Tá athruithe ag teacht ar thionscal na sliseanna feithicleach
Le déanaí, phléigh an fhoireann innealtóireachta leathsheoltóra sceallóga beaga, nascadh hibrideach, agus ábhair nua le Michael Kelly, Leas-Uachtarán ar chomhtháthú sceallóga beaga Amkor agus FCBGA. Ghlac taighdeoir ASE, William Chen, POF Promex Industries, Dick Otte, agus Sander Roosendaal, Stiúrthóir T&F Synopsys Photonics Solutions, páirt sa phlé chomh maith. Seo a leanas sleachta ón bplé seo.
Ar feadh blianta fada, níor ghlac forbairt sceallóga feithicleach seasamh ceannródaíoch sa tionscal. Mar sin féin, le teacht chun cinn feithiclí leictreacha agus forbairt córas faisnéise agus siamsaíochta chun cinn, tá an scéal seo athraithe go mór. Cad iad na saincheisteanna atá tugtha faoi deara agat?
Kelly: Éilíonn ADAS (Córais Chúnaimh Tiománaithe Ardleibhéil) próiseálaithe le próiseas 5 nanaiméadar nó níos lú le bheith iomaíoch sa mhargadh. Nuair a théann tú isteach sa phróiseas 5 nanaiméadar, caithfidh tú costais na sliseanna a chur san áireamh, rud a fhágann go mbreithnítear go cúramach réitigh sliseanna beaga, toisc go bhfuil sé deacair sliseanna móra a mhonarú ag an bpróiseas 5 nanaiméadar. Ina theannta sin, tá an toradh íseal, rud a fhágann costais thar a bheith ard. Agus iad ag déileáil le próisis 5 nanaiméadar nó níos forbartha, is gnách go smaoiníonn custaiméirí ar chuid den tslis 5 nanaiméadar a roghnú seachas an tslis iomlán a úsáid, agus infheistíocht sa chéim phacáistithe á méadú ag an am céanna. D’fhéadfaidís a cheapadh, "An mbeadh sé ina rogha níos cost-éifeachtaí an fheidhmíocht riachtanach a bhaint amach ar an mbealach seo, seachas iarracht a dhéanamh gach feidhm a chomhlánú i sliseán níos mó?" Mar sin, tá, tá cuideachtaí gluaisteán ardleibhéil ag tabhairt airde ar theicneolaíocht sliseanna beaga. Tá cuideachtaí ceannródaíocha sa tionscal ag déanamh monatóireachta dlúth air seo. I gcomparáid leis an réimse ríomhaireachta, is dócha go bhfuil an tionscal gluaisteán 2 go 4 bliana taobh thiar i gcur i bhfeidhm na teicneolaíochta sliseanna beaga, ach tá an treocht maidir lena cur i bhfeidhm san earnáil gluaisteán soiléir. Tá ceanglais iontaofachta thar a bheith ard ag an tionscal gluaisteán, mar sin ní mór iontaofacht na teicneolaíochta sliseanna beaga a chruthú. Mar sin féin, tá cur i bhfeidhm fairsing teicneolaíochta sliseanna beaga i réimse na ngluaisteán ar an mbealach cinnte.
Chen: Níor thug mé faoi deara aon chonstaicí suntasacha. Ceapaim go bhfuil sé níos mó faoi na riachtanais deimhniúcháin ábhartha a fhoghlaim agus a thuiscint go mion. Téann sé seo ar ais go dtí an leibhéal méadreolaíochta. Conas a dhéanaimid pacáistí a mhonarú a chomhlíonann na caighdeáin feithicleach thar a bheith dian? Ach is cinnte go bhfuil an teicneolaíocht ábhartha ag forbairt i gcónaí.
I bhfianaise na saincheisteanna teirmeacha agus na gcastachtaí iomadúla a bhaineann le comhpháirteanna il-bhás, an mbeidh próifílí tástála struis nua nó cineálacha éagsúla tástálacha ann? An féidir leis na caighdeáin reatha JEDEC córais chomhtháite den sórt sin a chumhdach?
Chen: Creidim go gcaithfimid modhanna diagnóiseacha níos cuimsithí a fhorbairt chun foinse na dteipeanna a aithint go soiléir. Phléamar an chaoi le méadreolaíocht agus diagnóisic a chomhcheangal, agus tá freagracht orainn a fháil amach conas pacáistí níos láidre a thógáil, ábhair agus próisis ar chaighdeán níos airde a úsáid, agus iad a bhailíochtú.
Kelly: Sa lá atá inniu ann, táimid ag déanamh staidéir cháis le custaiméirí, a d'fhoghlaim rud éigin ó thástáil ar leibhéal an chórais, go háirithe tástáil tionchair teochta i dtástálacha boird feidhmiúla, rud nach bhfuil clúdaithe i dtástáil JEDEC. Níl i dtástáil JEDEC ach tástáil isothermal, lena n-áirítear "ardú teochta, titim agus aistriú teochta." Mar sin féin, tá an dáileadh teochta i bpacáistí iarbhír i bhfad ón méid a tharlaíonn sa saol réadúil. Tá níos mó agus níos mó custaiméirí ag iarraidh tástáil ar leibhéal an chórais a dhéanamh go luath toisc go dtuigeann siad an cás seo, cé nach bhfuil gach duine ar an eolas faoi. Tá ról ag teicneolaíocht insamhalta anseo freisin. Má tá duine oilte in insamhalta teaglaim theirmeach-mheicniúil, bíonn sé níos éasca fadhbanna a anailísiú toisc go bhfuil a fhios acu cad iad na gnéithe ar cheart díriú orthu le linn tástála. Comhlánaíonn tástáil ar leibhéal an chórais agus teicneolaíocht insamhalta a chéile. Mar sin féin, tá an treocht seo fós ina céimeanna tosaigh.
An bhfuil níos mó saincheisteanna teirmeacha le réiteach ag nóid teicneolaíochta aibí ná mar a bhí san am atá thart?
Otte: Sea, ach le cúpla bliain anuas, tá saincheisteanna comhphlánachta ag éirí níos suntasaí. Feicimid 5,000 go 10,000 piléar copair ar sliseanna, idir 50 micrón agus 127 micrón óna chéile. Má scrúdaíonn tú na sonraí ábhartha go géar, gheobhaidh tú amach go n-éilíonn na piléir chopair seo a chur ar an tsubstráit agus oibríochtaí téimh, fuaraithe agus sádrála athshreafa a dhéanamh cruinneas comhphlánachta thart ar aon chuid amháin i gcéad míle a bhaint amach. Is ionann cruinneas aon chuid amháin i gcéad míle agus lann féir a aimsiú laistigh de fhad páirce peile. Cheannaigh muid roinnt uirlisí Keyence ardfheidhmíochta chun cothrom na slise agus an tsubstráit a thomhas. Ar ndóigh, is í an cheist a leanann ná conas an feiniméan casta seo a rialú le linn an timthrialla sádrála athshreafa? Is saincheist phráinneach í seo a gcaithfear aghaidh a thabhairt uirthi.
Chen: Is cuimhin liom plé faoi Ponte Vecchio, áit ar úsáideadh sádráil ísealteochta ar chúiseanna tionóil seachas cúiseanna feidhmíochta.
Ós rud é go bhfuil fadhbanna teirmeacha fós ag baint leis na ciorcaid uile in aice láimhe, conas ba cheart fótóinic a chomhtháthú isteach anseo?
Roosendaal: Ní mór insamhalta teirmeach a dhéanamh i ngach gné, agus tá eastóscadh ardmhinicíochta riachtanach freisin toisc gur comharthaí ardmhinicíochta iad na comharthaí a thagann isteach. Dá bhrí sin, ní mór aghaidh a thabhairt ar shaincheisteanna cosúil le meaitseáil impedance agus talamhú ceart. Is féidir go mbeadh grádáin teochta suntasacha ann, a d'fhéadfadh a bheith ann laistigh den bhás féin nó idir an rud a thugaimid an bás "E" (bás leictreach) agus an bás "P" (bás fótóin). Táim fiosrach an gá dúinn tumadh níos doimhne isteach i saintréithe teirmeacha greamacháin.
Ardaíonn sé seo plé faoi ábhair nasctha, a roghnú, agus a gcobhsaíocht le himeacht ama. Is léir gur cuireadh teicneolaíocht nasctha hibrideach i bhfeidhm sa saol mór, ach níor úsáideadh í go fóill le haghaidh olltáirgeadh. Cad é staid reatha na teicneolaíochta seo?
Kelly: Tá aird á tabhairt ag gach páirtí sa slabhra soláthair ar theicneolaíocht nasctha hibrideach. Faoi láthair, is iad teilgcheártaí is mó atá i gceannas ar an teicneolaíocht seo, ach tá cuideachtaí OSAT (Outsourced Semiconductor Assembly and Test) ag déanamh staidéir thromchúiseach ar a feidhmeanna tráchtála freisin. Tá bailíochtú fadtéarmach déanta ar chomhpháirteanna nasctha tréleictreach hibrideacha copair clasaiceacha. Más féidir an glaineacht a rialú, is féidir leis an bpróiseas seo comhpháirteanna an-láidir a tháirgeadh. Mar sin féin, tá ceanglais glaineachta thar a bheith ard aige, agus tá costais an trealaimh chaipitil an-ard. Bhí iarrachtaí luatha againn i líne táirgí Ryzen AMD, áit ar úsáid formhór na SRAM teicneolaíocht nasctha hibrideach copair. Mar sin féin, ní fhaca mé mórán custaiméirí eile ag cur na teicneolaíochta seo i bhfeidhm. Cé go bhfuil sé ar threochláir teicneolaíochta go leor cuideachtaí, is cosúil go dtógfaidh sé cúpla bliain eile ar na sraitheanna trealaimh ghaolmhara riachtanais glaineachta neamhspleácha a chomhlíonadh. Más féidir é a chur i bhfeidhm i dtimpeallacht monarchan le glaineacht beagán níos ísle ná monarcha tipiciúil vaiféir, agus más féidir costais níos ísle a bhaint amach, b'fhéidir go dtabharfar níos mó airde ar an teicneolaíocht seo.
Chen: De réir mo staitisticí, cuirfear 37 páipéar ar a laghad ar nascadh hibrideach i láthair ag comhdháil ECTC 2024. Is próiseas é seo a éilíonn go leor saineolais agus a bhfuil méid suntasach oibríochtaí míne i gceist leis le linn tionóil. Mar sin, is cinnte go bhfeicfear feidhmchlár forleathan ag an teicneolaíocht seo. Tá roinnt cásanna feidhmchláir ann cheana féin, ach amach anseo, beidh sé níos forleithne i réimsí éagsúla.
Nuair a luann tú "oibríochtaí breátha", an bhfuil tú ag tagairt don ghá atá le hinfheistíocht shuntasach airgeadais?
Chen: Ar ndóigh, áirítear am agus saineolas leis. Éilíonn an oibríocht seo timpeallacht an-ghlan, rud a éilíonn infheistíocht airgeadais. Éilíonn sé trealamh gaolmhar freisin, rud a éilíonn maoiniú ar an gcaoi chéanna. Mar sin, ní hamháin go n-áirítear costais oibriúcháin leis seo ach infheistíocht in áiseanna freisin.
Kelly: I gcásanna ina bhfuil spásáil 15 miocrón nó níos mó eatarthu, tá spéis mhór i dteicneolaíocht sliseán-go-slisín copair a úsáid. Go hidéalach, bíonn na sliseáin cothrom, agus níl méideanna na sceallóga an-mhór, rud a ligeann d’athshreabhadh ardchaighdeáin do chuid de na spásálacha seo. Cé go gcuireann sé seo roinnt dúshlán i láthair, tá sé i bhfad níos saoire ná gealltanas a thabhairt do theicneolaíocht nasctha hibrideach copair. Mar sin féin, má tá an riachtanas cruinnis 10 miocrón nó níos ísle, athraíonn an scéal. Bainfidh cuideachtaí a úsáideann teicneolaíocht cruachta sceallóga spásálacha micrón aon-dhigit amach, amhail 4 nó 5 miocrón, agus níl aon rogha eile ann. Dá bhrí sin, forbróidh an teicneolaíocht ábhartha go dosheachanta. Mar sin féin, tá feabhas leanúnach ag teacht ar theicneolaíochtaí atá ann cheana féin. Mar sin anois táimid ag díriú ar na teorainneacha ar féidir le piléir chopair síneadh chucu agus an mairfidh an teicneolaíocht seo fada go leor chun go gcuirfidh custaiméirí moill ar gach infheistíocht dearaidh agus forbartha "cáilíochta" i dteicneolaíocht nasctha hibrideach copair fíor.
Chen: Ní ghlacfaimid le teicneolaíochtaí ábhartha ach amháin nuair a bheidh éileamh ann.
An bhfuil go leor forbairtí nua i réimse an chomhdhúil mhúnlaithe eapocsa faoi láthair?
Kelly: Tá athruithe suntasacha tagtha ar chomhdhúile múnlaithe. Tá a gcomhéifeacht leathnú teirmeach (CTE) laghdaithe go mór, rud a fhágann go bhfuil siad níos fabhraí d'fheidhmchláir ábhartha ó thaobh brú de.
Otte: Ag filleadh ar an bplé a rinneamar roimhe seo, cé mhéad sceallóga leathsheoltóra a mhonaraítear faoi láthair le spásáil 1 nó 2 mhicrón?
Kelly: Cuid shuntasach.
Chen: Is dócha níos lú ná 1%.
Otte: Mar sin, níl an teicneolaíocht atá á plé againn príomhshrutha. Níl sí sa chéim taighde, mar go bhfuil cuideachtaí móra ag cur na teicneolaíochta seo i bhfeidhm go deimhin, ach tá sí costasach agus níl mórán torthaí aici.
Kelly: Cuirtear é seo i bhfeidhm go príomha i ríomhaireacht ardfheidhmíochta. Sa lá atá inniu ann, úsáidtear é ní hamháin in ionaid sonraí ach i ríomhairí pearsanta ardleibhéil agus fiú i roinnt gléasanna láimhe. Cé go bhfuil na gléasanna seo sách beag, tá ardfheidhmíocht acu fós. Mar sin féin, i gcomhthéacs níos leithne próiseálaithe agus feidhmchlár CMOS, tá a chion fós sách beag. I gcás monaróirí sliseanna gnáth, níl aon ghá leis an teicneolaíocht seo a ghlacadh.
Otte: Sin é an fáth go bhfuil sé ionadh an teicneolaíocht seo ag teacht isteach sa tionscal gluaisteán. Ní gá go mbeadh sceallóga thar a bheith beag i ngluaisteáin. Is féidir leo fanacht ag próisis 20 nó 40 nanaiméadar, toisc go bhfuil an costas in aghaidh an trasraitheora i leathsheoltóirí is ísle ag an bpróiseas seo.
Kelly: Mar sin féin, tá na riachtanais ríomhaireachtúla le haghaidh ADAS nó tiomáint uathrialach mar an gcéanna leo siúd le haghaidh ríomhairí pearsanta AI nó gléasanna comhchosúla. Dá bhrí sin, ní mór don tionscal gluaisteán infheistíocht a dhéanamh sna teicneolaíochtaí ceannródaíocha seo.
Más cúig bliana an timthriall táirge, an bhféadfadh glacadh le teicneolaíochtaí nua an buntáiste a leathnú ar feadh cúig bliana eile?
Kelly: Is pointe an-réasúnta é sin. Tá uillinn eile ag an tionscal gluaisteán. Smaoinigh ar rialtóirí servo simplí nó ar fheistí analógacha réasúnta simplí atá ann le 20 bliain agus atá an-ísealchostasach. Úsáideann siad sceallóga beaga. Ba mhaith le daoine sa tionscal gluaisteán leanúint ar aghaidh ag úsáid na dtáirgí seo. Níl uathu ach infheistíocht a dhéanamh i bhfeistí ríomhaireachta an-ardleibhéil le sceallóga beaga digiteacha agus b'fhéidir iad a phéireáil le sceallóga analógacha ar chostas íseal, cuimhne flash, agus sceallóga RF. Dóibhsean, tá ciall mhór leis an tsamhail sliseanna beaga mar is féidir leo go leor páirteanna níos sine ar chostas íseal, cobhsaí a choinneáil. Níl siad ag iarraidh na páirteanna seo a athrú agus ní gá dóibh. Ansin, níl le déanamh acu ach sliseanna beag ardleibhéil 5-nanaiméadar nó 3-nanaiméadar a chur leis chun feidhmeanna an chuid ADAS a chomhlíonadh. Déanta na fírinne, tá siad ag cur cineálacha éagsúla sceallóga beaga i bhfeidhm i dtáirge amháin. Murab ionann agus réimsí an ríomhaireachta agus na ríomhaireachta, tá raon feidhme níos éagsúla ag an tionscal gluaisteán.
Chen: Thairis sin, ní gá na sceallóga seo a shuiteáil in aice leis an inneall, mar sin tá na coinníollacha comhshaoil coibhneasta níos fearr.
Kelly: Tá teocht an chomhshaoil i ngluaisteáin sách ard. Dá bhrí sin, fiú mura bhfuil cumhacht an tslis ró-ard, ní mór don tionscal gluaisteán roinnt cistí a infheistiú i réitigh mhaithe bainistíochta teirmeacha agus b'fhéidir fiú smaoineamh ar úsáid a bhaint as ábhair chomhéadain theirmeacha indium (TIM) mar go bhfuil na dálaí comhshaoil an-ghéar.
Am an phoist: 28 Aibreán 2025