IBM Research 2016 Standort Albany
IBM Mit der Verabschiedung des CHIPS+ Act durch den Kongress und seiner bevorstehenden Unterzeichnung durch den Präsidenten der Vereinigten Staaten wurde dem Thema viel Aufmerksamkeit geschenkt Bau neuer Megasites für die Halbleiterherstellung durch Intel, TSMC und Samsung. Aber über die Fertigungsseite des Halbleitergeschäfts hinaus besteht ein erheblicher Bedarf an Investitionen in verwandte Bereiche wie Forschung, Talentausbildung, Entwicklung kleiner und mittlerer Unternehmen und akademische Zusammenarbeit. Ich hatte kürzlich die Gelegenheit, ein Paradebeispiel einer solchen Einrichtung zu besichtigen, die all diese anderen Aspekte der Chipherstellung in eine enge Partnerschaft zwischen Industrie, Regierung und Wissenschaft integriert. Diese Partnerschaft besteht seit über 14 Jahren in Albany, New York, wo IBM Research nämlich ein Nanotechnologiezentrum betreibt befindet sich neben dem Campus der State University of New York (SUNY) in Albany. Mit erheblichen Investitionen des Staates New York über die Entwicklungsagentur New York Creates NY CREATES entwickelt IBM in enger Partnerschaft mit mehreren Universitäten und Industriepartnern hochmoderne Halbleiterprozesstechnologien in Arbeitslabors für die nächste Generation von Computerchips. Das Zentrum bietet eine einzigartige Einrichtung für die Halbleiterforschung – seine offene Umgebung erleichtert die Zusammenarbeit zwischen führenden Ausrüstungs- und Materiallieferanten, Forschern, Ingenieuren, Akademikern und EDA-Anbietern. Derzeit unterhält IBM eine Fertigungs- und Forschungspartnerschaft mit Samsung Electronics, und letztes Jahr wurde eine Forschungspartnerschaft mit Intel bekannt gegeben. Wichtige Chiphersteller wie ASML, KLA und Tokyo Electric (TEL) haben Geräte installiert und arbeiten aktiv mit IBM zusammen, um fortschrittliche Prozesse und Messtechnik für Spitzentechnologien zu entwickeln. Diese Einrichtungen sind nicht billig. Jeder neue Durchbruch erfordert Investitionen in Milliardenhöhe und viele Jahre Forschung. Zum Beispiel brauchte das High-k Metal Gate 14 Jahre, um in Produkte zu gehen; der heute unverzichtbare FinFET-Transistor brauchte Jahre; und der Transistor der nächsten Generation, das Gate-Allround/Nano-Sheet, das Samsung jetzt in Produktion bringt, war in der Entwicklung für 14 Jahre. Darüber hinaus steigen die Kosten für die Herstellung von Chips an jedem neuen Prozessknoten 24-365% und die F&E-Kosten verdoppeln sich für die Entwicklung jedes Knotens. Um diese strategische Entwicklung weiter zu unterstützen, bedarf es einer Partnerschaft zwischen Industrie, Wissenschaft und Regierung.
Reinraum IBM Research Standort Albany
TIRIAS-Forschung IBM tätigt die Investition Sie fragen sich vielleicht, warum IBM seine Halbleiter verkauft hat Produktionsanlagen im Laufe der Jahre, ist so in diese tiefgreifende und teure Forschung involviert. Nun, zum einen ist IBM sehr, sehr gut in der Entwicklung von Halbleiterprozessen. Das Unternehmen leistete im Laufe der Jahrzehnte Pionierarbeit bei mehreren kritischen Halbleitertechnologien. Aber in einer Technologie gut zu sein, zahlt sich nicht aus, daher ist die zweite Motivation von IBM, dass das Unternehmen die beste Technologie für seine eigenen Power- und Z-Computer benötigt. Zu diesem Zweck konzentriert sich IBM hauptsächlich auf Entwicklungen, die High Performance Computing und KI-Verarbeitung unterstützen.
Zusätzliche strategische Lieferanten und Partner tragen dazu bei, diese Innovationen über den Beitrag von IBM hinaus zu skalieren. Die beste Ausrüstung von Weltklasse-Ausrüstungslieferanten bietet Partnern eine Testumgebung, um zu experimentieren und die hochmoderne Technologie voranzutreiben. IBM hat zusammen mit seinen Ausrüstungspartnern spezielle Ausrüstung gebaut, wo dies erforderlich ist, um über die Fähigkeiten von Standardausrüstung hinaus zu experimentieren. IBM Research Specialized Gas Distribution Equipment
TIRIAS Research Aber IBM hat nur Erfolg, wenn es die Technologie aus den Labors in die Produktion überführen kann. Dazu arbeiten IBM und Samsung eng an Prozessentwicklungen und dem Technologietransfer zusammen.
MEHR VON FORBESIBM geht Vertical to Scale TransistorsVon Kevin Krewell ) Das NanoTech Center passt insofern zum CHIPS-Gesetz, als es den Vereinigten Staaten ermöglichen wird, eine Führungsrolle bei Herstellungstechnologien einzunehmen. Es kann auch kleineren Unternehmen ermöglichen, innovative Technologien in dieser Einrichtung zu testen. Das aktuelle Fabrikgebäude läuft 24/7/ und ist stark ausgelastet, aber es gibt Platz, um ein weiteres Gebäude zu bauen, das die Reinraumfläche erheblich verdoppeln kann. Es gibt auch einen Plan für ein Gebäude, das die nächste Generation von ASML-EUV-Geräten namens High NA EUV unterstützen kann.
Die Zukunft ist vertikal Der Standort Albany ist auch ein Zentrum für Chiplet-Technologieforschung. Da sich die Halbleiterskalierung verlangsamt, werden einzigartige Verpackungslösungen für Multi-Die-Chips zur Norm für leistungsstarkes und energieeffizientes Computing. IBM Research hat ein aktives Programm zur Entwicklung einzigartiger 2,5D- und 3D-Die-Stacking-Technologien. Heutzutage wird das bevorzugte Substrat für den Bau dieser Multi-Die-Chips immer noch aus Silizium hergestellt, basierend auf der Verfügbarkeit von Werkzeugen und Fertigungskenntnissen. Es müssen noch einzigartige Prozessschritte entwickelt werden, um die spezialisierte Verarbeitung zu handhaben, einschließlich Laser-Debonding-Techniken. IBM arbeitet auch mit Herstellern von Testgeräten zusammen, da der Bau von 3D-Strukturen mit Chiplets präsentiert wird einige einzigartige Testherausforderungen. EDA-Drittanbieter müssen ebenfalls Teil des Entwicklungsprozesses sein, da das ultimative Ziel des Chiplet-basierten Designs darin besteht, Chips von verschiedenen Prozessknoten und verschiedenen Foundries zu kombinieren.
Heute ist die Chiplet-Technologie noch in den Kinderschuhen, aber die Zukunft wird diese Technologie unbedingt brauchen, um die nächste Generation von Rechenzentrumshardware zu bauen. Dies ist eine Situation, in der Wirtschaft und Technologie zur richtigen Zeit zusammenkommen.
Zusammenfassung
Das Albany NanoTech Center ist ein Modell für die Halbleiterindustrie und demonstriert einen Weg, Forscher aus der Halbleiterindustrie zu bringen verschiedene Disziplinen und verschiedene Organisationen zusammen, um die hochmoderne Halbleitertechnologie voranzutreiben. Aber dieses Modell muss auch skaliert und in ganz Nordamerika repliziert werden. Mit mehr Finanzmitteln und mehr Umfang müssen auch entsprechend qualifizierte Arbeitskräfte vorhanden sein. Hier müssen die USA in die MINT-Bildung investieren, die dem Space Race des verstorbenen 30 und Standorten wie Albany, die es anbieten, ebenbürtig sind Forschung und Entwicklung zu hochmoderner Prozessentwicklung, die mehr Studenten dazu inspirieren sollte, in Physik, Chemie und Elektrotechnik zu gehen und nicht das nächste Kryptowährungs-Startup aufzubauen.
Tirias Research verfolgt und berät Unternehmen im gesamten Elektronik-Ökosystem von Halbleitern über Systeme und Sensoren bis hin zur Cloud. Mitglieder des Tirias-Forschungsteams haben IBM, Intel, GlobalFoundries, Samsung und andere Foundries beraten.