2DGeneration משיקה תהליך לייצור גרפן בטמפרטורות נמוכות בשבבים. טכנולוגיה זו מתגברת על מגבלות הטכנולוגיה הקיימת, מעצימה את ביצועי שבבי AI ומאפשרת את המשך חוק מור
אפשר להגדיל פי כמה את מהירות שבבי ה-AI ולאפשר את המשכיות חוק מור. כך אומר אריה כוכבי, יו"ר ומנכ"ל 2DGeneration. כוכבי ישתתף בכנס ChipEx2025 שיתקיים במרכז הכנסים אקספו ת"א ב- 13 במאי הקרוב.
"החידוש העיקרי שלנו אשר נציג ב- ChipEx2025 הוא תהליך מבוסס על השקעה שכבתית אטומית (Atomic Layer Deposition, ALD) שמייצר גרפן ישירות על חיבורים בתוך שבבים בטמפרטורות של עד 350 °C. זאת בניגוד לשיטת השקעת הפקדה אדים כימית (Chemical Vapor Deposition, CVD) הדורשת טמפרטורה של מעל 900 °C, דבר שלא מאפשר לשלב אותה בשבבים עדינים ללא פגיעה ברכיבים".
אילו בעיות עומדות בפני התעשייה כשהיא מנסה ליישם גרפן בחיבורים בתוך השבב?
כוכבי: הבעיות העיקריות הן:
- טמפרטורה גבוהה מדי: תהליך CVD מנתק חום של כ-1,000 °C כדי שהאטומי פחמן יתחברו במבנה הדו־ממדי של גרפן, מה שפוגע ברכיבים רגישים.
- תוצר משני: ניסיונות לשלב פלזמה ב-CVD (Plasma-Enhanced CVD) הניבו מחומרים דמויי גרפן, שאינם נהנים מהמוליכות העליונה של החומר.
- התאמה לתהליך תעשייתי: מפעלים מתקדמים מוגבלים ל-350 °C; טמפרטורות גבוהות יותר פוגעות ברכיבים ומונעות יישום ישיר.
- שיקולים טכנולוגיים וכלכליים: פתרונות רבים דורשים השקעות כבדות וציוד ייחודי שאינו נפוץ במפעלי ייצור סטנדרטיים.
במקום לשנות את תשתית ה-CVD, אנו פונים ל-ALD – מכונות נפוצות במפעלי ייצור מתקדמים. באמצעות קדם‑חומרים (pre‑cursors) – חומרים כימיים ראשוניים המשמשים כבסיס למשקע אטומי בשיטת ALD, לצד פולימרים ייחודיים שפיתחנו והבטחנו בפטנטים, אנו משיגים יצירת גרפן באיכות נקייה ובאופן מבוקר על משטחים מתכתיים ובידודיים, וכל זאת בטמפרטורה הנמוכה המותרת.
"אנו משתפים פעולה עם חברת IMEC, המרכז המוביל בעולם למחקר ופיתוח תעשיית השבבים, עם 5,000 חוקרים ותשתית של 2.5 מיליארד אירו. אנו מבצעים סימולציות ומבחנים פיזיים על מגוון חומרים ומבנים. שיתוף פעולה נוסף וטרי הוא עם מרכז הננוטכנולוגיה של אוניברסיטת תל אביב מאז מרץ 2025 יש לנו גישה למערכת ALD נוספת ולמתקנים מתקדמים ב”חלל הנקי”, המאפשרים פיתוח מקביל וזריז".
"אנחנו גם חברים במיזם האירופי Connecting Chips של European Union (EU): פרויקט אירופי לפיתוח System in Package (SiP), , חבילת רכיבים משולבת לתעשיית ,Artificial Intelligence (AI), רכבים אוטונומיים ותעשייה דיגיטלית. 2DGeneration מובילה את נושא האינטרקונקטים ב-SiP בפרויקט זה.
מה המשמעות התעשייתית של המעבר לגרפן בחיבוריות בתוך השבב?
"יש כמה יתרונות למערכת שלנו. ראשית צפויה קפיצה בביצועים: גרפן מציע עד פי 200 גבוהה יותר בתנועת אלקטרונים לעומת נחושת, משפר קצב העברת נתונים בתוך השבב ומשחרר צווארי בקבוק בקצב שעון גבוה. בנוסף ההתמודדות עם חום תהיה קלה יותר. יכולת פיזור חום מצוינת שמקטינה התחממות יתר ושומרת על יציבות תרמית בתצורות צפופות.
"הטכנולוגיה של השימוש בגרפן לחיבוריות בשבבים תאפשר את המשכיות חוק מור: אפשרות ליישם תכנון בגאומטריות של ננומטר אחד ומטה, מה שמאריך את אורך החיים של טכנולוגיות הדור הבא. היישומים העתידיים הם: אלקטרוניקה גמישה, מסכים שקופים ורשתות תקשורת אופטו‑אלקטרוניות, בזכות התכונות המכאניות והשקופות של גרפן".
