Gyilkos miniatürizációs versenyt fut a félvezetőipar

[EETimes.com/HWSW] Szoros versenyfutás folyik a világ félvezetőipari szövetségei között az egyre fejlettebb gyártástechnológiák bevezetésében. Alig egy héten belül két bejelentés is született 45 nanométeres csíkszélességű eljárásokkal kapcsolatban. Legutóbb az IBM vezette csoport (IBM, Chartered, Infineon, Samsung, azaz ICIS) hozta nyilvánosságra, hogy sikeresen legyártották már legelső 45 nanométeres lapkáikat, valamint azt is közölték, a tervek szerint 2007 végére már termelésre készen állhatnak az ilyen gyártósorok.

Alacsony fogyasztás, kis méret

Az első chipek az IBM East Fishkillben található gyárában készültek el, ahol többek között a Power5+ szerverchip és az Xbox 360 központi processzora, a Xenon termelése is folyik. Az ICIS szövetség által kifejlesztett technológia kifejezetten az alacsony fogyasztást és a kis méret elérést célozza, segítségével pedig a résztvevő vállalatok reményei szerint versenyképes logikai chipek építhetőek majd beágyazott, kommunikációs célokra.

Az technológia termelésben való alkalmazásának legkorábbi kezdetét az IBM, a Chartered (Szingapúr) és a Samsung (Dél-Korea) együttesen 2007 végében jelölte meg, amikorra a megfelelő berendezések már telepítésre és beüzemelésre kerülnek majd a vállalatok korszerű, 300 milliméteres szilíciumostyákat megmunkáló üzemeiben. Az Infineon egyelőre nem tervezi az eljárás adoptálását. Az ICIS szövetség keretein belül kifejlesztett technológia nem keverendő össze a másik IBM-vezette félvezetőipari kollaborációval, az IBM-Sony-Toshiba-AMD kvartettel, amely a nagyteljesítményű chipek építésére koncentrál, ami más eljárást igényel. Az ISTA a nagyteljesítményű 45 nanométeres technológia bevezetését 2008 közepére ígéri.

Az új, alacsony fogyasztásra optimalizált 45 nanométeres eljárás a 65 nanométeres változathoz képest 30 százalékkal nagyobb teljesítményt ígér, vagy azonos sebességen drasztikusan alacsonyabb fogyasztást, miközben a logikai struktúrák mérete közel fele akkora mint 65 nanométeren, és negyed akkorák mint a jelenleg tömegesen használt 90 nanométeres eljárással készülteké. Jelenleg kizárólag az Intel folytat tömegtermelést 65 nanométeres eljárással (felülmúlva már a 90 nanométeres generáció volumenét), amit a tavalyi év utolsó hónapjaiban indított be. A többi szereplő egyelőre az alacsony fogyasztásra szabott technológiája felfuttatását végzi. A világ legnagyobb chipgyártója 2007 második felében tervezi a nagyteljesítményű 45 nanométeres csíkszélességgel való tömegtermelés beindítását.

Az ICIS által használt technológia talán legnagyobb érdekessége, hogy már nem száraz, hanem immerziós litográfiát alkalmaz, azaz valamilyen folyadék található a fényforrás, a levilágító berendezés, és a megmunkálás alatt álló szilíciumostya felülete között, hogy optikailag lehetővé tegye a miniatűr struktúrák létrehozását. A dolog nehézsége, hogy a folyadékban képződő mikrobuborékok megtörik a fényt, ami hibákhoz vezet az ostya felületén -- azaz rossz chipekhez. A használt hullámhossz a híradások szerint továbbra is 193 nanométer, amivel csökkenthetőek az átállás költségei. A félvezetőipari beruházások mértéke generációnként így is nagyjából 1,4-szeresére emelkedik.

Orhosszal előrébb a TSMC

Az ICIS előtt éppen egy héttel korábban közölte a világ legnagyobb szerződéses félvezetőgyártója (foundry), a tajvani TSMC, hogy a korábbi terveinél korábban, 2007 harmadik negyedévében kívánja megkezdeni alacsony kihozatal mellett kereskedelmi termelését 45 nanométeren, szintén egy alacsony fogyasztásra és méretre optimalizált eljárás megtestesüléseként. Korábban negyedik negyedévre szólt az ütemterv. A TSMC szintén 193 nanométeres litográfiai berendezéseket és immerziós technikát alkalmaz.

Az általános használatra, majd a nagyteljesítményű logikai áramkörök gyártására kidolgozott 45 nanométeres eljárás bevezetése csak később fog bekövetkezni a TSMC-nél, feltehetően igyekezve lépést tartani a versenytársakkal. A Chartered az IBM-mel és az AMD-vel ápolt szoros kapcsolatai révén szert tesz nagyteljesítményű logikák gyártásához szükséges technológiára is. A dinamikus növekedés előtt álló foundry-piac tavaly több mint 18,5 milliárd dollárra rúgott, igaz, ez még mindig töredéke az egész félvezetőiparnak. Az Intel közel 40 milliárd dollár értékben forgalmaz chipeket, míg a második Samsung tavaly valamivel elmaradt a 18 milliárdtól. Ez a két vállalat egyenként évente több mint 5 milliárd dollár tőkeberuházást eszközöl az élen maradás érdekében.