آٽوميٽو چپ انڊسٽري تبديلين مان گذري رهي آهي
حال ۾، سيمي ڪنڊڪٽر انجنيئرنگ ٽيم ننڍين چپس، هائبرڊ بانڊنگ، ۽ نئين مواد تي امڪور جي ننڍي چپ ۽ ايف سي بي جي اي انٽيگريشن جي نائب صدر مائيڪل ڪيلي سان بحث ڪيو. بحث ۾ ASE محقق وليم چن، پرومڪس انڊسٽريز جي سي اي او ڊڪ اوٽي، ۽ سينڊر روزينڊل، سينوپسس فوٽونڪس سوليوشنز جي آر اينڊ ڊي ڊائريڪٽر پڻ حصو ورتو. هيٺ هن بحث جا اقتباس آهن.
ڪيترن سالن تائين، آٽوميٽو چپس جي ترقي صنعت ۾ اڳواڻي واري حيثيت نه ورتي. جڏهن ته، برقي گاڏين جي اڀار ۽ جديد انفوٽينمينٽ سسٽم جي ترقي سان، هي صورتحال ڊرامائي طور تي تبديل ٿي وئي آهي. توهان ڪهڙا مسئلا محسوس ڪيا آهن؟
ڪيلي: هاءِ اينڊ ADAS (ايڊوانسڊ ڊرائيور اسسٽنس سسٽم) کي مارڪيٽ ۾ مقابلي لاءِ 5 نانو ميٽر يا ان کان ننڍي پروسيسر جي ضرورت آهي. هڪ دفعو توهان 5 نانو ميٽر پروسيس ۾ داخل ٿيو ٿا، توهان کي ويفر جي قيمتن تي غور ڪرڻو پوندو، جيڪو ننڍي چپ حلن تي احتياط سان غور ڪرڻ جي طرف وٺي ٿو، ڇاڪاڻ ته 5 نانو ميٽر پروسيس تي وڏيون چپس تيار ڪرڻ ڏکيو آهي. اضافي طور تي، پيداوار گهٽ آهي، جنهن جي نتيجي ۾ تمام گهڻي قيمت آهي. 5 نانو ميٽر يا وڌيڪ ترقي يافته پروسيس سان ڊيل ڪرڻ وقت، گراهڪ عام طور تي پوري چپ استعمال ڪرڻ جي بدران 5 نانو ميٽر چپ جو هڪ حصو چونڊڻ تي غور ڪندا آهن، جڏهن ته پيڪنگنگ اسٽيج ۾ سيڙپڪاري وڌائيندا آهن. اهي شايد سوچي سگهن ٿا، "ڇا هن طريقي سان گهربل ڪارڪردگي حاصل ڪرڻ لاءِ وڌيڪ قيمتي اثرائتي آپشن هوندو، بجاءِ وڏي چپ ۾ سڀني ڪمن کي مڪمل ڪرڻ جي ڪوشش ڪرڻ جي؟" تنهن ڪري، ها، هاءِ اينڊ آٽوميٽو ڪمپنيون ضرور ننڍي چپ ٽيڪنالاجي تي ڌيان ڏئي رهيون آهن. صنعت ۾ معروف ڪمپنيون ان جي ويجهڙائي سان نگراني ڪري رهيون آهن. ڪمپيوٽنگ فيلڊ جي مقابلي ۾، آٽوميٽو انڊسٽري ننڍي چپ ٽيڪنالاجي جي درخواست ۾ شايد 2 کان 4 سال پوئتي آهي، پر آٽوميٽو شعبي ۾ ان جي درخواست جو رجحان واضح آهي. آٽوميٽو انڊسٽري ۾ انتهائي اعليٰ اعتبار جون گهرجون آهن، تنهن ڪري ننڍي چپ ٽيڪنالاجي جي اعتبار کي ثابت ڪرڻ گهرجي. بهرحال، آٽوميٽو فيلڊ ۾ ننڍي چپ ٽيڪنالاجي جي وڏي پيماني تي درخواست يقيني طور تي رستي تي آهي.
چن: مون ڪا به اهم رڪاوٽ محسوس نه ڪئي آهي. مون کي لڳي ٿو ته اهو لاڳاپيل سرٽيفڪيشن گهرجن کي کوٽائي ۾ سکڻ ۽ سمجهڻ جي ضرورت بابت وڌيڪ آهي. هي ميٽرولوجي جي سطح تي واپس وڃي ٿو. اسان پيڪيجز ڪيئن تيار ڪريون ٿا جيڪي انتهائي سخت آٽوميٽو معيارن کي پورا ڪن ٿا؟ پر اهو يقيني آهي ته لاڳاپيل ٽيڪنالاجي مسلسل ترقي ڪري رهي آهي.
ملٽي ڊائي حصن سان لاڳاپيل ڪيترن ئي حرارتي مسئلن ۽ پيچيدگين کي ڏسندي، ڇا نوان اسٽريس ٽيسٽ پروفائلز يا مختلف قسمن جا ٽيسٽ هوندا؟ ڇا موجوده JEDEC معيار اهڙن مربوط نظامن کي ڍڪي سگهن ٿا؟
چن: منهنجو خيال آهي ته اسان کي ناڪامين جي ذريعن کي واضح طور تي سڃاڻڻ لاءِ وڌيڪ جامع تشخيصي طريقا تيار ڪرڻ جي ضرورت آهي. اسان ميٽرولوجي کي تشخيص سان گڏ ڪرڻ تي بحث ڪيو آهي، ۽ اسان جي ذميواري آهي ته وڌيڪ مضبوط پيڪيجز ڪيئن ٺاهجن، اعليٰ معيار جي مواد ۽ عملن کي استعمال ڪريون، ۽ انهن جي تصديق ڪريون.
ڪيلي: اڄڪلهه، اسان گراهڪن سان ڪيس اسٽڊي ڪري رهيا آهيون، جن سسٽم-ليول ٽيسٽنگ مان ڪجهه سکيو آهي، خاص طور تي فنڪشنل بورڊ ٽيسٽن ۾ گرمي پد جي اثر جي جاچ، جيڪا JEDEC ٽيسٽنگ ۾ شامل ناهي. JEDEC ٽيسٽنگ صرف آئسوٿرمل ٽيسٽنگ آهي، جنهن ۾ "درجه حرارت ۾ اضافو، زوال، ۽ گرمي پد جي منتقلي" شامل آهي. جڏهن ته، حقيقي پيڪيجز ۾ گرمي پد جي ورڇ حقيقي دنيا ۾ ٿيندڙ واقعن کان پري آهي. وڌيڪ ۽ وڌيڪ گراهڪ سسٽم-ليول ٽيسٽنگ جلد ڪرڻ چاهين ٿا ڇاڪاڻ ته اهي هن صورتحال کي سمجهن ٿا، جيتوڻيڪ هرڪو ان کان واقف ناهي. سموليشن ٽيڪنالاجي پڻ هتي ڪردار ادا ڪري ٿي. جيڪڏهن ڪو ماڻهو ٿرمل-ميڪينيڪل ڪمبينيشن سموليشن ۾ ماهر آهي، ته مسئلن جو تجزيو ڪرڻ آسان ٿي ويندو آهي ڇاڪاڻ ته اهي ڄاڻن ٿا ته ٽيسٽنگ دوران ڪهڙن پهلوئن تي ڌيان ڏيڻ گهرجي. سسٽم-ليول ٽيسٽنگ ۽ سموليشن ٽيڪنالاجي هڪ ٻئي جي مڪمل ڪن ٿا. بهرحال، هي رجحان اڃا تائين پنهنجي شروعاتي مرحلن ۾ آهي.
ڇا ماضي جي ڀيٽ ۾ بالغ ٽيڪنالاجي نوڊس تي حل ڪرڻ لاءِ وڌيڪ حرارتي مسئلا آهن؟
اوٽي: ها، پر گذريل ڪجهه سالن ۾، ڪوپلانريٽي جا مسئلا تيزي سان نمايان ٿي ويا آهن. اسان هڪ چپ تي 5,000 کان 10,000 ٽامي جا ٿنڀا ڏسون ٿا، جيڪي 50 مائڪرون ۽ 127 مائڪرون جي وچ ۾ فاصلي تي آهن. جيڪڏهن توهان لاڳاپيل ڊيٽا کي ويجهي کان جانچيو ٿا، ته توهان ڏسندا ته انهن ٽامي جي ٿنڀن کي سبسٽريٽ تي رکڻ ۽ گرم ڪرڻ، کولنگ، ۽ ريفلو سولڊرنگ آپريشن ڪرڻ لاءِ هڪ لک ڪوپلانريٽي جي درستگي ۾ هڪ حصو حاصل ڪرڻ جي ضرورت آهي. هڪ لک درستگي ۾ هڪ حصو فٽبال جي ميدان جي ڊيگهه ۾ گاهه جي بليڊ ڳولڻ وانگر آهي. اسان چپ ۽ سبسٽريٽ جي فليٽنس کي ماپڻ لاءِ ڪجهه اعليٰ ڪارڪردگي وارا ڪيئنس اوزار خريد ڪيا آهن. يقيناً، ايندڙ سوال اهو آهي ته ريفلو سولڊرنگ چڪر دوران هن وارپنگ رجحان کي ڪيئن ڪنٽرول ڪجي؟ هي هڪ اهم مسئلو آهي جنهن کي حل ڪرڻ جي ضرورت آهي.
چن: مون کي پونٽي ويڪيو بابت بحث ياد آهي، جتي انهن ڪارڪردگي جي سببن جي بدران اسيمبلي جي غور لاءِ گهٽ درجه حرارت واري سولڊر استعمال ڪيو.
جڏهن ته ويجهن سڀني سرڪٽس ۾ اڃا تائين حرارتي مسئلا آهن، فوٽونڪس کي ان ۾ ڪيئن ضم ڪيو وڃي؟
روزينڊل: سڀني پهلوئن لاءِ حرارتي نقل ڪرڻ جي ضرورت آهي، ۽ اعليٰ فريڪوئنسي ڪڍڻ پڻ ضروري آهي ڇاڪاڻ ته داخل ٿيندڙ سگنل اعليٰ فريڪوئنسي سگنل آهن. تنهن ڪري، امپيڊنس ميچنگ ۽ مناسب گرائونڊنگ جهڙن مسئلن کي حل ڪرڻ جي ضرورت آهي. اهم درجه حرارت گريڊينٽ ٿي سگهن ٿا، جيڪي ڊائي اندر يا ان جي وچ ۾ موجود ٿي سگهن ٿا جنهن کي اسين "E" ڊائي (اليڪٽريڪل ڊائي) ۽ "P" ڊائي (فوٽون ڊائي) سڏين ٿا. مون کي تجسس آهي ته ڇا اسان کي چپڪندڙن جي حرارتي خاصيتن ۾ وڌيڪ گہرائي سان وڃڻ جي ضرورت آهي.
هي وقت سان گڏ بانڊنگ مواد، انهن جي چونڊ، ۽ استحڪام بابت بحث مباحثا پيدا ڪري ٿو. اهو واضح آهي ته هائبرڊ بانڊنگ ٽيڪنالاجي حقيقي دنيا ۾ لاڳو ڪئي وئي آهي، پر ان کي اڃا تائين وڏي پيماني تي پيداوار لاءِ استعمال نه ڪيو ويو آهي. هن ٽيڪنالاجي جي موجوده حالت ڇا آهي؟
ڪيلي: سپلائي چين ۾ سڀئي پارٽيون هائبرڊ بانڊنگ ٽيڪنالاجي تي ڌيان ڏئي رهيون آهن. في الحال، هي ٽيڪنالاجي بنيادي طور تي فاؤنڊيريز جي اڳواڻي ۾ آهي، پر OSAT (آئوٽ سورسڊ سيمي ڪنڊڪٽر اسيمبلي ۽ ٽيسٽ) ڪمپنيون پڻ سنجيدگي سان ان جي ڪمرشل ايپليڪيشنن جو مطالعو ڪري رهيون آهن. ڪلاسيڪل ڪاپر هائبرڊ ڊائيليڪٽرڪ بانڊنگ اجزاء ڊگهي مدت جي تصديق مان گذريا آهن. جيڪڏهن صفائي کي ڪنٽرول ڪري سگهجي ٿو، ته اهو عمل تمام مضبوط اجزاء پيدا ڪري سگهي ٿو. بهرحال، ان ۾ انتهائي اعليٰ صفائي جون گهرجون آهن، ۽ سرمائيداري سامان جي قيمتون تمام گهڻيون آهن. اسان AMD جي Ryzen پراڊڪٽ لائن ۾ ابتدائي ايپليڪيشن ڪوششن جو تجربو ڪيو، جتي SRAM جي اڪثريت ڪاپر هائبرڊ بانڊنگ ٽيڪنالاجي استعمال ڪئي. بهرحال، مون ڪيترن ئي ٻين گراهڪن کي هن ٽيڪنالاجي کي لاڳو ڪندي نه ڏٺو آهي. جيتوڻيڪ اهو ڪيترن ئي ڪمپنين جي ٽيڪنالاجي روڊ ميپ تي آهي، اهو لڳي ٿو ته لاڳاپيل سامان جي سوئيٽس کي آزاد صفائي جي گهرجن کي پورو ڪرڻ ۾ ڪجهه سال وڌيڪ لڳندا. جيڪڏهن ان کي ڪارخاني جي ماحول ۾ لاڳو ڪري سگهجي ٿو جنهن ۾ هڪ عام ويفر فيب کان ٿورو گهٽ صفائي آهي، ۽ جيڪڏهن گهٽ قيمتون حاصل ڪري سگهجن ٿيون، ته شايد هن ٽيڪنالاجي کي وڌيڪ ڌيان ڏنو ويندو.
چن: منهنجي انگن اکرن موجب، 2024 جي ECTC ڪانفرنس ۾ هائبرڊ بانڊنگ تي گهٽ ۾ گهٽ 37 پيپر پيش ڪيا ويندا. هي هڪ اهڙو عمل آهي جنهن ۾ تمام گهڻي مهارت جي ضرورت آهي ۽ اسيمبلي دوران وڏي پئماني تي نفيس آپريشن شامل آهن. تنهن ڪري هي ٽيڪنالاجي يقيني طور تي وڏي پيماني تي استعمال ٿيندي. اڳ ۾ ئي ڪجهه ايپليڪيشن ڪيس آهن، پر مستقبل ۾، اهو مختلف شعبن ۾ وڌيڪ عام ٿيندو.
جڏهن توهان "فائن آپريشنز" جو ذڪر ڪندا آهيو، ته ڇا توهان اهم مالي سيڙپڪاري جي ضرورت جو حوالو ڏئي رهيا آهيو؟
چن: يقيناً، ان ۾ وقت ۽ مهارت شامل آهي. هن آپريشن کي انجام ڏيڻ لاءِ هڪ تمام صاف ماحول جي ضرورت آهي، جنهن لاءِ مالي سيڙپڪاري جي ضرورت آهي. ان لاءِ لاڳاپيل سامان جي پڻ ضرورت آهي، جنهن لاءِ ساڳئي طرح فنڊنگ جي ضرورت آهي. تنهن ڪري ان ۾ نه رڳو آپريشنل خرچ شامل آهن پر سهولتن ۾ سيڙپڪاري پڻ شامل آهي.
ڪيلي: 15 مائڪرون يا ان کان وڏي فاصلي جي صورتن ۾، ڪاپر ستون ويفر کان ويفر ٽيڪنالاجي استعمال ڪرڻ ۾ اهم دلچسپي آهي. مثالي طور تي، ويفر فليٽ آهن، ۽ چپ سائيز تمام وڏا نه آهن، انهن ڪجهه فاصلن لاءِ اعليٰ معيار جي ري فلو جي اجازت ڏين ٿا. جڏهن ته هي ڪجهه چئلينج پيش ڪري ٿو، اهو ڪاپر هائبرڊ بانڊنگ ٽيڪنالاجي سان وابستگي ڪرڻ کان تمام گهٽ مهانگو آهي. بهرحال، جيڪڏهن درستگي جي ضرورت 10 مائڪرون يا گهٽ آهي، ته صورتحال تبديل ٿي ويندي آهي. چپ اسٽيڪنگ ٽيڪنالاجي استعمال ڪندڙ ڪمپنيون سنگل-ڊجيٽ مائڪرون اسپيسنگ حاصل ڪنديون، جهڙوڪ 4 يا 5 مائڪرون، ۽ ڪو به متبادل ناهي. تنهن ڪري، لاڳاپيل ٽيڪنالاجي ناگزير طور تي ترقي ڪندي. جڏهن ته، موجوده ٽيڪنالاجيون پڻ مسلسل بهتر ٿي رهيون آهن. تنهن ڪري هاڻي اسان انهن حدن تي ڌيان ڏئي رهيا آهيون جن تائين ڪاپر ستون وڌائي سگهن ٿا ۽ ڇا هي ٽيڪنالاجي گراهڪن لاءِ ايتري ڊگهي عرصي تائين رهندي جو اهي سچي ڪاپر هائبرڊ بانڊنگ ٽيڪنالاجي ۾ سڀني ڊيزائن ۽ "قابليت" ترقي جي سيڙپڪاري کي دير ڪري سگهن.
چن: اسان صرف لاڳاپيل ٽيڪنالاجيون اختيار ڪنداسين جڏهن طلب هوندي.
ڇا هن وقت ايپوڪسي مولڊنگ ڪمپائونڊ فيلڊ ۾ ڪيتريون ئي نيون ترقيون آهن؟
ڪيلي: مولڊنگ مرڪبن ۾ اهم تبديليون آيون آهن. انهن جي CTE (حرارتي توسيع جو ڪوفيشينٽ) تمام گهٽجي ويو آهي، جنهن ڪري انهن کي دٻاءُ جي نقطي نظر کان لاڳاپيل ايپليڪيشنن لاءِ وڌيڪ سازگار بڻايو ويو آهي.
اوٽي: اسان جي پوئين بحث ڏانهن واپس، هن وقت 1 يا 2 مائڪرون جي فاصلي سان ڪيترا سيمي ڪنڊڪٽر چپس ٺاهيا ويا آهن؟
ڪيلي: هڪ اهم تناسب.
چن: شايد 1٪ کان گهٽ.
اوٽي: تنهنڪري اسان جنهن ٽيڪنالاجي تي بحث ڪري رهيا آهيون اها عام نه آهي. اها تحقيق جي مرحلي ۾ ناهي، ڇاڪاڻ ته معروف ڪمپنيون واقعي هن ٽيڪنالاجي کي لاڳو ڪري رهيون آهن، پر اها مهانگي آهي ۽ ان جي پيداوار گهٽ آهي.
ڪيلي: هي خاص طور تي اعليٰ ڪارڪردگي واري ڪمپيوٽنگ ۾ لاڳو ٿئي ٿو. اڄڪلهه، اهو نه رڳو ڊيٽا سينٽرن ۾ پر اعليٰ درجي جي پي سي ۽ ڪجهه هٿ ۾ هٿ رکندڙ ڊوائيسز ۾ پڻ استعمال ٿئي ٿو. جيتوڻيڪ اهي ڊوائيس نسبتاً ننڍا آهن، پر انهن ۾ اڃا تائين اعليٰ ڪارڪردگي آهي. جڏهن ته، پروسيسرز ۽ CMOS ايپليڪيشنن جي وسيع تناظر ۾، ان جو تناسب نسبتاً ننڍو رهي ٿو. عام چپ ٺاهيندڙن لاءِ، هن ٽيڪنالاجي کي اپنائڻ جي ڪا ضرورت ناهي.
اوٽي: اهو ئي سبب آهي جو هن ٽيڪنالاجي کي آٽوميٽو انڊسٽري ۾ داخل ٿيندي ڏسي حيرت ٿي رهي آهي. ڪارن کي تمام ننڍي هجڻ لاءِ چپس جي ضرورت ناهي. اهي 20 يا 40 نانو ميٽر پروسيس تي رهي سگهن ٿيون، ڇاڪاڻ ته هن پروسيس ۾ سيمي ڪنڊڪٽرز ۾ في ٽرانزسٽر جي قيمت گهٽ ۾ گهٽ آهي.
ڪيلي: جڏهن ته، ADAS يا خودمختيار ڊرائيونگ لاءِ ڪمپيوٽيشنل گهرجون ساڳيون آهن جيڪي AI PCs يا ساڳين ڊوائيسز لاءِ آهن. تنهن ڪري، آٽوميٽو انڊسٽري کي انهن جديد ٽيڪنالاجيز ۾ سيڙپڪاري ڪرڻ جي ضرورت آهي.
جيڪڏهن پيداوار جو چڪر پنج سال آهي، ته ڇا نئين ٽيڪنالاجي کي اپنائڻ سان فائدو وڌيڪ پنجن سالن تائين وڌي سگهي ٿو؟
ڪيلي: اهو هڪ تمام معقول نقطو آهي. آٽوميٽو انڊسٽري جو هڪ ٻيو زاويه آهي. سادي سرو ڪنٽرولرز يا نسبتاً سادي اينالاگ ڊوائيسز تي غور ڪريو جيڪي 20 سالن کان موجود آهن ۽ تمام گهٽ قيمت وارا آهن. اهي ننڍيون چپس استعمال ڪندا آهن. آٽوميٽو انڊسٽري ۾ ماڻهو انهن شين کي استعمال ڪرڻ جاري رکڻ چاهين ٿا. اهي صرف ڊجيٽل ننڍيون چپس سان تمام اعليٰ درجي جي ڪمپيوٽنگ ڊوائيسز ۾ سيڙپڪاري ڪرڻ چاهين ٿا ۽ ممڪن طور تي انهن کي گهٽ قيمت واري اينالاگ چپس، فليش ميموري، ۽ آر ايف چپس سان جوڙيو. انهن لاءِ، ننڍو چپ ماڊل تمام گهڻو سمجهه ۾ اچي ٿو ڇاڪاڻ ته اهي ڪيترائي گهٽ قيمت وارا، مستحڪم، پراڻي نسل جا حصا برقرار رکي سگهن ٿا. اهي نه ته انهن حصن کي تبديل ڪرڻ چاهين ٿا ۽ نه ئي ضرورت آهي. پوءِ، انهن کي صرف ADAS حصي جي ڪمن کي پورو ڪرڻ لاءِ هڪ اعليٰ درجي جي 5-نانو ميٽر يا 3-نانو ميٽر ننڍي چپ شامل ڪرڻ جي ضرورت آهي. حقيقت ۾، اهي هڪ پراڊڪٽ ۾ مختلف قسمن جون ننڍيون چپس لاڳو ڪري رهيا آهن. پي سي ۽ ڪمپيوٽنگ شعبن جي برعڪس، آٽوميٽو انڊسٽري ۾ ايپليڪيشنن جي وڌيڪ متنوع رينج آهي.
چن: وڌيڪ، انهن چپس کي انجن جي ڀرسان نصب ڪرڻ جي ضرورت ناهي، تنهنڪري ماحولياتي حالتون نسبتا بهتر آهن.
ڪيلي: ڪارن ۾ ماحول جو گرمي پد تمام گهڻو هوندو آهي. تنهن ڪري، جيتوڻيڪ چپ جي طاقت خاص طور تي وڌيڪ نه هجي، آٽوميٽو انڊسٽري کي ڪجهه فنڊ سٺي ٿرمل مئنيجمينٽ حلن ۾ لڳائڻ گهرجن ۽ شايد انڊيم ٽِم (ٿرمل انٽرفيس مواد) استعمال ڪرڻ تي به غور ڪري سگهي ٿي ڇاڪاڻ ته ماحولياتي حالتون تمام سخت آهن.
پوسٽ جو وقت: اپريل-28-2025