مشترکہ پلیٹ فارم ٹکنالوجی فورم: 14nm اور اس سے نیچے پر چپ سازی

کل میں نے کامن پلیٹ فارم ٹکنالوجی فورم میں شرکت کی ، جہاں آئی بی ایم ، گلوبل فاؤنڈریز ، اور سام سنگ نے وہ ٹیکنالوجی پیش کی جو وہ مستقبل میں چپس تیار کرنے کے لئے استعمال کریں گے۔ یہ گروپ ، بنیادی طور پر اپنی چپ بنانے والی ٹیکنالوجیز تقسیم کرنے کے لئے آئی بی ایم کے ذریعہ تشکیل دیا گیا ہے ، بنیادی طور پر آئی بی ایم اور اس کے شراکت داروں کے ذریعہ تیار کردہ ایک بنیادی عمل اختیار کرتا ہے ، اور پھر اسے اعلی حجم کی تیاری کے لئے گلوبل فاؤنڈریز اور سیمسنگ میں منتقل کرتا ہے۔

یہاں جھلکیاں ہیں:

لگتا ہے کہ 14nm FinFET پروسیس ٹکنالوجی (3D جیسے ٹرانجسٹر تخلیق کرنا) ٹریک پر ہے ، زیادہ تر امکان 2014 میں پیدا ہونے والی فاؤنڈریوں اور اس پروڈکشن پر مبنی مصنوعات جو 2015 تک نمودار ہوں گی۔ (انٹیل پہلے ہی FinFETs کو بھیج رہا ہے ، جسے وہ کہتے ہیں "ٹری گیٹ" ٹرانجسٹر ، 22nm پر لیکن انٹیل اس میں مختلف ہے کہ وہ بنیادی طور پر ایک ہی بنیادی ڈیزائن کے ساتھ اپنا صارف ہے ، اور فاؤنڈریوں کو زیادہ سے زیادہ وسیع پیمانے پر صارفین کی مدد کرنے کی ضرورت ہے۔) نوٹ کریں کہ اس عمل کا مشترکہ پلیٹ فارم ورژن ، جیسا کہ اس سے پہلے گلوبل فاؤنڈریز کے زیر بحث آیا ، فائن ایف ای ٹی ٹیکنالوجی کو "فرنٹ اینڈ" پر اپنے 20nm عمل کی طرح "بیک-اینڈ" کے ساتھ جوڑتا ہے۔

اگرچہ ہر ایک اس بات سے متفق ہے کہ مستقبل میں کسی وقت EUV (انتہائی الٹرا وایلیٹ) لتھوگرافی ضروری ہوجائے گی ، لیکن اس کی نشوونما میں زیادہ وقت لگتا ہے اور توقع سے زیادہ مسائل کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔ اب اس کا استعمال 7nm پیداوار تک یا اس کے بعد تک نہیں ہوگا۔

جہاں کامن پلیٹ فارم گروپ نے ایک بار اپنے عمل کو اپنے ہر مینوفیکچررز سے مماثل بنانے کی بات کی تھی تاکہ گاہک آسانی سے ایک دوسرے سے دوسرے میں ہجرت کر سکیں ، اب ایسا لگتا ہے کہ بنیادی عمل ٹیکنالوجی تیار کرنے اور پھر انفرادی فاؤنڈریوں (گلوبل فاؤنڈریز اور سیمسنگ) کو دینے کی طرف توجہ دی جارہی ہے۔ ان کو اپنے مخصوص صارفین کے ل custom اپنی مرضی کے مطابق بنائیں۔

20nm اور 14nm پیداوار میں ہجرت فی ٹرانجسٹر لاگت میں اتنی لاگت پیدا نہیں کرے گی ، کیونکہ مینوفیکچررز نئے عمل کے نوڈس سے توقع کر رہے ہیں۔ (عام طور پر ، آپ کو فی نوڈ - مور کا قانون as لیکن اس سے تھوڑا سا زیادہ قیمت پر دگنے سے زیادہ ٹرانجسٹر مل جاتے ہیں۔) لیکن 20nm میں مزید لاگت آتی ہے کیونکہ اس میں پہلی بار لتھوگرافی کے "ڈبل پیٹرننگ" کی ضرورت ہوگی ، اور 14nm نوڈ کامن پلیٹ فارم کے شراکت دار بات کر رہے ہیں وہ واقعی میں ایک مکمل سکڑ نہیں ہے ، کیونکہ اس میں 20nm "بیک اینڈ" استعمال ہوتا ہے۔ لیکن ایگزیکٹوز نے کہا کہ وہ توقع کرتے ہیں کہ 10nm کے اقدام میں معمول کی اقتصادیات میں واپس آ جائیں گے۔

کچھ تفصیلات یہ ہیں:

آئی بی ایم مائکرو الیکٹرانکس کے وی پی مائک کیڈیگن نے اس بارے میں بات کی کہ پچھلے 10 سالوں میں کامن پلیٹ فارم کس طرح تیار ہوا ہے۔ یہ ایک ایسے گروپ سے چلا گیا ہے جس میں فاؤنڈری لیڈر ٹی ایس ایم سی کا متبادل پیدا کرنے کے لئے تیار کیا گیا ہے جس میں اب نمبر دو اور تین فاؤنڈری (گلوبل فاؤنڈریز اور سیمسنگ سیمیکمڈکٹر) شامل ہیں ، اس ٹیکنالوجی پر مبنی جو آئی بی ایم ریسرچ اور دیگر کمپنیوں سے آتی ہے۔ خاص طور پر ، انہوں نے ریاست اور شراکت داروں کے ساتھ مل کر ، البانی ، نیو یارک میں ایک نئے سیمک کنڈکٹر ریسرچ اینڈ ڈویلپمنٹ سہولت کی طرف اشارہ کیا ، جہاں اب آئی بی ایم ترقی پذیر ای یو وی جیسے منصوبوں پر اپنے ابتدائی پانچ آلات فراہم کنندگان کے ساتھ کام کر رہی ہے۔

کیڈیگن (اوپر) نے ٹیکنالوجی کی اگلی نسل میں جانے میں دشواری کا اشارہ کیا۔ انہوں نے کہا ، "ہم سب ٹریڈ مل پر ہیں ،" لیکن تجویز کیا کہ کامن پلیٹ فارم ماڈل اس کے ممبروں کو ممبروں اور ان کے شراکت داروں کے ذریعہ کئے گئے کاموں کو فائدہ اٹھانے کی صلاحیت فراہم کرتا ہے۔

انہوں نے کہا ، "ہماری صنعت معاشرے کے لئے ناگزیر ہے ،" انہوں نے یہ بتاتے ہوئے کہ کس طرح سلکان اسمارٹ فونز سے لے کر خود سے چلنے والی کاروں سے لے کر نئی صحت کی دیکھ بھال تک سب کچھ چلا رہا ہے۔

بعدازاں ، سوال و جواب کے سیشن میں ، انہوں نے کہا کہ کامن پلیٹ فارم گروپ گذشتہ برسوں میں کس طرح کام کرتا ہے اس میں نمایاں تبدیلیاں آئی ہیں۔ پچھلے عمل میں آئی بی ایم نے بنیادی ٹکنالوجی کی تشکیل اور اسے مشرقی فش کِل مینوفیکچرنگ پلانٹ میں کام کرنے کے ل putting شامل کیا ، پھر اس سارے عمل کو اپنے شراکت داروں تک پہنچا دیا۔ اب ، انہوں نے کہا ، ایک بار جب آئی بی ایم کے پاس بنیادی ٹکنالوجی کام کر رہی ہے تو ، یہ براہ راست گلوبل فاؤنڈریز اور سیمسنگ میں چلا جاتا ہے ، جس سے مارکیٹ کا وقت تیز ہوجاتا ہے۔

آئی بی ایم کا کہنا ہے کہ چپ سازی کا سامنا کرنا پڑ رہا ہے

آئی بی ایم سیمک کنڈکٹر ریسرچ اینڈ ڈویلپمنٹ سنٹر کے نائب صدر ، گیری پیٹن نے ، ٹیکنالوجی میں گہری ڈوبکی ، جس نے آئندہ برسوں میں چپ بنانے والوں کو درپیش چیلنجوں پر تبادلہ خیال کیا۔

پیٹن (اوپر) نے کہا ، "ہم ایک بد نظمی پر ہیں ،" چپ نے ایک بڑی تبدیلی لائی ہے۔ انہوں نے کہا کہ یہ پہلا موقع نہیں جب انڈسٹری نے اس طرح کے معاملات دیکھے ہوں ، اور نہ ہی یہ آخری ہوگا۔ صنعت پلانر سی ایم او ایس اور گیٹ آکسائڈ کی جسمانی حدود کوپہنچ گئی ، لہذا اسے تناؤ سلیکن اور ہائی کے / ک / میٹل گیٹ میٹریل میں جانا پڑا۔ اب ، انہوں نے کہا ، ہم پلانر ڈیوائسز کی حدود پر ہیں ، لہذا ہمیں خود "ٹرجیڈیٹر" کی طرف منتقلی کی ضرورت ہے ، خود ٹرانجسٹروں (یعنی FinFETs) کے معاملے میں اور چپ پیکنگ جیسے تصورات کا استعمال کرتے ہوئے پیکیجنگ میں۔ اگلی دہائی میں ، انہوں نے کہا ، ہم جوہری طول و عرض کی حد تک پہنچ جائیں گے اور ہمیں سلیکن نانوائرز ، کاربن نانوٹوبس ، اور فوٹوونکس جیسی ٹیکنالوجیز کی طرف جانے کی ضرورت ہوگی۔

یہ سب کام کرنے کے ل it ، یہ ضروری ہے کہ فاؤنڈری اب صرف مینوفیکچرنگ کمپنیوں کی طرح کام نہ کریں ، بلکہ اپنے صارفین اور ٹول سپلائرز کے ساتھ ڈیزائن / ٹکنالوجی "کوآپٹومیٹیشن" میں کام کریں ، جس میں یہ عمل "ورچوئل IDM" کی طرح کام کرتا ہے۔ "(انٹیگریٹڈ ڈیوائس کارخانہ دار)۔

پیٹن نے جاری تحقیق کی ضرورت پر روشنی ڈالتے ہوئے ، یارک ٹاؤن ، المادین ، ​​اور زیورک میں آئی بی ایم کی تحقیقی سہولیات کے بارے میں بات کرتے ہوئے اور بتایا کہ مسلسل بیسویں سال تک ، آئی بی ایم کو سب سے زیادہ پیٹنٹس دیئے گئے ہیں۔ انہوں نے شراکت داروں کی اہمیت کے بارے میں بھی بات کی ، خاص طور پر البانی نانو ٹیک ریسرچ کی سہولت کی طرف اشارہ کرتے ہوئے ، جو نیویارک ریاست اور سنی / البانی CNSE کے ساتھ شراکت میں تعمیر کیا گیا تھا ، اس کے ساتھ ساتھ سیمیٹچ اور سامان اور سامان فراہم کرنے والے افراد کی ایک بڑی تعداد تھی۔

ان کی بہت ساری گفتگو EUV کو درپیش چیلنجوں پر مرکوز رہی ، جسے انہوں نے "لتھوگرافی کی صنعت کی تاریخ کی سب سے بڑی تبدیلی" قرار دیا۔ انہوں نے نوٹ کیا کہ اگر EUV 7nm پر جانے کے لئے تیار ہے تو ، اس سے بدتر تصاویر پیدا ہوں گی ، اور اس طرح دیگر ٹیکنالوجیز کے مقابلے میں بہتر کارکردگی کا مظاہرہ کرنے والی چپس ملیں گی۔ لیکن اس میں بڑے چیلنجز ہیں۔ شروع کرنے کے لئے ، EUV آلات میں اب صرف 30 واٹ کا طاقت کا ذریعہ ہے اور اس کو لاگت سے موثر پیداوار کے لئے 250 واٹ تک پہنچنے کی ضرورت ہے۔ اس کے ل a قریب دس گنا بہتری کی ضرورت ہوگی۔ ایک اور مسئلہ EUV ماسک پر عیب دار قابو سے متعلق ہے۔

جیسا کہ اس نے عمل کو بیان کیا ، یہ لگ بھگ سائنس فکشن کی طرح لگتا ہے: آپ پگھلے ہوئے ٹن کو 150 میل فی گھنٹہ کی رفتار سے چھڑک کر شروع کرتے ہیں ، اسے تقسیم کرنے کے ل pre کسی لیزر سے مارتے ہیں ، پلازما بنانے کے ل another کسی اور لیزر سے پھٹ جاتے ہیں ، اور پھر اصل لائٹ بیم بنانے کے ل the لائٹ آف آئینے کو اچھالیں اور یقینی بنائیں کہ یہ صحیح مقام پر ویفر سے ٹکراتا ہے۔ انہوں نے اس کا موازنہ ایک انچ زون میں ایک بیس بال کو ہٹ کرنے کی کوشش سے ایک دن میں 10 بلین اسٹینڈ میں عین اسی جگہ سے کیا۔

ای بی وی کو مارکیٹ میں جانے میں مدد کے ل I آئی بی ایم لتھوگرافی بنانے والے اے ایس ایم ایل اور لائٹ سورس میکر سائمر (جس کو اے ایس ایم ایل حاصل کرنے میں ہے) کے ساتھ مل کر کام کر رہا ہے۔ البانی میں تحقیقی سہولت کو "مرکز برائے فضیلت" کے طور پر تیار کیا گیا ہے اور اب آئی بی ایم کو امید ہے کہ وہ اپریل تک اس میں اوزار حاصل کرلے گا۔ پیٹن نے کہا کہ یہ 14nm یا 10nm پیداوار کے لئے تیار نہیں ہوگا ، لیکن یہ 7nm یا بعد میں ہوسکتا ہے۔

اس دوران میں ، آئی بی ایم متعدد نمونوں کا استعمال کرتے ہوئے پیداوار میں بہتری لانے کے لئے بہت سارے کام کر رہا ہے ، جس میں متعدد ماسک کا استعمال کرنا شامل ہے۔ 20nm پر ، اس میں ڈبل پیٹرننگ شامل ہے ، جہاں پیٹرن بنانے کے لئے ایک سے زیادہ ماسک استعمال کیے جاتے ہیں۔ لیکن اس کو موثر بنانے کے ل a بہت سارے کام کی ضرورت ہوتی ہے ، لہذا آئی بی ایم ٹول ڈیزائن (ای ڈی اے) فروشوں کے ساتھ کام کر رہا ہے لہذا چپ ڈیزائنرز سیل سیل ڈیزائن کا ایک معیاری سلسلہ لے سکتے ہیں یا اپنی مرضی کے مطابق روانی تشکیل دے سکتے ہیں ، لیکن پھر بھی زیادہ موثر ہوسکتے ہیں۔

10nm پر ، اس نے دوسری تکنیکوں ، جیسے سائیڈ وال امیج ٹرانسفر (ایس آئی ٹی) کے استعمال کے بارے میں بات کی اور خود اسمبلی کی ہدایت کی ، جہاں کیمسٹری ٹرانجسٹر کی ترتیب میں مدد کرتی ہے۔ یہاں خیال یہ ہے کہ چوگنی نمونہ سازی کے بجائے ، آپ پھر بھی ڈبل پیٹرننگ کرسکتے ہیں ، جو کہ بہت کم مہنگا ہونا چاہئے۔

پیٹن نے یہ بھی بات کرتے ہوئے کافی وقت گزارا کہ نئے ڈیوائس ڈھانچے کی ضرورت کیسے ہے۔ موجودہ FinFETs کارکردگی اور تغیر کے معاملات سے جدوجہد کرتے ہیں ، اور لیکن IBM ان مسائل کو بہتر بنانے کے ل nar تنگ بینڈ بنانے پر کام کر رہا ہے۔

انہوں نے کہا کہ 7nm اور اس سے بھی آگے ، آلے کے نئے ڈھانچے کی ضرورت ہوگی ، جیسے سیلیکن نانوائرس اور کاربن نانوٹوبس۔ کاربن نانوٹوبس میں توقع ہے کہ وہ طاقت یا کارکردگی میں دس گنا بہتر ہوسکے ، لیکن اس کے اپنے چیلنجز ہیں ، جیسے سیمیکمڈکٹر کاربن نانوٹوبس سے دھاتی کو الگ کرنے اور اسے چپ پر صحیح جگہ پر رکھنے کی ضرورت ہے۔ آئی بی ایم نے حال ہی میں اعلان کیا ہے کہ اس کے پاس اب چپ پر 10،000 سے زیادہ کام کرنے والے کاربن نانوٹوبس ہیں۔

دلچسپی کا ایک اور شعبہ باہمی رابطوں کو بہتر بنا رہا ہے ، اور پیٹن نے کہا کہ 4nm اور 8nm کے درمیان ، صنعت نانو فوٹونکس میں منتقل ہوجائے گی۔ انہوں نے آئی بی ایم کے حالیہ مظاہرے پر تبادلہ خیال کیا جو فوٹوونکس کو سلکان کے ساتھ جوڑتا ہے۔

آخر کار ، مقصد ایک ہی چپ پر تھری ڈی اور فوٹوونکس کو اکٹھا کرنا ہے۔ پیٹن نے اختتام پر ایک چپ کے بارے میں بات کرتے ہوئے کہا کہ وہ تین طیاروں کے ساتھ دیکھنا چاہتا ہے: ایک منطق کے ساتھ جس میں 300 کے قریب کور ہیں۔ میموری کے ساتھ دوسرا (30GB ایمبیڈڈ DRAM کے ساتھ)؛ اور دوسرا فوٹوونک طیارہ ، جس سے آپ چپ آپٹیکل نیٹ ورک مہیا کرتے ہیں۔

گلوبل فاؤنڈریز اور سام سنگ نے 2014 میں 14nm ویفرس کی مکمل پیداوار کا وعدہ کیا ہے

گلوبل فاؤنڈری اور سام سنگ دونوں کے نمائندوں نے اس بارے میں بات کی کہ وہ 14nm اور FinFETs میں جانے کے چیلنجوں کا مقابلہ کس طرح کر رہے ہیں۔

مارکیٹنگ ، سیلز ، کوالٹی اور گلوبل فاؤنڈریز کے ڈیزائن کے ایگزیکٹو نائب صدر ، مائیک نونن نے اس سال کے بارے میں بات کی ہے کہ کمپنی اس سال کم پاور 20nm کا عمل کس طرح متعارف کروا رہی ہے۔ اس نے پہلے ہی اپنے 14 ایکس ایم پروسیس کا اعلان کیا ہے ، جس میں 14nm FinFETs زیادہ لاگت سے موثر بیک اپ کے ساتھ استعمال کیا جاتا ہے۔ انہوں نے کہا کہ گلوبل فاؤنڈریز کی توقع ہے کہ اس سال 14nm کی ابتدائی پیداوار ہوگی ، 2014 کی پہلی ششماہی میں 14XM عمل کی پوری پیداوار کے ساتھ۔

دوسری چیزوں میں ، نونن (اوپر) نے 14XM پر شراکت داری کے بارے میں بات کی ، جس میں ڈیزائن ٹولز پر Synopsys کے ساتھ کام کرنا ، ایک دوسرے سے منسلک ہونے کے لئے ریمبس ، اور اس کے آرٹسان جسمانی IP کے ساتھ اے آر ایم شامل ہیں۔ انہوں نے کہا کہ ڈوئل کور کارٹیکس اے 9 فاؤنڈری کے 28SLP عمل کے مقابلے میں 62 فیصد بجلی کی کمی یا 14 ایکس ایم پر 61 فیصد کارکردگی میں بہتری کو ظاہر کرتا ہے۔

مزید آگے کی تلاش میں ، گلوبل فاؤنڈریز مالٹا ، نیو یارک میں اپنے فیب 8 کو بڑھا رہی ہے ، اور اسے 2015 کے دوسرے نصف حصے میں 10nm (10XM) کی مکمل پیداوار کی امید ہے۔

سیمسنگ الیکٹرانکس کے ایگزیکٹو وی پی ، کے ایچ کم ، جو سیمسنگ کے فاؤنڈری آپریشنز کے سربراہ ہیں ، نے کہا کہ صنعت میں بہت سارے لوگ کامن پلیٹ فارم الائنس کے اعلی گیٹ / میٹل گیٹ مینوفیکچرنگ کے لئے "گیٹ اول" نقطہ نظر پر شکی تھے ، لیکن یہ تھا کہ کمپنی کو موبائل پروسیسروں کے لئے بیٹری کی زندگی اور کارکردگی بڑھانے میں مدد کرنے میں "واقعی کامیاب"۔

کمپنی 14nm FinFET ٹکنالوجی پیش کرنے کے لئے تیار ہے ، کیوں کہ سب 20nm پلانر ٹیکنالوجیز قابل قبول کارکردگی پیش نہیں کرسکتی ہیں۔ کم (اوپر) نے کہا کہ FinFET ٹیکنالوجیز کے ساتھ تین اہم چیلنجز ہیں: عمل کی مختلف حالتوں ، چینل کی چوڑائی کے معاملات ، اور 3D ماڈلنگ اور نکالنے سے نمٹنے کے۔ لیکن آئی بی ایم ، سیمسنگ ، اور گلوبل فاؤنڈریز کے مابین سیمسنگ میں تھری ڈی ٹکنالوجی میں پیٹنٹ اور اشاعت کی اولین تعداد ہے اور یوں کامن پلیٹ فارم گروپ نے ان چیلنجوں کا مقابلہ کیا ہے۔

خاص طور پر ، کم نے تغیر اور پرجیوی مزاحمت سے نمٹنے کے لئے "ISDA عمل ترقی" کے بارے میں بات کی۔ UC برکلے ، سی ایم جی اور ٹولز فروشوں Synopsys ، Cadence ، اور مانٹر گرافکس کے ساتھ کام کے ذریعے ترقیاتی کٹ تیار کرنا؛ اور چپ ڈیزائنوں کو 14 این ایم سسٹم پر چپ ڈیزائن تخلیق کرنے میں آسانی کے ل AR اے آر ایم ، سنپوسیس ، اور ینالاگ بٹس سے آئی پی لائسنسنگ کرنا۔

اے آر ایم اور کیڈینس کے ساتھ کام کرتے ہوئے ، انہوں نے کہا کہ سیمسنگ نے فائن ایف ای ٹی کے ساتھ مل کر کارٹیکس اے 7 ڈیزائن تیار کیا ہے ، اور وہ اپنے صارفین کو فائن ایف ای ٹی پیش کرنے کے لئے تیار ہے۔ کم نے کہا ، یہ سال بنیادی طور پر توثیق اور ڈیزائن کے لئے ایک سال ہے ، آئندہ سال پوری پیداوار کے ساتھ۔ انہوں نے یہ بھی نوٹ کیا کہ اس وقت سیمسنگ کی دو فاؤنڈری ہیں ، کوریا میں ایس ون اور ایسٹینا ، ٹیکساس میں ایس 2۔ یہ کوریا میں 20nm اور 14nm پیداوار کی تیاری میں ایک نیا مقام بنا رہا ہے ، جس کا آغاز 2014 کے آخر یا 2015 کے اوائل میں ہونا شروع ہوگا۔

سوال و جواب کے سیشن میں ، کیڈیگن نے چپ پیدا کرنے کے ل 4 450 ملی میٹر ویفر تک جانے کے امور پر توجہ دی ، جبکہ اس کے مقابلے میں 300 ملی میٹر وافر جو اب عام ہیں۔ انہوں نے البانی ، نیو یارک میں 450 ملی میٹر ٹکنالوجی تیار کرنے والے ایک نئے کنسورشیم کا ذکر کیا اور کہا کہ جب ابھی وقت ہوا میں باقی ہے تو ، وہ توقع کرتے ہیں کہ 450 ملی میٹر کی صنعت کو اپنایا جائے گا "اس دہائی کے آخر میں۔" انہوں نے کہا کہ وہ توقع کریں گے کہ EUV سب سے پہلے 350 ملی میٹر میں مارکیٹ میں آئے گی اور اس کے فورا بعد ہی 450 ملی میٹر پر۔

نونن نے چپ سازی کو "انسانیت کی تاریخ کا سب سے پیچیدہ کاروبار" قرار دے کر اس سیشن کا اختتام کیا اور یہ بات واضح ہے کہ اس میں حیرت انگیز ٹیکنالوجی کی کامیابیوں کا ایک سلسلہ شامل ہے۔