Késik az átállás 450 milliméteres szilíciumszeletekre
Megfenekleni látszik annak a félvezetőipari szövetségnek az erőfeszítése, amely a 450 milliméteres szilíciumszeletek bevezetését célozza. Korábban 2015-re várta az Intel a jelenleginél nagyobb waferek tömegtermelésben való bevetését, újabban a nyilatkozatok az évtized végéről szólnak, de olyanok is vannak, akik szerint sosem lesz váltás.
Repedezik a nagy félvezetőgyártók együttműködése, világlik ki a Wall Street Journal által publikált cikkből, amely a 450 milliméteres szilíciumszeletekre való átállás késését vetíti előre. A legnagyobb piaci szereplők, az Intel, a Samsung, az IBM, a GlobalFoundries és a TSMC 2011-ben hozták létre a G450C nevű iparági szervezetet, amely a 450 milliméteres waferek bevezetésének felgyorsítását és a fejlesztési költségek megosztását célozta. A nagy egyetértésből ugyanakkor nem mindenki vette ki egyformán a részét.
300-ról 450-re
A félvezetőiparban jelenleg a 300 milliméter átmérőjű szilíciumszeletek alkalmazása terjedt el, a gyárak ezekből alakítják ki a különféle chipeket. A nagyobb, 450 milliméteres waferek bevezetése régóta terítéken van a fajlagos költségek leszorítása és a gyártási kapacitás növelése érdekében, azonban eddig kevés előrelépés történt ezen a területen, amelynek legfőbb oka az átállás borzasztó tőkeigénye. Az új, nagyobb szilíciumszeletek megmunkálásához a jelenleg elterjedt chipgyártó berendezések javát le kell cserélni, valamint új technológiai fejlesztésekre is szükség van.
A 300 milliméteres waferek 2001-ben jelentek meg a tömegtermelésben és fokozatosan kiszorították a 200 milliméteres szeleteket a gyártósorokról azokon a területeken, ahol a nagyobb méretű chipek miatt fontos a kihozatal és a költség. Egy 450 milliméteres wafer felülete több mint kétszer nagyobb egy 300 milliméteresnél, így kétszer több chip fér el rajta azonos magméretet feltételezve - nagyobb szilíciumszelet alkalmazásával csökken az egy lapkára alacsonyabb fajlagos költség és környezetterhelés, miközben a gyártási kapacitás is növekedik. Iparági becslések szerint 30 százalék körüli költségmegtakarítást lehet elérni egy adott chipre vetítve a 450 milliméteres szeletek bevezetésével.
Az átállás ugyanakkor borzasztó költségekkel jár mind a félvezetőgyártók oldalán, amelyeknek meglevő, 300 milliméteres wafereket feldolgozó eszközeiket le kell cserélnie, mind pedig a félvezetőipari berendezéseket gyártó cégek oldalán, amelyeknek ezeket az új készülékeket ki kell fejlesztenie. Megint csak iparági becslések alapján egy 450 milliméteres szeleteket feldolgozó félvezetőgyár építésének és felszerszámozásának költsége elérheti a 10 milliárd dollárt is, ami egy jelenlegi csúcsmodern fab építésének bő kétszerese.
Megnyomta a pause gombot az ASML
Nem véletlen, hogy 2012-ben a TSMC, a Samsung és az Intel is bevásárolta magát a holland ASML-be, a félvezetőipari levilágítók egyik legnagyobb gyártójába, hogy forrásokat biztosítsanak a számára a technológiai továbblépéshez - ez egyrészt érintette az extrém ultraibolya fénnyel történő levilágítással kapcsolatos fejlesztéseket, másrészt a 450 milliméteres szeletek alkalmazásához szükséges eszközök megépítését.
Az ASML ugyanakkor nemrégiben "átmenetileg leállította" a nagyobb wafereket megmunkáló berendezéseinek fejlesztéseit, amelyre reagálva az Intel átütemezte az erre a célra szánt 680 millió dolláros tőkeinjekció folyósítását - mondta el a WSJ-nek Chuck Mulloy, a chipgyártó szóvivője. A holland vállalat szerint azért akadtak meg a fejlesztések, mert nem volt egyetértés a megrendelők között. "Az ügyfelek diktálnak, nekünk gyártóként az ügyfeleket kell követnünk" - nyilatkozta az amerikai lapnak az ASML szóvivője. "Az egyetértés hiányában az ASML 450 milliméteres programját átmenetileg leállítottuk."
A nézeteltérés okait a WSJ cikke nem említi, de egyet könnyen találni lehet: a GlobalFoundries-nak, a TSMC-nek és a Samsungnak nem áll érdekében, hogy az Intellel közösen finanszírozzák a 450 milliméteres átállás költségeit most már, amikor az Intel nyíltan belépett a szerződéses félvezetőgyártók területére, és ezzel a megállapodásban szereplő többi cég üzletét veszélyezteti, egyes esetekben ugyanazokért a megrendelőkért versenyezve. Ugyanígy persze az Intelnek sem érdeke, ha a közvetlen versenytársai fejlesztéseit támogatja még akkor is, ha a chipgyártásban a waferméreten túl is bőségesen van tere az egyedi innovációknak, amellyel a gyártók megkülönböztethetik magukat.
Nincs igény?
A 450 milliméteres átállás késleltetése gazdaságossági okokkal is indokolható. Egyes vélekedések szerint a 300 milliméteres átállás költségeit is mostanáig nyögték a berendezések gyártói, a 450 milliméteres wafereket kezelő készülékek kifejlesztéséhez szükséges, tízmilliárd dolláros nagyságrendű összeg pedig 20 éven belül sem térülne meg az iparág számára. Ennek egyik oka, hogy az elektronikai ipar és a félvezetőipar már nem nő olyan mértékben, mint ahogy azt az évezred fordulóján tette például, és nem is biztos, hogy szükség van a gyártókapacitások ugyanolyan ütemű bővítésére.
Nagy pénz, nagy szívás: útravaló csúcstámadó IT-soknak Az informatikai vezetősködés sokak álma, de az árnyoldalaival kevesen vannak tisztában.
"Az iparágban alaposan megváltozott a volumen növekedése. A 90-es években még elképesztő, évi 25-30 százalékos bővülést láthattunk, és égető szükség volt egyre több waferre" - mondta Mike Splinter, az egyik legnagyobb félvezetőipari berendezésgyártó, az Applied Materials elnök-vezérigazgatója a SEMI ISS konferencián a múlt hónapban. "Ma a növekedés üteme ennél sokkal alacsonyabb, talán évi 5-10 százalék, és ehhez képest sok gyár épül. [...] Nem látom a nagy hajtóerőt a nagyobb méretű waferekre."
"Nem vagyok róla meggyőződve, hogy a 450 milliméter [átmérőjű waferek bevezetése] valaha is megtörténik, de ha mégis, az a távoli jövőben lesz" - vélekedik a kérdésről Mark Durcan, a negyedik legnagyobb chipgyártó, a Micron elnök-vezérigazgatója az Electronics Weekly szerint. "Hatalmas befektetéseknek kell ehhez létrejönnie eszközgyártói oldalon. És az érték a végén, hogy az ügyfelek megveszik-e valaha ezeket a berendezéseket, kétséges."
A 450 milliméteres átállás késése vagy elmaradása ugyanakkor nem jelenti azt, hogy megállna a technológiai fejlődés a félvezetőiparban. Mike Splinter szerint még a 300 milliméteres szeleteken is bőven van helye az innovációnak, sőt, azokat a technológiai változásokat, amelyeket a gyártók a 450 milliméteres wafereken terveztek bevezetni (pl. extrém ultraibolya levilágítás), sokkal könnyebben, olcsóbban és kevesebb kockázat mellett implementálhatják, így a fejlődés még évekig biztosított.