FD-SOI, Εργασία σε 7nm

Σήμερα, το CEA-Leti, ένα γαλλικό ερευνητικό εργαστήριο στη Γκρενόμπλ, ανακοίνωσε τη δημιουργία μιας πιλοτικής γραμμής για ψηφιακά, αναλογικά και ολοκληρωμένα κυκλώματα RF που βασίζονται σε FD-SOI 10nm και 7nm στην Ευρώπη.

Η σειρά, που ονομάζεται Fames Pilot Line, θα διαθέτει ενσωματωμένη μη πτητική μνήμη OxRAM, FeRAM, MRAM και FeFET. Διακόπτες ραδιοσυχνοτήτων, φίλτρα και πυκνωτές. Ενσωματωμένα πηνία για μετατροπείς DC-DC. και ετερογενής και διαδοχική ολοκλήρωση 3D για τη δημιουργία διαδικασιών παραγωγής.

Σύμφωνα με προηγούμενες αναφορές, σύμφωνα με το σχέδιο που διατύπωσε η γαλλική κυβέρνηση, το Γαλλικό Ινστιτούτο Ηλεκτρονικής Τεχνολογίας Πληροφορικής (Laboratoire délectronique des technology de linformation, CEA-Leti) σχεδιάζει να επενδύσει περισσότερα από 500 εκατομμύρια ευρώ σε πέντε χρόνια για να δημιουργήσει ένα εντελώς άδειο Τεχνολογία ημι-κρύσταλλου χρυσού-οξυγόνου με μόνωση πυριτίου (FD-SOI) για τη διασφάλιση της αυτονομίας της χώρας στον τομέα των ημιαγωγών, ενώ απηχεί τις απαιτήσεις της Ευρωπαϊκής Ένωσης. Αξιοποιώντας τα πλεονεκτήματα αυτής της τεχνολογίας για την προώθηση του οικολογικού και ψηφιακού μετασχηματισμού, με κύριο στόχο τα τσιπ FD-SOI 10nm, ελπίζουμε να ανταποκριθούμε στις αυξανόμενες απαιτήσεις για απόδοση προϊόντων και ενεργειακή απόδοση στους τομείς των αυτοκινήτων, των προϊόντων κινητής τηλεφωνίας και του Διαδικτύου. Πράγματα.

Η επένδυση θα περιλαμβάνει την κατασκευή ενός ειδικού καθαρού δωματίου 2,000-τετραγωνικών μέτρων που αναμένεται να αρχίσει να λειτουργεί στις αρχές του 2025, με την Ευρωπαϊκή Ένωση να αναμένεται να συμβάλει στην κρίσιμη κλίμακα που απαιτείται για τη διευκόλυνση της Ε&Α και της εκβιομηχάνισης. Ο κύριος στόχος της μεταφοράς τεχνολογίας θα είναι η κοινή fab ημιαγωγών της ST Microelectronics και της Global Foundries (méga-fab) στο Crolles της νοτιοανατολικής Γαλλίας, η οποία θα είναι υπεύθυνη για τη μαζική παραγωγή προηγμένων κυκλωμάτων FD-SOI.

Ο Jean-René Lèquepeys, CTO της CEA-Leti, δήλωσε: «Με την ενσωμάτωση και τον συνδυασμό μιας σειράς τεχνολογιών αιχμής, η Pilot Line Fames θα ανοίξει την πόρτα σε ανατρεπτικές αρχιτεκτονικές συστήματος σε τσιπ και θα προσφέρει πιο έξυπνες, πιο πράσινες και πιο αποτελεσματικές λύσεις για τις μάρκες του αύριο».

«Τουλάχιστον 43 εταιρείες, από προμηθευτές υλικών και κατασκευαστές εξοπλισμού μέχρι εταιρείες fabless, EDA, IDM, εταιρείες συστημάτων και τελικούς χρήστες, έχουν εκφράσει επίσημα την υποστήριξή τους στο Fames», δήλωσε η CEA-Leti. Η πιλοτική γραμμή θα είναι ανοιχτή σε όλους τους ενδιαφερομένους της ΕΕ, συμπεριλαμβανομένων πανεπιστημίων, RTO, ΜΜΕ και βιομηχανικών εταιρειών, καθώς και σε όλες τις ομοϊδεάτες χώρες, μέσω ετήσιων δημόσιων διαγωνισμών και κατόπιν αιτήματος, και θα ακολουθεί μια δίκαιη και χωρίς διακρίσεις διαδικασία επιλογής. "

Η χρηματοδότηση θα προέλθει από τα συμμετέχοντα κράτη μέλη και την «Chips JU», τον φορέα της ΕΕ που οδηγεί την προηγμένη κατασκευή ημιαγωγών στην Ευρώπη.

«Η Chips JU στοχεύει να είναι καταλύτης και μοντέλο για συμπράξεις δημόσιου-ιδιωτικού τομέα σε βασικούς τομείς», εξηγεί ο Jari Kinaret, Εκτελεστικός Διευθυντής της. «Αυτή η πιλοτική γραμμή θα οδηγήσει στην ανάπτυξη βασικών τεχνολογιών ημιαγωγών και θα διευκολύνει τη συνεργασία μεταξύ πολλών παικτών στην Ευρώπη». Εκτός από αυτήν την πιλοτική γραμμή FD-SOI, η Chip JU θα χρηματοδοτήσει μια πιλοτική γραμμή για τεχνολογίες κατασκευής IC 2nm και μικρότερων.

Συρρίκνωση του FD-SOI στο 7Νανόμετρα

Κατά τη διάρκεια της φάσης διαβούλευσης που οδήγησε στον νόμο CHIPS, η ΕΕ ρώτησε τα τρία κορυφαία ιδρύματα στον τομέα της μικροηλεκτρονικής έρευνας – CEA-Leti, imec και Fraunhofer – πώς θα μπορούσαν να υποστηρίξουν τον στόχο της Ευρώπης για διπλασιασμό της παραγωγής έως το 2030 και ζήτησε τη συμβουλή τους για έναν στρατηγικό οδικό χάρτη . Οι συστάσεις τους περιλαμβάνουν τη δημιουργία μιας πιλοτικής γραμμής πλήρως εξαντλημένου πυριτίου σε μονωτή (FD-SOI) στη Γκρενόμπλ της Γαλλίας, για να βοηθήσει στην κλίμακα της τεχνολογίας επεξεργασίας FD-SOI στα 10 nm.

Γιατί να στοχεύσετε τα 10 νανόμετρα αν μπορείτε να στοχεύσετε πιο μακριά; Ο Ευρωπαίος Επίτροπος Τιερί Μπρετόν προέβη σε υψηλότερο ισχυρισμό, προτείνοντας τη συρρίκνωση του FD-SOI στα 7 nm. Η κριτική αφθονούσε, αλλά εκείνος επέμενε.

Μιλώντας στα εγκαίνια του εργοστασίου Soitec SiC στο Bernand, κοντά στη Γκρενόμπλ, τον περασμένο Σεπτέμβριο, ο Breton είπε: «Αν φιλοδοξούμε να το πετύχουμε και να το πετύχουμε μαζί σε ευρωπαϊκό επίπεδο, μπορούμε να το πετύχουμε». "

«Ως μέρος του νόμου CHIPS, έχουμε διαθέσει κεφάλαια για τη χρηματοδότηση τριών πιλοτικών γραμμών, συμπεριλαμβανομένης μιας πιλοτικής γραμμής FD-SOI 1 δισεκατομμυρίου δολαρίων, στην οποία θα είμαστε σε θέση να πραγματοποιήσουμε όλες τις πιθανές δοκιμές», είπε στη Γενική Συνέλευση. "Θα σας βοηθήσουμε να επιτύχετε υπο-10nm ή ακόμα και 7nm διαδικασίες, επειδή πρέπει να είστε έτοιμοι για την αγορά του μέλλοντος."

Η βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης των ημιαγωγών ισχύος θεωρείται το κλειδί για την επίτευξη ουδετερότητας άνθρακα. Η CEA-Leti ισχυρίζεται ότι το FD-SOI είναι 25% ταχύτερο και καταναλώνει έως και 40% λιγότερη ενέργεια από τα ισοδύναμα τρανζίστορ σε πυρίτιο στερεάς κατάστασης.

Το FD-SOI προέρχεται από την περιοχή της Γκρενόμπλ και αποτελεί το κύριο επίκεντρο της έρευνας και ανάπτυξης στο CEA-Leti για περισσότερα από 20 χρόνια. Αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιεί ένα εξαιρετικά λεπτό μονωτικό στρώμα και ένα πολύ λεπτό φιλμ πυριτίου σε ένα υπόστρωμα πυριτίου για τον καλύτερο έλεγχο της συμπεριφοράς του τρανζίστορ. Η αρχιτεκτονική επιτρέπει επίσης δυναμική προσαρμογή της ταχύτητας μεταγωγής κατά τη λειτουργία, παρέχοντας έναν αποτελεσματικό τρόπο βελτιστοποίησης της κατανάλωσης ενέργειας όταν η ταχύτητα είναι λιγότερο κρίσιμη. Λόγω της επίπεδης δομής του, το FD-SOI είναι λιγότερο πολύπλοκο στην κατασκευή του από το FinFET.

Πέρασαν οι εποχές που η Ευρώπη επένδυε μόνο στην έρευνα και μετέφερε την παραγωγή στο εξωτερικό, είπε ο Breton. Ο νόμος CHIPS θα χρηματοδοτήσει άμεσα ή θα εξουσιοδοτήσει τη χρηματοδότηση μιας ανταγωνιστικής ευρωπαϊκής βιομηχανικής βάσης σε ολόκληρη την αλυσίδα αξίας των ημιαγωγών.

Ωστόσο, η προστασία της εσωτερικής αγοράς και των βιομηχανικών αλυσίδων αξίας της ΕΕ απαιτεί περισσότερα από χρήματα. «Θα είμαστε σε θέση να παρέχουμε οικονομική υποστήριξη, αλλά χρειαζόμαστε πρωτοποριακή τεχνολογία», είπε ο Breton. «Θα σας βοηθήσουμε να πάρετε το ρίσκο επειδή η αγορά είναι εκεί και δεν μπορούμε να το αφήσουμε στην Ταϊβάν και τις Ηνωμένες Πολιτείες».

Δεν πρέπει να είμαστε αφελείς Οποιαδήποτε συμμαχία μεταξύ πολιτικής και βιομηχανίας θα εξελιχθεί τελικά σε αγώνα εξουσίας και διαιτησίας για τη διασφάλιση των συμφερόντων των αντίστοιχων φατριών τους και τη διατήρηση της αλυσίδας αξίας σε κίνηση.

Η αναζήτηση της ΕΕ για τεχνολογική κυριαρχία δεν σημαίνει το τέλος του απομονωτισμού, του προστατευτισμού ή του ελεύθερου εμπορίου. Στοχεύει στην προώθηση περισσότερης διμερούς συνεργασίας με ομοϊδεάτες χώρες και στρατηγικούς εταίρους. Στοχεύει επίσης στην εφαρμογή βιομηχανικών πολιτικών, στη δημιουργία επαρκούς βιομηχανικής ικανότητας (π.χ. μεγαλοεργοστάσια) και στην επένδυση σε κάθε επίπεδο της αλυσίδας αξίας.

«Η αποστολή μας δεν είναι να κάνουμε τα πάντα εδώ (την Ευρώπη), αλλά να διατηρήσουμε τη στρατηγική μας αυτονομία», είπε ο Μπρετόν. "Το έργο θα εμφανιστεί. Σήμερα, έχουμε 65 έργα στα σκαριά στην Ευρώπη, αξίας άνω των 100 δισεκατομμυρίων ευρώ."

Ως μέρος του νόμου CHIPS, η ΕΕ θα επενδύσει 11 δισεκατομμύρια ευρώ τα επόμενα επτά χρόνια μέσω της πρωτοβουλίας European Chips Initiative για την ανάπτυξη τουλάχιστον τριών πιλοτικών γραμμών για τη βιομηχανοποίηση προηγμένων διαδικασιών παραγωγής σε μέγεθος κόμβου: μία στο imec για Ανάπτυξη τεχνολογίας διεργασιών υπο-2nm Gate Wrap-Around (GAA), μία στο CEA-Leti για τεχνολογία διεργασιών FD-SOI έως 10 nm και κάτω και μία στο Ινστιτούτο Fraunhofer για ενοποίηση ετερογενών συστημάτων.

Πολλοί πιστεύουν ότι για να χρησιμοποιήσει το νόμο CHIPS για να καινοτομήσει στην παγκόσμια βιομηχανία ημιαγωγών, η ΕΕ πρέπει να προσπαθήσει να γίνει ηγέτης στον προηγμένο σχεδιασμό τσιπ, όχι απαραίτητα στην κατασκευή τσιπ. Ο Μπρετόν δεν είναι ένας από αυτούς.

«Επιτρέψτε μου να είμαι σαφής: χωρίς fabs, δεν μπορεί να υπάρξει βιομηχανική πολιτική», είπε. "Ο μύθος μιας εταιρείας χωρίς fab δεν λειτούργησε ποτέ και σίγουρα δεν λειτουργεί στον σύγχρονο κόσμο. Υποστηρίζουμε αυτήν την εκβιομηχάνιση ενώ συνεχίζουμε να συνεργαζόμαστε με τους συνεργάτες μας."

Μπορεί να υπάρχουν διαφορές σε συγκεκριμένα θέματα, αλλά ο κοινός παρονομαστής είναι πάντα η υπεράσπιση των κοινών συμφερόντων της ΕΕ. «Η Ευρώπη πρέπει να ανακτήσει τον έλεγχο της μοίρας της», κατέληξε ο Μπρετόν.