שש המגמות שיניעו את תעשיית השבבים ב-2022 [מאמר אורח]

16 מרץ, 2022

ממארזים מתקדמים וליטוגרפיית EUV ועד מיקרולדים, שרשרת האספקה וגיוון בגיוס העובדים - נשיא KLA ישראל, אורי תדמור, מפרט על המגמות שיעצבו השנה את התעשייה

מאת אורי תדמור, נשיא KLA ישראל

תעשיות המוליכים למחצה והאלקטרוניקה  נהנות בשנתיים האחרונות מביקושים גבוהים בצד היצע שמתקשה לעמוד בקצב. משבר הקורונה אשר חייב מעבר לעבודה מרחוק הוביל לשימוש מוגבר בדיגיטל, בשלל ענפים כגון: קמעונאות, רפואה ועוד.  כתוצאה מכך המחירים ושולי הרווח המריאו וכמו שזה נראה יש לחברות בתחום עוד לאן לצמוח גם בשנת 2022. חברת המחקר WSTS (World Semiconductor Trade Statistics) צופה כי שוק המוליכים למחצה יצמח ב- 2022, ב- 8.8% ויגיע לכדי 601 מיליארד דולר. 

להלן 6 טרנדים אשר ישפיעו על תעשיות השבבים והאלקטרוניקה ב- 2022, ובשנים הקרובות: 

משחקים בקוביות: מארזים מתקדמים 

חוק מור הגיע לקצה גבולות הפיזיקה ועלויות הייצור כבר לא מאפשרות לרדת לרזולוציות מזעור שבבים של 2 ננומטר ופחות מזה.  טכנולוגיות חדשניות בתחומים של מחשוב ענן, ביג דאטה, בינה מלאכותית, מובייל וכלי רכב חשמליים, שלא לומר אוטונומיים, דורשות כוח מחשוב רב ותעשיית השבבים צריכה לתת מענה לדרישות שרק הולכות וגדלות. 

מאחר והגישה של מזעור ודחיסת כמות עצומה של רכיבים על גבי פרוסת סיליקון אחת, אינה זרה לתעשייה, ההתפתחות האבולוציונית מעולם דו-מימדי לעולם תלת-מימדי באמצעות  טכנולוגית המארזים המתקדמים (Advanced Packaging) היא אך טבעית, ואף מקבלת זריקת עידוד ממשבר השבבים העולמי. היום באמצעות הדבקה של שתים, שלוש  פרוסות סיליקון זו לזו מגיעים לביצועים גבוהים בהרבה. גם בנייה לגובה של שבבים בודדים,  ברמה של מאות שכבות זו על גבי זו כבר רואים בתעשייה, משל היו המהנדסים משחקים בקוביות.

טכנולוגית העילית של ענף המעגלים המודפסים

ממחקר של חברת Mordor Intelligence  עולה כי שוק המארזים המתקדמים צפוי לגדול ב- 7.9% בקירוב בין השנים 2020 עד 2026 ולהגיע לשווי של למעלה מ- 38 מיליארד דולר ב- 2026. 

כך, ההאטה בחוק מור, משפיעה גם על ענף המעגלים המודפסים (PCB), ובמיוחד על יחידות ה- ICS (IC Substrates), המהוות שכבה המחברת בין השבבים ללוחות המעגלים המודפסים.  אם בעבר כל יחידה כזאת חיברה שבב אחד ללוח, הרי שהיום באמצעות טכנולוגית המארזים המתקדמים והמבנים ההטרוגניים כל יחידה יכולה להכיל מספר שבבים, מסוגים שונים (זיכרון, לוג'יק, אנטנה וכו') וכך מתקבלת יחידה אחת עם פונקציונליות מאד גבוהה. 

התעשייה  מספקת היום פתרונות יצור ובדיקה למעגלים מתקדמים, ברוחב קו של עד 5 מיקרון, והלוחות המכילים את המארזים המתקדמים משמשים  מרכזי נתונים ושרתים מדור 5, ומשפרים את הביצועים בתחומים המצריכים העברת כמויות גדולות של  דאטה במהירות גבוהה. בעתיד, יחידות מתקדמות ישולבו גם במחשבים שולחנים, מחשבים ניידים, בתעשיית הרכב האוטונומי ועוד. כמו תמיד האתגר שלנו יתמקד בהגדלת כוח המחשוב תוך מיזעור היחידה הנושאת אותו.

ליטוגרפית אקסטרים UV: מ-193 ל-13 ננומטר

יצרניות השבבים מתחילות בהדרגה להשתמש בטכנולוגיה בשם אקסטרים UV  (EUV), המאפשרת לבצע ליטוגרפיה באורך גל קיצוני של 13 ננומטר. זאת להבדיל מהדור הקודם שעבד עם אורך גל של 193 ננומטר. הסורקים החדשים, שעלותם יכולה להגיע לכדי 150 מיליון דולר ליחידה, מאפשרים ליצרניות השבבים להדפיס פיצ'רים זעירים ברמת דיוק שטרם ידעה התעשייה. 

אם עד היום המדידות התמקדו במרווחים שבין מבני השבבים אשר על גבי פרוסת הסיליקון, הדור החדש של המכונות כבר יודע לבצע מדידות בסמיכות רבה יותר  למבני השבבים עצמם, ולספק דיוק ורזולוציה גבוהים יותר. כמו כן, היום כבר אפשר לראות שימוש בטכנולוגית אקסטרים UV במוצרים המובילים של היצרניות הגדולות ואין ספק כי טכנולוגיה זו פותחת את הדלת לדורות רבים של פיצ'רים קטנים בעולם המוליכים למחצה.

לשתול מיקרולדים במסכים

תעשיית המיקרו אלקטרוניקה מייצרת היום לדים זעירים, בגודל של עד כ- 5 מיקרון, אותם ניתן "לשתול" במסכים של טלוויזיות, טלפונים או שעונים חכמים, ולהנות מיתרונות כגון בהירות גבוהה יותר, צריכת חשמל נמוכה יותר אשר משפיעה על אורך חיי הסוללה ועוד. 

יתרון גדול נוסף של הטכנולוגיה החדשה הוא היכולת לשלב על גבי המסך חיישנים שיתנו אינדיקציה לגבי טמפרטורה, קצב לב וכיוצא בזה. נכון להיום אפשר למצוא בשוק טלוויזיות ענק אשר כבר משתמשות בטכנולוגית המיקרולד ונמכרות כעת במחירי עתק. טכנולוגיה זו עדיין בפיתוח, וטובי המוחות מתמודדים עם אתגרים כגון העברת עשרות מיליוני לדים מפרוסות הסיליקון למסך, ברמת דיוק של מיקרונים בודדים ובקצב יצור סביר, במטרה לייעל את תהליך היצור. 

שינויים בהרגלי האספקה

משבר הקורונה הביא לעלייה ניכרת בביקושים מצד יצרני האלקטרוניקה, המובייל, הרכב וכד',  ומשם הם מחלחלים אל כל שרשרת האספקה, דרך יצרניות השבבים,  יצרניות של מכונות בקרה ובדיקה  ועוד שורה ארוכה של ספקים. אלא ששרשרת האספקה העולמית  לא בנויה לעמוד בקיבולת ובלחץ הזמנים החדש ולחברות לוקח זמן להתארגן.  

חברות שחושבות  מחוץ לקופסא, מוצאות רכיבים חליפיים, אוגרות דאטה באמצעות כלי אוטומציה כדי לאפשר קבלת החלטות בזמן אמת, מגדילות  שטחי ייצור וחדרים נקיים, מגיסות עובדים ואף משדרגות את מערכי ההדרכה שלהן ברוח הזמן והעבודה מרחוק.   

גיוס עובדים זה צו השעה

פיזיקאים, מהנדסי אינטגרציה, הנדסת מערכת, אלקטרואופטיקה, חומרים, תעשייה וניהול, מפתחים, אלגוריתמיקאים – אלה המקצועות החמים והנדרשים ביותר בתעשיית המוליכים למחצה והמיקרו אלקטרוניקה. השנה אף מושם דגש רב על גיוס עובדים ממגוון חברות ורקעים, מתוך הבנה שיש קבוצות רבות אשר במשך שנים הודרו מתעשיית ההייטק בשל העדר חשיפה הדדית. גיוס עובדים מהחברה הערבית, החרדית, הקהילה האתיופית ועוד הופכים לנפוצים יותר ויותר, וחברות הייטק משקיעות בפרסום שמותאם ופונה בצורה מדויקת לקהלי היעד החדשים, בהכשרה של עובדים ומנהלים בארגון לקלוט עובדים מגוונים בצורה מכילה ועוד.

מגפת הקורונה טרפה את הקלפים ושנתיים אחרי פרוץ המגפה  תעשיות השבבים והמיקרו אלקטרוניקה עדיין נמצאות בתהליכי צמיחה מאסיביים המשפיעים על השוק כולו. ארגונים שלמדו את המצב, פתחו גמישות לשינויים מהירים  והגדירו מתודולוגיות עבודה חדשות בכל התחומים הם אלה שייהנו מהפירות ויצמחו משמעותית גם בשנה הבאה. 

פורסם בקטגוריות: חדשות , סמיקונדקטורס