antoka fa hahita fampiharana miely patrana io teknolojia io. Efa misy ny tranga fampiharana, saingy amin'ny ho avy dia hiparitaka amin'ny sehatra samihafa izany.
Rehefa manonona ny "fampandehanana tsara" ve ianao dia miresaka momba ny filàna fampiasam-bola lehibe?
Chen: Mazava ho azy fa ahitana fotoana sy fahaizana. Ny fanatanterahana io asa io dia mitaky tontolo iainana tena madio, izay mila fampiasam-bola. Mitaky fitaovana mifandraika amin'izany koa izany, izay mitaky famatsiam-bola ihany koa. Noho izany dia tsy ny fandaniana amin'ny asa ihany no tafiditra amin'izany fa ny fampiasam-bola amin'ny trano.
Kelly: Amin'ny tranga misy elanelana 15 microns na lehibe kokoa, dia misy fahalianana lehibe amin'ny fampiasana teknolojia wafer-to-wafer andry varahina. Ny tsara indrindra dia fisaka ny wafers, ary tsy dia lehibe loatra ny haben'ny puce, mamela ny famerenana amin'ny kalitao avo lenta ho an'ny sasany amin'ireo elanelana ireo. Na dia manolotra fanamby sasantsasany aza izany, dia lafo kokoa noho ny fanoloran-tena amin'ny teknolojia fatorana varahina hybrid. Na izany aza, raha 10 microns na ambany kokoa ny fepetra takiana, dia miova ny toe-javatra. Ny orinasa mampiasa teknolojia fametahana chip dia hahatratra ny elanelana micron tokana, toy ny 4 na 5 microns, ary tsy misy safidy hafa. Noho izany, ny teknolojia mifandraika amin'izany dia tsy maintsy hivoatra. Na izany aza, ny teknolojia efa misy dia mivoatra hatrany. Noho izany dia mifantoka amin'ny fetra ahafahan'ny andry varahina manitatra isika ary raha haharitra ela ity teknolojia ity ho an'ny mpanjifa hanemotra ny fampiasam-bola rehetra amin'ny famolavolana sy ny "qualification" amin'ny teknolojia fatorana varahina hybrid marina.
Chen: Hampiasa teknolojia mifandraika ihany izahay rehefa misy ny fangatahana.
Misy fivoarana vaovao ve amin'ny sehatry ny epoxy molding amin'izao fotoana izao?
Kelly: Nisy fiovana lehibe ny fitambaran'ny famolavolana. Nihena be ny CTE (coefficient of the thermal expansion) azy ireo, ka mahatonga azy ireo ho tsara kokoa amin'ny fampiharana mifandraika amin'ny fomba fijery tsindry.
Otte: Raha iverenana ny dinika teo aloha, firy ny puce semiconductor vita amin'izao fotoana izao miaraka amin'ny elanelana 1 na 2 micron?
Kelly: ampahany lehibe.
Chen: Mety ho latsaky ny 1%.
Otte: Ka ny teknolojia resahinay dia tsy mahazatra. Tsy ao anatin’ny sehatry ny fikarohana izany, satria tena mampihatra io teknolojia io ny orinasa lehibe, saingy lafo sy ambany ny vokatra.
Kelly: Ity dia ampiharina indrindra amin'ny informatika avo lenta. Amin'izao fotoana izao dia tsy ampiasaina amin'ny foibe data ihany izy io fa amin'ny PC avo lenta ary na dia amin'ny fitaovana finday sasany aza. Na dia kely aza ireo fitaovana ireo dia mbola manana fampisehoana avo lenta izy ireo. Na izany aza, amin'ny sehatra midadasika kokoa amin'ny processeurs sy ny fampiharana CMOS, dia mbola kely ny ampahany. Ho an'ny mpanamboatra chip tsotra dia tsy ilaina ny mampiasa ity teknolojia ity.
Otte: Izany no mahagaga ny fahitana ity teknolojia ity miditra amin'ny indostrian'ny fiara. Tsy mila puce ny fiara raha tena kely. Afaka mijanona amin'ny dingana 20 na 40 nanometer izy ireo, satria ny vidin'ny transistor amin'ny semiconductor dia ambany indrindra amin'ity dingana ity.
Kelly: Na izany aza, ny fepetra takian'ny kajy ho an'ny ADAS na fiara tsy miankina dia mitovy amin'ny an'ny PC AI na fitaovana mitovy aminy. Noho izany, ny indostrian'ny fiara dia mila mampiasa vola amin'ireny teknolojia manara-penitra ireny.
Raha dimy taona ny tsingerin'ny vokatra, mety hanitatra ny tombony mandritra ny dimy taona hafa ve ny fampiasana teknolojia vaovao?
Kelly: Tena mitombina izany. Manana zoro hafa ny indostrian'ny fiara. Diniho ny fanaraha-maso servo tsotra na fitaovana analoga tsotra izay efa nisy nandritra ny 20 taona ary lafo be. Mampiasa puce kely izy ireo. Ny olona ao amin'ny indostrian'ny fiara dia te hanohy hampiasa ireo vokatra ireo. Te-hampiasa vola amin'ny fitaovana informatika tena avo lenta izy ireo miaraka amin'ny puce kely nomerika ary mety hampiaraka azy ireo amin'ny puce analogue mora vidy, fahatsiarovana tselatra ary chip RF. Ho azy ireo, ny maodely chip kely dia misy dikany be satria afaka mitazona kojakojan-taranaka tranainy maro izy ireo mora vidy, marin-toerana. Sady tsy te hanova ireo tapany ireo izy ireo no tsy mila. Avy eo, mila manampy chip kely 5-nanometer na 3-nanometer avo lenta izy ireo mba hanatanterahana ny asan'ny ampahany ADAS. Raha ny marina dia mampiasa karazana puce kely isan-karazany amin'ny vokatra iray izy ireo. Tsy toy ny PC sy ny sehatry ny informatika, ny indostrian'ny fiara dia manana fampiharana isan-karazany kokoa.
Chen: Ankoatr'izay, tsy voatery apetraka eo akaikin'ny motera ireo puce ireo, noho izany dia tsara kokoa ny toe-piainan'ny tontolo iainana.
Kelly: Ny hafanan'ny tontolo iainana amin'ny fiara dia somary avo. Noho izany, na dia tsy dia avo loatra aza ny herin'ny chip, ny indostrian'ny fiara dia tsy maintsy mampiasa vola sasany amin'ny vahaolana amin'ny fitantanana mafana ary mety handinika mihitsy aza ny fampiasana indium TIM (material interface tsara) satria henjana be ny toe-piainana manodidina.
Fotoana fandefasana: Apr-28-2025