אינטל מכריזה על הפעלתו המלאה של מפעל השבבים המתקדם Fab 52 באריזונה, אבן דרך משמעותית בפרויקט שנמשך שנים ודרש השקעה של מיליארדי דולרים. במקביל, החברה חושפת כי החלה בהליך הייצור ההמוני (Ramp) של טכנולוגיית  Intel 18A   במפעל זה, וממצבת את Intel Foundry כיצרנית היחידה המפתחת, חוקרת ומייצרת תהליך מתקדם מסוג 2 ננומטר כולו על אדמת ארצות הברית.

מפעל Fab 52 ימלא תפקיד קריטי בהובלת תעשיית השבבים העולמית ויהיה הראשון לייצר בנפח גבוה את טכנולוגיית18A  . קנה המידה של המפעל הוא עצום: הוא משתרע על פני 700 אקר, וכולל שטח חדר נקי של יותר ממיליון רגל רבוע – שווה ערך ל-17 מגרשי פוטבול. לצורך הקמתו, נעשה שימוש בכמות פלדה הגדולה פי 5 מזו שבמגדל אייפל וכמות בטון המספיקה לסלילת כביש מהיר באורך 50 מייל. מערכת אוטומציה מתוחכמת, הכוללת 30 מייל של מסילות ו-2,100 רכבים אוטונומיים, מחברת בין חמישה מפעלי ייצור באתר.

המהפכה הטכנולוגית: RibbonFET -ו- PowerVia משנות את חוקי המשחק

בליבת ההכרזה עומדת טכנולוגיית Intel 18A, שנכנסה כעת לשלב "ייצור בסיכון" (Risk Production) – כלומר, ייצור ראשוני של שבבים עובדים בכמות מוגבלת, המיועד לבדיקות אחרונות ולאימות התהליך לפני המעבר לייצור המוני. טכנולוגיה זו מציגה לראשונה בעולם שילוב של שתי פריצות דרך ארכיטקטוניות שיגדירו מחדש את עולם ייצור השבבים: טרנזיסטור RibbonFET ואספקת חשמל אחורית PowerVia.

אם נדמה שבב מחשב לעיר מיניאטורית, הטרנזיסטורים הם ה"מנועים" והחיבורים הם ה"תשתיות" (חשמל ומידע). שתי הטכנולוגיות החדשות של אינטל מהוות מהפכה בשני התחומים:

• RibbonFET : לפני עשור, טרנזיסטור ה-FinFET של אינטל הפך לסטנדרט תעשייתי. RibbonFET  הוא היורש המהפכני שלו. בעוד שב-FinFET השער החשמלי עוטף את הטרנזיסטור משלושה צדדים, ב-RibbonFET הוא בנוי ממספר "סרטים" (Ribbons) אופקיים המונחים זה על גבי זה, כאשר השער עוטף אותם מכל הכיוונים. מבנה תלת-ממדי חדש זה מעניק שליטה כמעט מושלמת על זרימת החשמל, מונע "דליפות" אנרגיה ומאפשר ביצועים גבוהים משמעותית תוך צריכת הספק נמוכה יותר.
• PowerVia :  בשיטות הייצור הנוכחיות, קווי אספקת החשמל וקווי העברת המידע נדחסים יחד בצדו הקדמי של השבב, מה שיוצר "פקקי תנועה" ובזבוז אנרגיה. PowerVia פותרת בעיה זו על ידי העברת כל רשת החשמל לצדו האחורי של השבב. הפרדה מוחלטת זו מפנה את הצד הקדמי אך ורק לתקשורת מידע מהירה ונקייה, בדומה למערכת כבישים דו-קומתית. התוצאה היא שיפור של עד 30% ביעילות אספקת המתח (IR drop) וצפיפות תאים גבוהה בעד 10%.

השילוב של RibbonFET ו-PowerVia מיתרגם לקפיצת מדרגה:

•           שיפור של יותר מ-15% בביצועים לוואט (Perf/W) בהשוואה לתהליך  Intel 3

•           הפחתה של יותר מ-25% בצריכת ההספק באותם ביצועים.

•           צפיפות שבב גבוהה פי 1.3 בהשוואה ל- Intel 3

באופן מפתיע, למרות המורכבות הטכנולוגית, הוספת PowerVia אינה מייקרת את תהליך הייצור. ניתוח כלכלי שהציגה אינטל מראה כי העלות הנוספת של תהליך אספקת החשמל האחורית מתקזזת כמעט במלואה על ידי פישוט שכבות המתכת בצד הקדמי. מהלך זה מפחית ב-44% את מספר המסכות (masks) וב-42% את מספר שלבי התהליך בשכבות אלו, ובכך הופך את הטכנולוגיה לכדאית כלכלית.

מבחינת מוכנות לייצור, תהליך 18A  מתקדם כמצופה, עם ירידה עקבית בצפיפות
הפגמים (Defect Density) בדרך ליעד הייצור ההמוני ברבעון הרביעי של 2025. אינטל מדגישה כי שיעורי התפוקה (Yields) הנוכחיים (כלומר של 18A) שווים או טובים יותר מאלו של כל טכנולוגיית אינטל אחרת ב-15 השנים האחרונות בשלב פיתוח מקביל.

הדור הבא של מעבדי אינטל ייוצר ב-Fab 52

טכנולוגיית 18A תהווה את הבסיס למעבדים מהדור הבא של אינטל. מפעל Fab 52 ייצר את שני קווי המוצרים הבאים של החברה: שבב ה-Compute של Panther Lake ושבבי ה-CPU של Clearwater Forest . בנוסף, אינטל כבר עובדת על הדור הבא של התהליך, A18 – P שיציג שיפור נוסף של 8% עד 10% בביצועים.

הפוסט אינטל חונכת את מפעל Fab 52 באריזונה ופותחת עידן חדש בייצור שבבים עם טכנולוגיית 18A הופיע לראשונה ב-Chiportal.

לאחרונה הודיעה חברת אמקור טכנולוגיות, יצרנית אריזות מתקדמות לשבבים, על השקעה של 2 מיליארד דולר בהקמת מפעל חדש לאריזה ובדיקה של שבבים מתקדמים באריזונה. המפעל יספק שירותים אלה עבור שבבי אפל המיוצרים במתקן TSMC הסמוך.

זהו אחד מני רבים של השקעות ענק בתעשיית המוליכים למחצה באריזונה, שהפכה ליעד מוביל גלובלית בתחום. מאז 2020 הוכרזו השקעות של למעלה מ-62 מיליארד דולר במדינה, כשאפל, TSMC, אינטל, NXP וחברות נוספות מרחיבות או בונות מפעלים חדשים.

TSMC לבדה משקיעה כ-40 מיליארד דולר בהקמת שני מפעלי ייצור שבבים מתקדמים באזור פיניקס. המפעל הראשון צפוי להיפתח ב-2024 והשני ב-2026. אמקור תספק שירותי אריזה ובדיקה עבור השבבים שייוצרו שם, כשאפל תהיה הלקוחה הראשונה והגדולה ביותר שלה.

במקביל גם אוניברסיטאות ומכללות באריזונה משקיעות עשרות מיליוני דולרים במתקני מחקר ופיתוח ובתוכניות הכשרה ייעודיות לתעשייה – הכל כדי לספק כח אדם מיומן שיוכל לאייש את המפעלים הללו.

אוניברסיטת מדינת אריזונה (ASU) לדוגמה חברה לחברת Applied Materials בהקמת מרכז מחקר בהיקף 270 מיליון דולר, שיכלול מתקני פיתוח משותפים. אוניברסיטת אריזונה מצדה מרחיבה את מרכז המיקרו/ננו-פבריקציה שלה בהשקעה של 35.5 מיליון דולר.

גם המכללות המקומיות זוכות להשקעות – מכללת מריקופה למשל תפתח מאיץ פיתוח כח אדם ייעודי לתעשייה בהיקף 48 מיליון דולר. פימה קומיוניטי קולג' ומכללת אריזונה המרכזית גם הן יקבלו מימון של כ-3 מיליון דולר להרחבת תוכניות הלימוד בתחום.

נראה שאריזונה ערוכה כראוי לגל ההשקעות האדיר בתעשיית המוליכים למחצה, וצפויה להמשיך ולמשוך חברות טכנולוגיה מובילות שמזהות את הפוטנציאל הגלום באקו-סיסטם המקומי – הכולל כישרונות טכנולוגיים, ידע אקדמי, תשתיות מחקר ופיתוח, ותוכניות הכשרה ייעודיות.

הפוסט תעשיית השבבים באריזונה פורחת הופיע לראשונה ב-Chiportal.

TSMC  הכריזה אמש (שלישי) על הקמת מפעל נוסף באריזונה, במהלך ביקורו של הנשיא ביידן באתר בצפון פיניקס. המפעל החדש ייצר שבבים בטכנולוגית 3 ננומטר, וגם המפעל שנמצא בבניה ישודרג מ-5 ל-4 ננומטר,

TSMC  תקבל לפי חוק השבבים סיוע נרחב מהממשל ולכן זו תהיה גם ההשקעה הגדולה ביותר של המדינה במגזר הפרטי אי פעם ואחת ההשקעות הזרות הישירות הגדולות ביותר בכל מקום בארצות הברית.

באירוע ישתתפו גם מייסד TSMC מוריס צ'אנג, מנכ"ל מיקרון טכנולוגיה סנג'אי מהרוטרה , מנכ"ל אפל טים קוק, ומנכ"ל NVIDIA, ג'נסן הואנג. אפל הודיעה על תוכניות לקנות שבבים שייוצרו במתקן בצפון פיניקס.

הפוסט TSMC מקימה מפעל שני באריזונה  – תשלש את ההשקעה שתגיע ל-40 מיליארד דולר הופיע לראשונה ב-Chiportal.