את הצד של אינטל ייצג דניאל ליפוביץ, מהנדס בכיר באינטל ישראל, ולצידו הציגה ד"ר ענבר דג, סמנכ"לית מחקר ופיתוח בחברת הסטארטאפ פונוניקס ( Phononics ). ד"ר דג תיארה בהרצאתה כיצד פונוניקס משלבת יהלומים סינתטיים רב-גבישיים בתוך מארזי שבבים, במטרה לשפר באופן דרמטי את פיזור החום שלהם. הניסויים המשותפים של אינטל ופונוניקס הדגימו ירידה מרשימה של 10-20 מעלות צלזיוס בטמפרטורת הצומת ושיפור של עד 10% בביצועי השבבים.

מעבר לחדשנות הטכנולוגית שהוצגה, ההרצאה הייתה גם הזדמנות מצוינת להתוודע לד"ר ענבר דג ולקריירה המרשימה שלה. ענבר היא דמות מעוררת השראה וללא ספק מהווה מודל לחיקוי עבור נשים השואפות להשתלב בתעשיית השבבים ולהגיע לדרגי הניהול בתעשיה.

ד"ר ענבר דג מרצה בכנס ChipEx2025 צילום: ערן לם

ענבר נולדה וגדלה בנצרת עילית (הידועה כיום בשם נוף הגליל). ילדה מוכשרת שלמדה בכיתה מדעית וסיימה תיכון במגמה ריאלית. ההכוונה למקצועות ריאלים הגיעה ככל הנראה מהבית בו גדלה לאבא אגרונום, בעל דוקטורט בתחום החקלאות ובשבילה היה זה אך טבעי שתמשיך ללמד באוניברסיטה ותרכוש תארים. אך את ההכוונה לתחום הטכנולוגי היא חייבת דווקא למורה לפיזיקה בתיכון שהקפיד להדגיש בפני תלמידיו (גם הבנים וגם הבנות) כי העתיד טמון בתחום הטכנולוגיה והמוסד הטוב ביותר ללימודי מקצועות טכנולוגים הוא הטכניון.

ואכן עם סיום שירותה הצבאי נרשמה ללימודים בטכניון. דווקא כאן הפתיעה את עצמה כשבחרה ללמד כימיה ולא ללכת בעקבות המורה לפיזיקה הזכור לטוב. הסיבה נעוצה בביקור שלה במפעלי ים המלח בהם ביקרה בתקופת התיכון והוקסמה מהמורכבות של הפקת הכימיקלים במקום. לפני שנרשמה לטכניון עוד התלבטה בין פיזיקה לכימיה אך בסוף בחרה ללמד במסלול ישיר לדוקטורט בכימיה.

לאחר סיום לימודיה הצטרפה לחברת טאואר סמיקונדקטור שם החלה לעבוד כמהנדסת תהליך. כבר אחרי שלוש שנים מונתה למנהלת המו"פ של התחום הדיאלקטרי ולאחר שנתיים נוספות כבר עברה לנהל את תחום התפוקה והאינטגרציה. לאחר 10 שנים בטאואר עברה לחברת SCD שם מילאה תפקיד דומה. התחנה הבאה בקריירה של ענבר היתה דווקא בחברה שלא שייכת לתחום השבבים. חברת PCT המפתחת ומיישמת פתרונות ייחודיים להגנה מפני קורוזיה ובלאי שם שימשה כ- CTO במשך 7 שנים. נסיונה הרב בתחום הכימיה זימן לה את ההזדמנות להצטרף לחברת ההזנק Evigence Sensors אשר פיתחה חיישני טריות חזותיים המנטרים את חיי המדף של מוצרים מתכלים.

לפני כ 4.5 שנים הצטרפה לחברת Phononics בתפקיד סגנית נשיא למחקר ופיתוח. כיום היא מתגוררת בעיר נשר ביחד עם בעלה (אותו הכירה בטכניון) ושלושת בנותיהן. הנסיון הרב של ענבר דווקא בתפקידי ניהול בכירים בתעשיית ההייטק בכלל ובתעשיית השבבים בפרט ראוי להערכה אך יחד עם זאת הוא די יוצא דופן.

ביקשנו מענבר לשתף אותנו בהצלחתה להתקדם לתפקידי ניהול כבר בשלב מוקדם בקריירה שלה

במהלך הקריירה שלי ובמיוחד בראשית דרכי בטאואר, היו לי מנהלות נשים. (הראשונה זמירה לביא שטרנפלד ואחר כך איילת מרגלית). זה גרם לי להבין שנשים יכולות להיות גם אמהות וגם מנהלות בתעשיה. שתי הנשים  שניהלו אותי היו גם דוגמא ומופת והיוו השראה גדולה עבורי.

האם אשה שהופכת להיות מנהלת בשלב צעיר יחסית כשיש ילדים קטנים בבית פוגמת בחיי המשפחה שלה?

נולדו לי שלוש בנות, שתיים מהן בעת שעבדתי בטאואר והשלישית כשכבר הייתי ב-SCD. אין ספק שהעבודה התובענית דורשת ממך להיות מסודרת ולחיות עפ"י לו"ז מדויק אבל זו בהחלט משימה אפשרית ואף פעם לא הרגשתי כי היא פוגמת בחיי המשפחה שלי.

אז מדוע אנחנו לא רואים יותר נשים בתעשיה שלנו?

לדעתי יש הרבה נשים ברמת המהנדסים ובשלב הזה יש שויון בהתייחסות לנשים כמו לגברים. יש גם תחומים כמו בהנדסת תהליכים בהם יש כמות דומה של נשים וגברים כמו למשל בחברות כגון רפאל, אלתא גל-אל ואחרות, אבל בהיררכיה הניהולית יש עדיין מעט מאד נשים והסיבות לכך מורכבות. חלקן נובעות ממציאות היסטורית של סביבה גברית לחלוטין ומתהליכים של קידום שויון מגדרי שעדיין לא הושלמו. סיבה נוספת היא אורח החיים המודרני שבו גם אם נפתחו אפשריות שוות לנשים, עדיין חלקן הן הדומיננטיות בתפקוד בבית וסדרי העדיפיות המשפחתים מתנגשים ביכולת שלהן להתקדם לתפקידי ניהול תובעניים. אני יודעת שאין למצב הזה פתרון קסם אך לדעתי במקביל למנגנוני תיקון ארגוניים, עלינו הנשים להיות יותר אקטיביות בחתירה לשויון בכל המגזרים ובכל רמות הניהול.

סקר שנערך לאחרונה ע"י רשות החדשנות בשיתוף ענבל אורפז הציג תמונה די עגומה בנושא נשים בתעשיית ההייטק. רק כשליש מכלל המועסקים בהייטק הן נשים ובתפקידי ניהול נשים מייצגות רק כ-17% מכח האדם. מספרים אלו נותרו ללא שינוי מהותי בעשור האחרון.  מה צריך לדעתך לעשות כדי לשפר את המצב הזה?

אני בטוחה שנשים יכולות ללמוד את כל תחומי ההנדסה והמדעים כולל נושאים הנחשבים יותר גבריים כמו חשמל, מכונות או מחשבים. הבעיה היא שהסביבה לא מעודדת אותן ללמד את המקצועות הללו והתוצאה היא מעט נשים בתעשיה ועוד פחות בתפקידי ניהול.

מה ניתן לעשות כדי לשנות את המצב הזה?

קודם כל חשוב להבהיר לנשים כי ניתן לשלב בין תפקיד תובעני בהייטק לבין חיי משפחה. כיום בני הזוג מהמין הגברי מוכנים להתחלק בנטל המטלות בבית וגם להגיע מוקדם יותר הביתה מדי פעם.

בנוסף, חשוב להגיע לנערות כבר בגילאי חטיבת ביניים או תיכון ולתת להם הרצאה על יתרונות העבודה בהייטק. אני עושה זאת מדי פעם בבתי ספר תיכונים ולאחרונה אף הוזמנתי להרצות בנושא באורט. אני משתדלת להסביר לבנות את מהות העבודה וגם מדגישה שבנוסף לכל יתרונות העבודה בהייטק היא רווחית, מאפשרת עצמאות כלכלית, ואין סתירה בינה לבין פיתוח חיים אישיים ומשפחתיים.

הפוסט ענבר דג – דג נדיר בתעשיית השבבים הופיע לראשונה ב-Chiportal.

 Phononics ואינטל יציגו ב -ChipEx2025 פתרון לפיזור חום בשבבים המבוסס על יהלומים. ראיון עם ד"ר ענבר דג סמנכ"לית המו"פ של פונוניקס

לקראת כנס ChipEx2025, שייערך ב־13 במאי בתל־אביב, חשפה ד"ר ענבר דג, סמנכ"לית הפיתוח בחברת Phononics פתרון פורץ דרך להטמעת פיסות יהלום רב־גבישי באריזת השבב לשיפור פיזור החום בהתקני מוליכים למחצה . בכנס היא תציג ביחד עם דניאל ליפוביץ', מוביל טכני בתחום ה- thermal בחברת אינטל בדיקות שערכו ביחד שתי החברות על שבבים ששולב בהם יהלום לצורך פיזור החום.

לדברי ד"ר דג, עליית צפיפות ההספק בשבבים בתהליכי ייצור עדכניים גורמת להתחממות עקב זרמי זליגה.  טמפרטורת השבב עולה וביצועי השבב מווסתים ומוגבלים על מנת לא לעבור את גבול הטמפרטורה המותר ולא ליצור נזק לאמינות השבב.  במצב זה ביצועי השבבי הם מוגבלי טמפרטורה ("thermal limit") . זו גם הסיבה שלמרות שצפיפות הטרנזיסטורים עולה על פי חוק מור, ביצועי ההתקנים כמו למשל תדירות השעון, בפועל הגיעו לערך מסויים ולא המשיכו לעלות בעשרים השנה האחרונות.  הפתרון של Phononics  משלב בתוך האריזה מפזר חום (heat spreader)  מיהלום רב גבישי שמפזר את החום ביעילות ומוליך אותו אל מערכת פינוי החום החיצונית במהירות גבוהה, ובניסויים משותפים עם אינטל הוביל להפחתת טמפרטורת ה-junction ב-10–20 מעלות צלזיוס ושיפור ביצועים בסדר גודל של כ־10% במגוון פרמטרי מדידה .

הטכנולוגיה פועלת כך:

1. במהלך אריזת שבב, משולב מפזר חום מיהלום בצמוד לגב שבב הסיליקון ובקרבה המקסימלית למקור החום שהוא צמתי הטרנזיסטורים. היהלום, בהיותו החומר בעל מוליכות החום הגבוהה בטבע,  מפזר את החום באופן תלת מימדי – הפיזור הלטראלי גורם למיצוע של הנקודות החמות – hot spots אל סביבתן ובכך מקטין את שטף החום.  הפיזור הורטיקלי עוזר בהעברת חום יעילה אל גוף האריזה ומערכת הקרור חיצונית.
2. כתוצאה מכך יורד הפרש הטמפרטורה, ה־ΔT  בין ה-junction  למארז ה- Case וניתן לשמור על תדרי פעולה גבוהים יותר לאורך זמן.

בהרצאה שתוצג בכנס תציג ד"ר דג את הטכנולוגיה לגידול, עיבוד ושילוב יהלום ואת הוכחת ההיתכנות שבוצעה על מעבדים מתקדמים של חברת אינטל. דניאל ליפוביץ יציג תוצאות של מדדים שונים מבדיקות בנצ’מרק בסביבות עבודה שונות. הוא יראה כיצד שילוב היהלום מאפשר למקסם את ביצועי השבב היות והוא אינו מוגבל יותר תרמית.  השיפור מתבטא בהעלאת הספק ותדר, ביצוע Overclocking. ובאופן כללי שיפור ביצועי השבב ב- 10%.  לדברי דניאל, שיפור זה שקול לשיפור המושג בדרך כלל ע"י מעבר לדור טכנולוגי מתקדם יותר בשבבים שיוצרו בדור הנוכחי!

באופן דומה, הודגמה תועלת שילוב היהלום בהתקנים נוספים מסוג CPU, GPU של חברות שבבים נוספות מהמובילות בעולם, וכן נבדק הפתרון ע"י התעשיה הבטחונית ונמצא כי יוכל להועיל למערכות מבצעיות.

חשוב גם לציין כי הורדת הטמפרטורה יכולה להיות מתורגמת לשיפור ביצועי השבבים, אך לחילופין, יכולה להיות מתורגמת לחיסכון בעלויות קרור.  הורדת טמפרטורת שבבי GPU/AI  מפחיתה את הצורך במערכות קירור עוצמתיות וצרכניות אנרגיה, וכך תורמת לחיסכון משמעותי בעלויות התפעול של מרכזי נתונים (data centers).

עם זאת, לעת עתה, שילוב פיסות יהלום בשבבים קיימים מוגבל לתהליכים מעבדתיים, והחזון של החברה לשלב יהלום כבר בשלב ייצור השבב כחלק מתהליכי advanced packaging.   המעבר הזה לייצור סדרתי דורש התאמות תהליכים וסט כלים, וזה השלב שבו נמצאת Phononics כעת.

בנסיון לגשר על הפער בין מעבדה לתעשייה ציינה ד"ר דג: “יש בידינו שיטת בונדינג תרמית יציבה ומוכחת, ותהליך שתואם לציוד ולתהליכים קיימים בתהליכי advanced packaging, אך אנו זקוקים לשותף אסטרטגי למעבר להטמעה תעשייתית מלאה.”

בכנס, שבו ישתתפו עשרות מרצים בולטים מתעשיית השבבים העולמית, תדון ד"ר דג גם באתגרים הנלווים ליישום יהלום במוקד החום של שבבים מבוססי AI ובמרכזי נתונים, ובדרכים לשלב פתרונות אלה במערכות מרובות-שבב (3D-IC).

ChipEx2025, כנס הדגל של תעשיית השבבים בישראל, ייפתח במושב מליאה ותיערך במרכז הכנסים אקספו תל־אביב. מידע על התוכנית המלאה והרשמה באתר הכנס: www.chipex.co.il.

הפוסט לקראת ChipEx2025: היהלום שבשבב הופיע לראשונה ב-Chiportal.

האם מה שיאפשר לענף האלקטרוניקה להאיחז בשולי מעילו של חוק מור עוד קצת הם דווקא משאבי טבע שידועים בעיקר כ-LOW TECH היהלומים. שילוב שכבת יהלום בשבבי הסיליקון יסייע לסילוק החום ולהגברה משמעותית של ביצועי המעבדים כך מבטיח ד"ר שי שפירא, סמנכל פיתוח עסקי בפונוניקס. שפירא ירצה על הנושא בכנס ChipEX2020 Digital שיתקיים ב-16 בספטמבר בארגון חב' ASG

שפירא הגיע לתחום לאחר של 30 שנה בתעשיית המיקרואלקטרוניקה. בין היתר הקים וניהל עד 2015 את ארגון פלטפורמות ניהול הספק בטאואר. סמנכ"ל פיתוח בקמטק, חבר צוות הטכני במעבדות לוסנט בל וחוקר באוניברסיטת קיימברידג'.

פונוניקס נולדה מתוך ICDAT – חברה שממסחרת תכונות של יהלומיםם לשימושים תעשייתיים, כעת לאחר ששפירא נכנס לחברה הוא החל במיזוג התחומים בהם עוסקת החברה עם ענף השבבים שלדבריו זכה לפתרון לבעיית סילוק החום במערכות אלקטרוניות . הולכת החום של היהלום טובה פי 5 יותר ממתכת ופי 10 יותר ממוליכים למחצה.

"כל מי שעובד במערכות אלקטרוניות כל הזמן עסוק בפיזור חום. למרות שחוק מור נמשך, ישנם חלקים שלו שנעצרו והיה צריך למצוא להם מעקף. כך לדוגמה מאז שנת 2003 הפסיק המרוץ להגדלת התדירות של המעבדים והיא נותרה עד היום בסביבות 3 ג'יגהרץ. הסיבה העיקרית היא שצפיפות ההספק של הטרנזיסטורים בצפיפות כל כך גבוהה עד שאי אפשר היה לפנות את החום והטמפרטורה היתה עולה מעבר למותר והורסת את המכשיר האלקטרוני שבו נמצא השבב. התעשיה בנתה מערכים של ריבוי ליבות עד עשרות ליבות בשבבים המתקדמים. יש גם דוגמה לקיצוניות שניה – המעבדים הגרפיים, שם יש אלפי ליבות שמאפשרות להריץ את העיבוד במקביל וכך להאיץ אותו במקום מהירות השעון שנעצרה. אילו היתה יכולת לפזר את החום טוב יותר לא היה צורך להתמודד בדרכים עוקפות."

אז מדוע לא שקלו עד היום את האפשרות להשתמש ביהלומים? האם בגלל שהם יקרים?

שפירא: "עד לא מכבר זה לא היה מעשי. היהלומים היו יקרים והגיעו ממקומות בעיתיים. גם היה מאוד קשה לכווץ אותם בלחץ רב. בעשרים השנים האחרונות התפתחה טכנולוגיה,אמנם רק במעט חברות, של גידול יהלומים בדומה לגידול מוליכים למחצה – באמצעות תהליכי CVD, שבהם אתה מכניסים שני גזים – מתאן ומימן מכניס לתוך תא שיש בו פלזמה עם מיקרוגלים ועם ידע הנדסי מתאים אפשר לגדל שכבות יהלום. ולשלב אותם עם מוצרים אלקטרוניים. התוצרים הם פרוסות של יהלומים בגודל של 10 סנטימטרים שהם מוליכי החום הטובים ביותר בטבע. זה תהליך שמתייעל וכבר הגיע לבשלות תעשייתית ויש לו שימושית – בתחילה במערכות קיצון שיש בהם את צפיפויות ההספק הכי גבוהות בתעשיה האלקטרוניקה : מערכות מכ"ם, לוחמה אלקטרונית ותקשורת לוויינים, ויש חברות בודדות בעולם שמייצרות או מפתחות פתרונות כאלה."

"כדי להשתמש ביתרונות שכבת היהלום באלקטרוניקה יש צורך לקרב אותה מאוד לטרנזיסטור עצמו שעובד בהספקים גבוהים. בכל טרנזיסטורים כאלה יש נקודות חמות יותר מהסביבה והטמפרטורה שלהם מגבילה את היכולת של המעגלים. השילוב של יהלום מאפשר להוריד את טמפרטורת העבודה עד 50 מעלות ובכך לשפר את האמינות לטווח ארוך, וכן את הנצילות כי זרם היציאה של המגברים גדל או לחילופין אתה יכול לצופף את התקני ההספק בשיעור של פי 3-5 ולקבל שבב שהוא פי 3-5 יותר קטן או פי 3-5 מוציא יותר הספק".

"היום במיוחד כשחוק מור מאט והיכולת לעקוף אותו הולכת וקטנה, אחת הנקודות החמות בכל הטכנולוגיה של הדור החמישי היא ריבוי המשדרים והמקלטים. השילוב של שכבות יהלום במערכות כאלה יכול לשפר את הביצועים בצורה שלא ניתן היה להגיע אליה בשום כלי אחר."

לדבריו ישנן שתי שיטות לגידול יהלומים, האחת היא פשוט לגדל את השכבה מראש על פרוסת הסיליקון לפני שהיא נכנסת לקו הייצור, והשיטה השניה בה פועלת פונוניקס היא להוסיף את שכבת היהלום לפרוסות השבבים שיצאו מהייצור ובכך לחסוך את הצורך למעשה בפיתוח תהליך ייצור חדש על כל הכרוך בכך.

"זה קורה היום כי הטכנולוגיה בשלה ויש נוהל איך לשלב אותו נכון, ומצד שני האופציות שנשארו לשיפור הסיליקון הולכות וקטנות יש מעט מאוד ספקים שמסוגלים להקטין את המעגלים. השיטה גם תהיה שימושית להאצה של כרטיסים גרפיים ובינה מלאכותית. הכרטיסים הללו כבר מרובי ליבות ולא ניתן לעשות עוד דברים כדי להוריד את ההספק. בזכות פיזור החום תוכל להכפיל ולשלש את הביצועים, כמובן אם הארכיטקטורה הספציפית של השבב עצמו מתירה זאת."

ChipEx2020 יתקיים השנה בגרסה וירטואלית. בכנס ישתתפו למעלה מ-30 מרצים ומנחים כולל מיטב המומחים מאמזון, אריקסון, גוגל, TSMC, NVIDIA, סמסונג, מנטור ואינטל. ב-ChipEx2020 תוכלו להתעדכן בכל מה שחם וחדש בתעשיה בתחומי ה- Quantum Computing , RISC V, 5G, Artificial Intelligence, Chip Security ועוד.

להרשמה מהירה לחצו כאן

הפוסט לקראת ChipEx2020 : שילוב שכבת יהלום בשבבי הסיליקון יסייע לסילוק החום ולהגברה משמעותית של ביצועי המעבדים הופיע לראשונה ב-Chiportal.