Awtoulag çipi pudagynda üýtgeşmeler bolýar
Golaýda ýarymgeçiriji in engineeringenerçilik topary Amkoryň kiçi çipi we FCBGA integrasiýasynyň wise-prezidenti Maýkl Kelli bilen kiçi çipler, gibrid baglanyşyk we täze materiallar barada pikir alyşdy. Ara alyp maslahatlaşmaga ASE-iň gözlegçisi William Chen, “Promex Industries” -yň baş direktory Dik Otte we “Synopsys Photonics Solutions” -iň gözleg we barlag müdiri Sander Ruzndaal hem gatnaşdy. Aşakda bu çekişmeden bölekler.
Köp ýyllaryň dowamynda awtoulag çipleriniň ösüşi bu pudakda öňdebaryjy orny eýelemedi. Şeýle-de bolsa, elektrik ulaglarynyň köpelmegi we ösen maglumat maglumat ulgamlarynyň ösmegi bilen bu ýagdaý düýpgöter üýtgedi. Haýsy meselelere üns berdiňiz?
Kelli: endokary derejeli ADAS (Öňdebaryjy sürüjä kömek ulgamlary) 5 nanometrli ýa-da has kiçi prosessorlaryň bazarda bäsdeşlik etmegini talap edýär. 5 nanometrlik prosese gireniňizden soň, 5 nanometrlik prosessde uly çipleri öndürmek kyn bolany üçin, ownuk çip çözgütlerine ünsli garamaga mümkinçilik berýän wafli çykdajylaryny göz öňünde tutmaly bolarsyňyz. Mundan başga-da, hasyl gaty pes bolup, hasyl pes bolýar. Müşderiler 5 nanometr ýa-da has ösen prosesler bilen iş salyşýanlarynda, gaplamak tapgyryna maýa goýumlaryny artdyrmak bilen bir hatarda, ähli çipi ulanman, 5 nanometrli çipiň bir bölegini saýlamagy göz öňünde tutýarlar. "Functionshli funksiýalary has uly çipde ýerine ýetirmäge synanyşman, zerur usul bilen şu görnüşde gazanmak has tygşytly warianty bolup bilermi?" Şeýlelikde, ýokary derejeli awtoulag kompaniýalary hökman kiçi çip tehnologiýasyna üns berýärler. Bu pudakda öňdebaryjy kompaniýalar muňa ýakyndan gözegçilik edýärler. Hasaplaýyş meýdançasy bilen deňeşdirilende, kiçi çip tehnologiýasyny ulanmakda awtoulag pudagy 2 ýyldan 4 ýyl yzda bolsa gerek, ýöne awtoulag pudagynda ulanylyşynyň tendensiýasy aýdyňdyr. Awtoulag pudagynda ýokary ygtybarlylyk talaplary bar, şonuň üçin kiçi çip tehnologiýasynyň ygtybarlylygy subut edilmeli. Şeýle-de bolsa, awtoulag pudagynda kiçi çip tehnologiýasynyň uly göwrümli ulanylmagy elbetde ýolda.
Chen: Möhüm päsgelçilikleri görmedim. Meniň pikirimçe, degişli sertifikat talaplaryny çuňňur öwrenmek we düşünmek zerurlygy hakda. Bu metrologiýa derejesine gaýdyp gelýär. Örän berk awtoulag standartlaryna laýyk gelýän paketleri nädip öndürip bileris? Emma degişli tehnologiýanyň yzygiderli ösýändigi şübhesiz.
Köp ölýän komponentler bilen baglanyşykly köp termiki meseläni we çylşyrymlylygy göz öňünde tutup, täze stres synag profilleri ýa-da dürli synaglar bolarmy? Häzirki JEDEC standartlary şeýle integrirlenen ulgamlary gurşap bilermi?
Çen: Şowsuzlyklaryň çeşmesini anyk kesgitlemek üçin has giňişleýin anyklaýyş usullaryny ösdürmelidigimize ynanýaryn. Metrologiýany diagnostika bilen birleşdirmegi ara alyp maslahatlaşdyk we has ygtybarly paketleri nädip gurmalydygyny, has ýokary hilli materiallary we amallary ulanmalydygyny we tassyklamalydygyny anyklamaly.
Kelli: Häzirki wagtda ulgam derejesinde synagdan, esasanam JEDEC synagynda görkezilmeýän funksional tagta synaglarynda temperatura täsirini barlamakdan bir zat öwrenen müşderiler bilen mysallar geçirýäris. JEDEC synagy diňe "temperaturanyň ýokarlanmagy, düşmegi we temperaturanyň üýtgemegi" bilen baglanyşykly izotermiki synag. Şeýle-de bolsa, hakyky paketlerde temperaturanyň paýlanyşy hakyky dünýäde bolup geçýän zatlardan uzakda. Has köp müşderi ulgam derejesindäki synaglary ir geçirmek isleýär, sebäbi bu ýagdaýa düşünýärler, ýöne muny hemmeler bilmeýär. Simulýasiýa tehnologiýasy hem bu ýerde möhüm rol oýnaýar. Malylylyk-mehaniki kombinasiýa simulýasiýasyna ökde bolsa, synaglary derňemek has aňsatlaşýar, sebäbi synag wagtynda haýsy taraplara üns bermelidigini bilýärler. Ulgam derejesindäki synag we simulýasiýa tehnologiýasy biri-birini doldurýar. Şeýle-de bolsa, bu tendensiýa entek başlangyç döwründe.
Matureetişen tehnologiýa düwünlerinde geçmişe garanyňda has köp ýylylyk meselesi barmy?
Otte: Hawa, ýöne soňky iki ýylda birek-birege baglylyk meselesi barha artyp başlady. Çipde 5000-den 10,000-e çenli mis sütünleri, 50 mikron bilen 127 mikron aralygynda ýerleşýär. Degişli maglumatlary ýakyndan gözden geçirseňiz, bu mis sütünleri substrata ýerleşdirip, ýyladyş, sowadyş we şöhlelendirme lehimleme amallaryny ýerine ýetirip, ýüz müň sany takyklygyň takmynan bir bölegini gazanmagy talap edýändigine göz ýetirersiňiz. Thousandüz müň takyklygyň bir bölegi futbol meýdançasynyň uzynlygyndaky otlary tapmak ýalydyr. Çipiň we substratyň tekizligini ölçemek üçin käbir ýokary öndürijilikli Keyence gurallaryny satyn aldyk. Elbetde, indiki sorag, şöhlelenme lehimleme siklinde bu näsaz hadysany nädip gözegçilikde saklamaly? Bu çözülmeli möhüm mesele.
Çen: Ponte Weçio hakda çekişmeler ýadyma düşýär, ol ýerde öndürijilik sebäbini däl-de, ýygnamak temperaturasy üçin pes temperatura lehimini ulandylar.
Golaýdaky zynjyrlaryň hemmesiniň ýylylyk meselesiniň bardygyny göz öňünde tutup, fotonika nädip goşulmaly?
Roosendaal: Termiki simulýasiýa ähli taraplar üçin geçirilmeli we ýokary ýygylykly çykarmak hem zerur, sebäbi girýän signallar ýokary ýygylykly signallar. Şonuň üçin impedansyň gabat gelmegi we ýerlikli ýerleşdirilmegi ýaly meseleler çözülmeli. Ölümiň içinde ýa-da "E" ölmek (elektrik ölmek) bilen "P" ölmek (foton ölmek) arasynda bolup biljek möhüm temperatura gradiýentleri bolup biler. Heselimleriň ýylylyk aýratynlyklaryna has çuňňur göz aýlamaly bolsa, bilesim gelýär.
Bu, baglanyşyk materiallary, olary saýlamak we wagtyň geçmegi bilen durnuklylyk barada çekişmeleri döredýär. Gibrid baglanyşyk tehnologiýasynyň hakyky dünýäde ulanylandygy äşgär, ýöne entek köpçülikleýin önümçilikde ulanylmaýar. Bu tehnologiýanyň häzirki ýagdaýy nähili?
Kelli: Üpjünçilik zynjyryndaky ähli taraplar gibrid baglanyşyk tehnologiýasyna üns berýärler. Häzirki wagtda bu tehnologiýa esasan zawodlar ýolbaşçylyk edýär, ýöne OSAT (Outsourced ýarymgeçiriji assambleýasy we synag) kompaniýalary hem täjirçilik goşundylaryny çynlakaý öwrenýärler. Klassiki mis gibrid dielektrik baglanyşyk komponentleri uzak möhletli synagdan geçdi. Arassaçylyga gözegçilik edip bolýan bolsa, bu amal gaty ygtybarly komponentleri öndürip biler. Şeýle-de bolsa, arassaçylyk talaplary gaty ýokary we esasy enjamlaryň bahasy gaty ýokary. SRD-iň köpüsiniň mis gibrid baglanyşyk tehnologiýasyny ulanýan AMD-iň Ryzen önüm setirinde irki amaly synanyşyklaryny başdan geçirdik. Şeýle-de bolsa, bu tehnologiýany ulanýan başga-da köp müşderini görmedim. Köp kompaniýanyň tehnologiýa ýol kartasynda bolsa-da, degişli enjamlar toplumynyň garaşsyz arassaçylyk talaplaryny kanagatlandyrmagy üçin ýene birnäçe ýyl gerek boljak ýaly. Adaty wafli fabdan has az arassalygy bolan zawod gurşawynda ulanyp boljak bolsa we has az çykdajy gazanyp boljak bolsa, belki bu tehnologiýa has köp üns alar.
Chen: Meniň statistikamyza görä, 2024 ECTC konferensiýasynda gibrid baglanyşyk barada azyndan 37 kagyz hödürlener. Bu, köp tejribe talap edýän we gurnama wagtynda ep-esli mukdarda amallary öz içine alýan prosesdir. Şonuň üçin bu tehnologiýa giňden ulanylyşyny görer. Käbir amaly ýagdaýlar bar, ýöne geljekde dürli ugurlarda has ýaýbaňlanar.
"Gowy amallar" barada aýdanyňyzda, ep-esli maliýe maýa goýumlarynyň zerurlygyny göz öňünde tutýarsyňyzmy?
Chen: Elbetde, bu wagt we tejribäni öz içine alýar. Bu amaly ýerine ýetirmek, maliýe maýa goýumlaryny talap edýän gaty arassa gurşawy talap edýär. Şeýle hem, şuňa meňzeş serişdeleri talap edýän degişli enjamlary talap edýär. Şeýlelik bilen bu diňe bir amaly çykdajylary däl, eýsem desgalara maýa goýumlaryny hem öz içine alýar.
Kelli: 15 mikron ýa-da has uly aralyk bolan ýagdaýynda, mis sütün wafli-wafli tehnologiýasyny ulanmaga uly gyzyklanma bar. Iň gowusy, wafli tekiz we çip ululyklary gaty uly däl, bu aralyklaryň käbiri üçin ýokary hilli şöhlelenmäge mümkinçilik berýär. Bu käbir kynçylyklary ýüze çykarsa-da, mis gibrid baglanyşyk tehnologiýasyna girişmekden has arzan. Şeýle-de bolsa, takyklyk talaplary 10 mikron ýa-da ondan pes bolsa, ýagdaý üýtgeýär. Çip ýygnamak tehnologiýasyny ulanýan kompaniýalar 4 ýa-da 5 mikron ýaly bir sanly mikron aralyklara ýeterler we başga alternatiwa ýok. Şonuň üçin degişli tehnologiýa hökmany suratda öser. Şeýle-de bolsa, bar bolan tehnologiýalar hem yzygiderli gowulaşýar. Şeýlelik bilen, indi mis sütünleriniň haýsy çäklere uzalyp biljekdigine we bu tehnologiýanyň müşderileriň hakyky mis gibrid baglanyşyk tehnologiýasyna ähli dizaýny we "kär" ösüş maýa goýumlaryny gijikdirip biljekdigine ünsi jemleýäris.
Chen: Diňe isleg ýüze çykanda degişli tehnologiýalary ulanarys.
Epoksi galyplaýyş goşma meýdanynda häzirki wagtda köp täze ösüş barmy?
Kelli: Eriş birleşmeleri düýpli üýtgeşmeleri başdan geçirdi. Olaryň CTE (ýylylyk giňelme koeffisiýenti) ep-esli azaldy we basyş nukdaýnazaryndan degişli programmalar üçin has amatly boldy.
Otte: Öňki söhbetdeşligimize gaýdyp gelsek, häzirki wagtda 1 ýa-da 2 mikron aralyk bilen näçe ýarymgeçiriji çip öndürilýär?
Kelli: Möhüm paý.
Chen: 1% -den az bolsa gerek.
Otte: Diýmek, ara alyp maslahatlaşýan tehnologiýamyz esasy akym däl. Gözleg tapgyrynda däl, sebäbi öňdebaryjy kompaniýalar hakykatdanam bu tehnologiýany ulanýarlar, ýöne gaty gymmat we pes girdejili.
Kelli: Bu esasan ýokary öndürijilikli hasaplamada ulanylýar. Häzirki wagtda diňe bir maglumat merkezlerinde däl, eýsem ýokary derejeli kompýuterlerde we hatda käbir elde göterilýän enjamlarda-da ulanylýar. Bu enjamlar birneme kiçi bolsa-da, ýokary öndürijiligi bar. Şeýle-de bolsa, prosessorlaryň we CMOS amaly programmalarynyň has giň kontekstinde onuň paýy az bolýar. Ordinaryönekeý çip öndürijiler üçin bu tehnologiýany ulanmagyň zerurlygy ýok.
Otte: Şonuň üçin bu tehnologiýanyň awtoulag pudagyna girmegi geň galdyryjy. Maşynlar gaty kiçi bolmak üçin çiplere mätäç däldir. 20 ýa-da 40 nanometr prosesinde galyp bilerler, sebäbi ýarymgeçirijilerdäki tranzistoryň bahasy bu amalda iň pes.
Kelli: Şeýle-de bolsa, ADAS ýa-da özbaşdak sürmek üçin hasaplama talaplary AI kompýuterleri ýa-da şuňa meňzeş enjamlar bilen deňdir. Şonuň üçin awtoulag pudagy bu öňdebaryjy tehnologiýalara maýa goýmaly.
Önüm sikli bäş ýyl bolsa, täze tehnologiýalary ulanmak artykmaçlygy ýene bäş ýyl giňeldip bilermi?
Kelli: Bu gaty ýerlikli. Awtoulag pudagynyň başga bir ugry bar. 20 ýyl bäri bar bolan we gaty arzan bolan ýönekeý sero dolandyryjylary ýa-da has ýönekeý analog enjamlary göz öňünde tutuň. Kiçijik çipleri ulanýarlar. Awtoulag pudagyndaky adamlar bu önümleri ulanmagy dowam etdirmek isleýärler. Diňe sanly kiçi çipler bilen örän ýokary derejeli hasaplaýyş enjamlaryna maýa goýmak we belki arzan bahaly analog çipleri, fleş ýady we RF çipleri bilen jübütlemek isleýär. Olar üçin kiçi çip modeli köp many berýär, sebäbi köp arzan, durnukly, köne nesil böleklerini saklap bilýär. Ne bu bölekleri üýtgetmek isleýärler, ne-de zerurlyk. Soň bolsa, ADAS böleginiň funksiýalaryny ýerine ýetirmek üçin diňe ýokary derejeli 5 nanometr ýa-da 3 nanometrlik kiçijik çip goşmaly. Aslynda, bir önümde dürli görnüşli ownuk çipleri ulanýarlar. Kompýuter we hasaplaýyş meýdanlaryndan tapawutlylykda awtoulag pudagy dürli görnüşli amaly programmalara eýedir.
Chen: Mundan başga-da, bu çipleri motoryň gapdalynda gurnamak hökman däl, şonuň üçin daşky gurşaw şertleri has gowudyr.
Kelli: Awtoulaglarda daşky gurşawyň temperaturasy gaty ýokary. Şol sebäpli, çipiň güýji aýratyn ýokary bolmasa-da, awtoulag pudagy gowy ýylylyk dolandyryş çözgütlerine käbir serişdeleri goýmaly we daşky gurşawyň şertleri gaty agyr bolany üçin indiý TIM (termal interfeýs materiallary) ulanmagy hem göz öňünde tutup biler.
Iş wagty: 28-2025-nji aprel