טכנולוגיה חדשה בשם Selective Layer Transfer (SLT) , באמצעות לייזר אינפרה אדום, הטכנולוגיה מסירה ומעבירה באמצעות לייזר אינפרא-אדום רכיבי שבב בין פרוסות סיליקון במהירות הגבוהה פי 100 מהמקובל היום
אינטל חשפה בסוף השבוע האחרון טכנולוגיה המאפשרת להעביר רכיבי שבב במהירות הגבוהה פי 100 מהקיים היום. במקביל, החברה הציגה חומר חדשני – רותניום – שמפחית ב-25% את צריכת האנרגיה בשבבים ומבטיח לשנות את הדרך שבה מידע זורם בתוכם. שני החידושים האלה, שפותחו במעבדות אינטל, עשויים לשנות את האופן שבו אינטל מייצרת שבבים במפעליה. ההכרזות הגיעו במהלך כנס IEDM (IEEE International Electron Devices Meeting), הכנס המוביל בעולם לטכנולוגיות שבבים.
פריצת הדרך המשמעותית של אינטל מגיעה בתחום אריזות השבבים: טכנולוגיה חדשה בשם Selective Layer Transfer (SLT) שמשנה את הכללים בתחום. באמצעות לייזר אינפרא-אדום, הטכנולוגיה מסירה ומעבירה רכיבי שבב בין פרוסות סיליקון במהירות הגבוהה פי 100 מהמקובל היום.
ברמת התוצר, לטכנולוגיית SLT יש השפעה מכרעת על ייצור שבבים. ראשית, הטכנולוגיה מאפשרת הגברת מהירות הייצור באופן משמעותי. שיפור של פי 100 במהירות העברת הרכיבים מוביל להגדלת תפוקת הייצור, מה שמאפשר לענות על הביקוש הגובר לשבבים מתקדמים. תהליכים שבעבר לקחו שעות או ימים מתקצרים כעת למספר דקות בלבד, מה שמשפר את היעילות הכללית במפעלים. בנוסף, הדיוק הגבוה שמציעה הטכנולוגיה מפחית את שיעור הפגמים בתהליך הייצור. השימוש בלייזר אינפרא-אדום מאפשר להסיר רכיבים בצורה מדויקת במיוחד, תוך שמירה על שלמותם. זה מוביל לשבבים באיכות גבוהה יותר ומצמצם את העלויות שנגרמות מתקלות בתהליך.
יתר על כן, טכנולוגיית SLT מאפשרת שילוב קל וגמיש של רכיבים שונים, כמו מעבדים, זיכרונות ורכיבי תקשורת, במערכת אחת. גמישות זו מאפשרת לייצר שבבים מורכבים במיוחד, ללא צורך שכל הרכיבים ייוצרו באותה טכנולוגיה או יהיו על אותו שבב.
הטכנולוגיה גם מפחיתה עלויות ייצור על ידי קיצור זמני העבודה ושיפור הדיוק בתהליך. פחות פגמים פירושו פחות בזבוז, והקצב המהיר יותר מאפשר לייצר יותר שבבים בפחות זמן. כך, אינטל יכולה להציע שבבים מתקדמים במחירים תחרותיים יותר.
יצירת דור חדש של רכיבים מתקדמים
אינטל הציגה טרנזיסטורים בטכנולוגיית Gate-All-Around (GAA) מסוג RibbonFET, עם אורך שער (Gate Length) של 6 ננומטר בלבד. Gate-All-Around (GAA) זו טכנולוגיה שבה השער מקיף את התעלה לחלוטין, מה שמאפשר שליטה מדויקת יותר בזרם החשמלי. הדבר שונה מטכנולוגיות קודמות כמו FinFET, שבהן השער הקיף את התעלה חלקית בלבד.
העובדה שהשער מקיף את תעלת הסיליקון באופן מלא, משפרת את היכולת לשלוט בצורה מדויקת בזרם החשמלי שעובר בטרנזיסטור. בזכות שליטה זו, ניתן להבטיח ביצועים גבוהים יותר של השבבים, גם כאשר מדובר בעיבודים מורכבים ומרובי תהליכים.
אחד מהיתרונות המרכזיים של הטכנולוגיה החדשה הוא הקטנת גודל הטרנזיסטור, עם אורך שער של 6 ננומטר בלבד. גודל קטן זה מאפשר לדחוס מספר גדול יותר של טרנזיסטורים על אותו שבב, מה שמוביל לשיפור משמעותי בכוח העיבוד של השבב.
בנוסף, אינטל שילבה חומרים דו-ממדיים (2D) מסוג Transition Metal Dichalcogenide (TMD), שמאפשרים ייצור טרנזיסטורים קטנים יותר עם יכולות משופרות לפעולה במתחים נמוכים במיוחד (פחות מ-V300). חומרים אלה עשויים להוות תחליף לסיליקון בתהליכי ייצור עתידיים, כשהם מציעים ביצועים חשמליים מעולים ברמות מזעור גבוהות מאוד.
שיפור קישוריות בין רכיבים עם חומר חדשני – Subtractive Ruthenium (Ru)
אינטל חשפה ב כנס גם את רותניום (Ruthenium) = חומר שנועד לשפר את ביצועי הקישוריות (Interconnects) בתוך שבבים. לעומת נחושת, הרותניום מספק יתרונות משמעותיים, כמו הפחתה של קיבוליות חשמלית (Capacitance) עד 25%, מה שמוביל להפחתת כמות האנרגיה הנדרשת להעברת נתונים בתוך השבב ומשפר את מהירות ואמינות השבבים. באמצעות שימוש ברווחים זעירים (Airgaps) , הטכנולוגיה מפחיתה הפרעות חשמליות ומאפשרת ייצור רכיבים צפופים ומדויקים יותר. השיפורים הללו מאפשרים ייצור שבבים איכותיים יותר בנפח גבוה ובעלויות נמוכות יחסית.
מערכות מודולריות ותמיכה בזיכרון מתקדם
באחד המחקרים שהוצגו בכנס, חשפה אינטל שיטה חדשה לייצור שבבים המבוססת על מערכות מודולריות – כלומר, בניית שבב מחלקים שונים שמתחברים יחד. החברה הציגה שלושה חידושים שישפרו את תהליך הייצור: ראשית, שיטה חדשה שתאפשר לשבב לגשת מהר יותר למידע בזיכרון, ובכך תמנע עיכובים בעיבוד נתונים. שנית, טכנולוגיית הדבקה חדשה (Hybrid Bonding) שתאפשר לחבר את חלקי השבב בצורה צפופה יותר, כך שניתן יהיה לדחוס יותר רכיבים על אותו שטח. שלישית, פיתוח דרכים חדשות לחבר בין הרכיבים כך שיוכלו להעביר מידע ביניהם מהר יותר. שלושת השיפורים האלה חיוניים במיוחד לייצור שבבים לבינה מלאכותית ומחשוב ענן, שנדרשים לעבד כמויות עצומות של מידע במהירות ובצורה יעילה"
"Intel Foundry ממשיכה לעצב ולהגדיר את מפת הדרכים של תעשיית השבבים. פריצות הדרך האחרונות שלנו מדגישות את מחויבות החברה לפיתוח טכנולוגיות חדשניות בארה"ב, ומציבות אותנו בעמדה טובה לאזן את שרשרת האספקה העולמית ולהחזיר את ההובלה הטכנולוגית והייצורית המקומית בתמיכת חוק השבבים האמריקאי," אומר סנג'יי נטראג'ן, סגן נשיא בכיר ומנהל כללי של מחקר הטכנולוגיה ב-Intel Foundry.
