211service.com
Mūra likuma mēness šāviens
Šķietami ir fakts, ka katra jaunā skaitļošanas sīkrīka paaudze būs ievērojami jaudīgāka par iepriekšējo, taču draudošs tehnisks šķērslis to apdraud.
Tāpēc pasaulē lielākais mikroshēmu ražotājs Intel pirmdien paziņoja, ka ir ieguldījis 4 miljardus ASV dolāru Nīderlandes uzņēmumā ASML, kas ražo iekārtas datoru mikroshēmu ražošanai.
Abi uzņēmumi cenšas uzsākt sadarbību, iesaistot pasaulē lielākās skaitļošanas kompānijas — sava veida silīcija mēness šāvienā —, lai nodrošinātu, ka mikroshēmas turpina darboties ātrāk, pilnveidojot rīkus, kas nepieciešami mazāku funkciju izveidei uz silīcija mikroshēmām.
Ja jums ir vairāk cilvēku, kas dalās ar risku un sniedz ieguldījumu, tad, tuvojoties šai tehnoloģiskajai pārejai, panākumu prognoze palielinās, saka Roberts Bruks, Intel tehnoloģiju un ražošanas grupas viceprezidents.
Intel nesen laida klajā savas pirmās paaudzes mikroshēmas ar līdz 22 nanometriem. Pašreizējās mikroshēmu izgatavošanas metodes būs piemērotas divas paaudzes pēc – līdz 14 nanometriem un 11 nanometriem. Tādējādi pašreizējām metodēm vajadzētu būt lietderīgām līdz aptuveni 2013. gadam, bet pēc tam būs nepieciešama jauna ražošanas tehnoloģija. Diemžēl labākais kandidāts ir ne tikai nepilnīgs, bet jau nokavēts.
Dažos nākamajos gados ir jāpanāk ievērojams progress, lai neatpaliktu no Mūra likuma — Intel līdzdibinātāja pareģojuma, kas ir bijis patiess kopš 1975. gada un kas apstiprina patērētāju un nozares cerības, ka mikroshēmas kļūs arvien jaudīgākas. Šis likums nosaka, ka tranzistoru skaits, kas var ietilpt silīcija mikroshēmā, dubultojas ik pēc diviem gadiem (pirmā likuma versija, no 1965. gada, teica katru gadu), kas nozīmē, ka tāda paša izmēra mikroshēma ir jaudīgāka.
Mikroshēmu uzņēmumi veido Mūra likuma progresu un izvirza nākotnes mērķus, salīdzinot katras mikroshēmu paaudzes vissīkākās detaļas. Intel un citu mikroshēmu uzņēmumu inženieriem vienmēr ir bijis jāraizējas par to, kādus tehniskus trikus viņi var izdomāt, lai saglabātu šo ievērojamo samazināšanos. Šobrīd šie inženieri skatās kaut kādā bezdibenī.
Tehnoloģija, kas sola saglabāt Mūra likumu pēc 2013. gada, ir pazīstama kā ekstremālā ultravioletā (EUV) litogrāfija. Tas izmanto gaismu, lai ierakstītu rakstu ķīmiskajā slānī uz silīcija plāksnītes, kas pēc tam tiek ķīmiski iegravēts silīcijā, lai izveidotu mikroshēmas sastāvdaļas. EUV litogrāfija izmanto ļoti augstas enerģijas ultravioletās gaismas starus, kas ir tuvāk rentgena stariem nekā redzamajai gaismai. Tas ir pievilcīgi, jo EUV gaismai ir īss viļņa garums — aptuveni 13 nanometri —, kas ļauj iegūt mazākas detaļas nekā mūsdienās litogrāfijā izmantotā 193 nanometru ultravioletā gaisma. Taču EUV ir izrādījies pārsteidzoši grūti pilnveidot.
Līdz 2007. gadam Intel uzskatīja, ka EUV tiks izmantots, lai izgatavotu 22 nanometru mikroshēmas, kas iznāca šogad, taču tā vietā izvēlējās veikt labojumus, kas pagarināja litogrāfijas kalpošanas laiku, pamatojoties uz 193 nanometru gaismu. Vēl 2010. gadā uzņēmums cerēja izmantot EUV paņēmienus 11 nanometru mikroshēmu paaudzei, kas vēl ir pēc vairākiem gadiem, taču kārtējo reizi tehniskie jauninājumi nozīmēja, ka esošās litogrāfijas darbība tika atcelta.
Kavēšanās ir skārusi arī EUV. Lielākoties tie ir radušies no tādiem uzņēmumiem kā ASML un Nikon, kas izstrādā un pārdod litogrāfijas iekārtas. Viens no lielākajiem izaicinājumiem ir bijis izveidot pietiekami jaudīgus EUV gaismas avotus. Visu veidu vielas absorbē gaismu šajos viļņu garumos, tāpēc avotam ir jābūt pietiekami spilgtam, lai nodrošinātu, ka pietiekami daudz gaismas sasniedz apstrādājamo plāksni. EUV litogrāfijas iekārtas ir izstrādātas tā, lai stars pēc iespējas vairāk izietu caur vakuumu, lai gaisa molekulas netraucētu. Ir izstrādātas arī īpašas struktūras, lai virzītu un fokusētu gaismu ar minimālu absorbciju, taču līdz brīdim, kad stars sasniedz apstrādājamo plāksni, ir zaudēti vairāk nekā 90 procenti no sākotnējās EUV gaismas.
ASML vispilnīgākie prototipi var iegravēt komponentus uz silīcija plāksnēm, taču tiem ir aptuveni uz pusi tik stiprāki stari, nekā būtu nepieciešams ekonomiskai mikroshēmu masveida ražošanai. Tajā pašā laikā uzņēmums cenšas panākt progresu otrās paaudzes EUV litogrāfijas tehnoloģijā, kurā tiks izmantoti sarežģīti pārkonfigurējami spoguļi, lai mikroshēmās izveidotu vēl smalkākas detaļas. Tā arī mēģina pāriet uz silīcija vafeļu izmantošanu, kuru virsmas laukums ir nedaudz vairāk nekā divas reizes lielāks par šodien izmantotajām, tāpēc vienā partijā var izgatavot vairāk mikroshēmu, taču tam būs nepieciešams jauns aprīkojums.
Lai gan Intel darījums formāli ir vērsts uz nākamās paaudzes EUV un pāreju uz lielākām vafelēm, tā nodrošinātajiem resursiem vajadzētu arī palīdzēt ASML risināt tā aktuālāko problēmu. Skaidrs, ka nav nākamās paaudzes, ja mēs nepanāksim šīs paaudzes darbu, saka ASML pārstāvis Raiens Jangs. Mums acīmredzot vispirms jāpabeidz pirmā paaudze.
Video paziņojumā, kas tika publicēts tiešsaistē šīs nedēļas sākumā, ASML finanšu direktors Pīters Veninks mudināja citus mikroshēmu ražotājus pievienoties centieniem atbalstīt EUV attīstību, parakstot līgumus, kas ir līdzīgi Intel, kas Intel uzliek saistības atbalstīt lielu pētniecības un izstrādes pieaugumu. atdevi par 25 procentiem tā piegādātāja akciju. Veninks sacīja, ka visa nozare gūs peļņu no šādiem līgumiem. Viņš teica, ka tas ir par to, lai nākamās paaudzes mikroshēmām nepieciešamā tehnoloģija tiktu izstrādāta ātrāk. Galu galā, protams, ieguvējs būs patērētājs.
Samsung un Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, divi lielākie mikroshēmu ražošanas uzņēmumi pēc Intel, visticamāk, ir vēlamie partneri, taču neviens līdz šim nav publiski izrādījis interesi. Gan Intel, gan ASML cer, ka šie un citi uzņēmumi noliks malā savu ierasto konkurenci un apvienos finansējumu un zināšanas, kas nepieciešamas, lai pārvarētu šķēršļus, kas apdraud nākamās paaudzes sīkrīkus.