מפת הדרכים של יצרניות השבבים הגדולות

25 פברואר, 2019

דו"ח של IC Insights מפרט את אסטרטגיית הייצור וקצב ההתקדמות של יצרניות השבבים הגדולות בעולם, ובכלל זה TSMC, סמסונג, גלובל-פאונדריז ואינטל

ההתקדמות העקבית של תעשיית השבבים נשענת על היכולת של יצרניות השבבים להציע שיטות ייצור חדשות שיספקו ביצועים גבוהים יותר בעלויות נמוכות יותר. זוהי למעשה גם מהותו של חוק מור, המנבא את קצב ההתקדמות של תעשיית השבבים.  דו"ח חדש של חברת המחקר IC Insights  נותן תמונת מצב על אסטרטגיית הייצור של קבלניות ייצור השבבים הגדולים בעולם: TSMC, סמסונג, גלובל פאונדריז (GlobalFoundries) וגם אינטל, המייצרת בעצמה את שבביה. הדו"ח מגלה הבדלים בקצב ההתקדמות ובאסטרטגיה של כל אחת מיצרניות השבבים הגדולות.

TSMC מתקדמת ל-5 ננומטר

קבלנית הייצור הטייוואנית TSMC השיקה בסוף 2016 תהליך ייצור ב-10 ננומטר בטכנולוגיית FinFET, אך התקדמה במהרה לתהליך של 7 ננומטר, וזאת מתוך הערכה של החברה כי טכנולוגיית ייצור ב-7 ננומטר תהיה בעלת תוחלת חיים ארוכה כמו תהליכי 28 ננומטר ו-16 ננומטר.

במקביל, TSMC כבר נמצאת בתהליכי פיתוח של תהליך 5 ננומטר, וצפויה להתחיל ולהציע באופן מוגבל (Risk Production) את התהליך במחצית הראשונה של השנה, ולעבור לייצור המוני בתהליך במהלך 2020. התהליך החדשני יתבסס על ליטוגרפיית אולטרה-סגול קיצוני (EUV), טכנולוגיה אופטית מבוססת לייזר המשתמשת באורכי גל קצרים יותר ובכך מאפשרת לייצר טרנזיסטורים קטנים יותר. לא יהיה זה התהליך הראשון של TSMC שמתבסס על EUV. החברה תשתמש בטכנולוגיה הזו לצורך שדרוג הייצור ב-7 ננומטר (N7+). בגרסה המשודרגת של התהליך ב-7 ננומטר, שתושק במחצית השנייה של השנה, ייעשה שימוש בליטוגרפיית EUV רק לצורך בניית השכבות הקריטיות (4 שכבות) בשבב. בתהליך של 5 ננומטר ייעשה שימוש ב-EUV לצורך בנייה של 14 שכבות.

סמסונג מאמינה ב-10 ננומטר

בתחילת 2018 הוציאה לשוק סמסונג, שמספקת גם שירותי ייצור לחברות שבבים, את הדור השני של תהליך הייצור ב-10 ננומטר, שנקרא 10LPP (low power plus). בהמשך 2018 השיקה החברה כבר דור שלישי של התהליך, 10LPU (low power ultimate), שהציע ביצועים גבוהים יותר. בשונה מ-TSMC, בסמסונג מאמינים כי תהליכי 10 ננומטר (ובכלל זה הנגזרת של 8 ננומטר) יהיו בעלי מחזור חיים ארוך.

סמסונג החלה בהיצע מוגבל של טכנולוגיית 7 ננומטר באוקטובר 2018. בחברה החליטו לוותר על שימוש בליטוגרפיית immersion (שבה ממלאים את חלל האוויר שבין העדשות ובמשטח הפרוסה בתווך נוזלי בעל מקדם שבירה גדול מאחד) לצורך שדרוג התהליך, ולדלג ישר לתהליך 7 ננומטר המבוסס על EUV. ב-7 ננומטר תעשה סמסונג שימוש בליטוגרפיית EUV לצורך ייצור 8-10 שכבות.

גלובל-פאונדריז פרשה מהמירוץ ל-7 ננומטר

GF השיקה באמצע שנת 2018 את התהליך 22 ננומטר FD-SOI, המהווה עבורה תהליך משלים לטכנולוגיית 14 ננומטר FinFET. החברה טוענת כי התהליך הזה מספק ביצועים כמעט שקולים לטכנולוגיית FinFET אך בעלויות של טכנולוגיית 28 ננומטר.

באוגוסט 2018 ביצעה GF הערכה מחודשת לאסטרטגיה שלה והכריזה כי היא מספיקה את מאמצי הפיתוח של טכנולוגיית 7 ננומטר, וזאת בשל המשאבים הגדולים הכרוכים בפיתוח הטכנולוגיה ובשל הערכת החברה כי הביקוש לתהליך יהיה מצומצם למדי. בעקבות כך מיקדה החברה את מאמצי המחקר והפיתוח שלה לשדרוג פלטפורמות הייצור של 14 ננומטר ו-12 ננומטר בטכנולוגיית FinFET ואת טכנולוגיית ה- FD-SOIשלה.

אינטל עוברת מ-14 ננומטר ל-10 ננומטר

הדור התשיעי של מעבדי אינטל, שהושק בסוף 2018 תחת השם “Coffee Lake-S”. אינטל לא חשפה פרטים רבים על תהליכי הייצור של מעבדים אלה, להערכת IC Insights מדובר בגרסה משודרגת של הדור השני של תהליך ייצור ב-14 ננומטר, שבו ייצרו הדור השמיני של מעבדי החברה.

החברה תחל בייצור המוני בתהליך של 10 ננומטר במהלך השנה עם השקת משפחת המעבדים “Sunny Cove”, שהחברה כבר הציגה בדצמבר 2018. ב-2020 צפויה החברה להציג את הדור הבא של תהליך 10 ננומטר.

בחמשת העשורים האחרונים נרשמה התקדמות אדירה בפרודוקטיביות ובביצועים של טכנולוגיית ייצור מעגלים משולבים. ב-IC Insights מסכמים את הדו"ח וטוענים כי למרות הצלחתה של התעשייה להתגבר על מכשולים רבים בדרך, המחסומים הפיזיקליים והטכניים נהיים מורכבים יותר ויותר. כדי להתגבר עליהם, בתעשייה מפתחים פיתרונות מהפכניים שמגדילים את הפונקציונאליות של השבבים.

פורסם בקטגוריות: ייצור וקבלנות משנה , מחקרים ונתוני שוק , סמיקונדקטורס

פורסם בתגיות: GLOBALFOUNDRIES , IC Insights , TSMC , אינטל , סמסונג