450 мм подложки

450 мм подложки

Цена вопроса - 100 млрд. долларов

 

Три промышленных гиганта — Intel (США), Samsung (Ю.Корея) и TSMC (Тайвань) — достигли соглашения о необходимости сотрудничества в освоении к 2012 году технологии и в производстве 450-мм кремниевых подложек. Компании продолжат взаимодействие с компанией Sematech, которая будет координировать усилия по продвижению 450-мм подложек. Sematech в общих чертах разрабатывает соответствующую программу. Но большинство производителей оборудования (Applied Materials, ASML Holding, KLA-Tencor, Lam Research, Novellus Systems и другие) настроено весьма скептически, ссылаясь на возможную астрономическую стоимость разработок. G. Dan Hutcheson, исполнительный директор консалтинговой компании VLSI Research Inc. считает, что 450-мм фабрики, конечно же появятся, но не в 2012 г., а не ранее 2025 г.

Дебаты по поводу переориентации полупроводниковой промышленности на 450-мм кремниевые подложки возникли в связи с ростом затрат на производство компонентов ИС со все более уменьшающимися размерами (от 45— к 32-, 22— и 16-нм элементам).

Страсти по поводу возможного перехода на 450-мм подложки достигли точки кипения еще в октябре 2007 года во время проведения международной встречи производителей оборудования и материалов для полупроводниковой промышленности, организованной Sematech. В отличие от оптимистичных оценок Sematech, производители оборудования сочли идею перехода заблуждением, которое приведет не к снижению, а к росту стоимости чипов.

Согласно экономической модели компании Sematech (возбудителя 450-мм инициативы), пропускная способность 450-мм оборудования (включая установки травления, ионной имплантации, литографии и контрольно-измерительные) будет такой же, как у сегодняшнего 300-мм оборудования. Принимая, что 300-мм подложки содержат 400 чипов и пропускная способность оборудования составляет 150 подложек в час, в результате получаем каждый час 60000 чипов. Переход на 450-мм увеличит число чипов на подложке до 920 и (при той же пропускной способности оборудования) будем иметь 138000 чипов в час.

 

Однако эта модель расходится с выводами производителей оборудования. По их мнению, из-за более тонкой и сложной геометрии приборов следующих поколений на одной подложке можно будет изготовить только 74 000 чипов, что незначительно больше, чем в случае 300-мм подложек. Поэтому чипмейкерам придется купить две установки вместо одной для сохранения 300-мм производительности, что обесценивает цели перехода. Кроме того, производители оборудования утверждают, что они еще не компенсировали свои затраты на разработку оборудования для 300-мм подложек (по их оценкам, полная компенсация наступит только через 30 лет), а возможные инвестиции в разработку 450-мм оборудования не возвратятся никогда. Производители оборудования полагают, что промышленность должна сосредоточиться на увеличении производительности и снижении временного цикла изготовления ИС на 300-мм фабриках.        

Модель Sematech:     

 

Оценки производителей оборудования

           

300 мм           450 мм           450 мм

Число подложек/час                                                            150                    150                  ~ 81

Число чипов на подложке                                                   400                    920                   920

Число чипов в час на одной установке                             60000              138000          ~ 74400

Число установок для проведения одного процесса            1                        1                        2

 

 

Несмотря на эти сомнения, в мае с.г. тройка компаний Intel, Samsung и TSMС заявили о достижении взаимного соглашения, цель которого запустить и провести испытание опытного производства 450-мм подложек в 2012 г., и к этому времени подготовить основное технологическое оборудования для опытного производства чипов. По предварительным оценкам, стоимость разработки оборудования и всевозможной оснастки для работы с 450-мм подложками может составить до 100 млрд. долл.

 

Основные аргументы Intel, Samsung и TSMC в защиту 450 мм сводятся к двум позициям:

 

на пути уменьшения размеров компонентов ИС чипмейкерам придется столкнуться со все более увеличивающей сложностью (а, следовательно, и стоимостью) их изготовления, и переход на 450 мм поможет поддержать разумную стоимость будущих интегральных схем;

 

переход на большие подложки приведет к более эффективному использованию ресурсов (энергии, воды и различных химических реактивов), что будет способствовать очищению окружающей среды.

 

Для скептических производителей оборудования пряником могут стать значительные субсидии, которые они быстро получат, в частности, и от самих чипмейкеров, однако есть и кнут — риск, что значительные капитальные вложения, в конце концов, не окупятся.

 

Другие крупные чипмейкеры — Indeed, AMD, Chartered, IBM, Hynix, Powerchip, STMicroelectronics и UMC – пока нейтрально относятся к идее тройки. Однако, борьба за экономическое выживание гарантирует тройке сильную оппозицию со стороны средних и небольших компаний-производителей микро- и наноэлектронных изделий. Они-то и составляют довольно большую анти-450-мм толпу, не без оснований полагая, что им не удастся выдержать конкуренцию в новых условиях. Эти компании в партнерстве со скептическими производителями оборудования обеспечат еще длительное балансирование на 300/450-мм качелях. Новые дебаты продолжатся на новой встрече представителей промышленности, организуемой Sematech 20—23 октября с.г.

 

«Средний человек не знает, что ему делать со своей жизнью, и, тем не менее, он хочет получить еще одну - вечную»»

Франс Анатоль