Pîşesaziya çîpên otomobîlan di nav guhertinan de ye
Di demên dawî de, tîma endezyariya nîvconductoran bi Michael Kelly, Cîgirê Serokê entegrasyona çîpên piçûk û FCBGA ya Amkor re li ser çîpên piçûk, girêdana hîbrîd û materyalên nû nîqaş kir. Lêkolînerê ASE William Chen, CEOyê Promex Industries Dick Otte, û Sander Roosendaal, Rêveberê R&D yê Synopsys Photonics Solutions jî beşdarî nîqaşê bûn. Li jêr perçeyên ji vê nîqaşê hene.
Bi salan, pêşxistina çîpên otomobîlan di pîşesaziyê de cihekî pêşeng negirt. Lêbelê, bi zêdebûna wesayîtên elektrîkê û pêşxistina pergalên infotainment ên pêşkeftî, ev rewş bi awayekî berbiçav guherî. We çi pirsgirêk dîtine?
Kelly: ADAS (Pergalên Alîkariya Ajokarên Pêşketî) yên asta bilind ji bo ku di sûkê de reqabetê bikin, pêdivî bi pêvajoyên bi pêvajoyek 5-nanometre an jî piçûktir heye. Dema ku hûn dikevin pêvajoya 5-nanometre, divê hûn lêçûnên waferê li ber çavan bigirin, ku ev yek dibe sedema nirxandina bi baldarî ya çareseriyên çîpên piçûk, ji ber ku çêkirina çîpên mezin di pêvajoya 5-nanometre de dijwar e. Wekî din, berhem kêm e, ku dibe sedema lêçûnên pir zêde. Dema ku bi pêvajoyên 5-nanometre an jî pêşketîtir re mijûl dibin, xerîdar bi gelemperî li şûna karanîna tevahiya çîpê, beşek ji çîpa 5-nanometre hildibijêrin, di heman demê de veberhênanê di qonaxa pakkirinê de zêde dikin. Dibe ku ew bifikirin, "Ma vebijarkek lêçûn-bandortir e ku meriv performansa pêwîst bi vî rengî bi dest bixe, ji bilî ku hewl bide ku hemî fonksiyonan di çîpek mezintir de temam bike?" Ji ber vê yekê, erê, pargîdaniyên otomobîlên asta bilind bê guman bala xwe didin teknolojiya çîpên piçûk. Pargîdaniyên pêşeng ên di pîşesaziyê de vê yekê bi baldarî dişopînin. Li gorî qada komputerê, pîşesaziya otomobîlan di sepandina teknolojiya çîpên piçûk de dibe ku 2 heta 4 sal li paş be, lê meyla sepandina wê di sektora otomobîlan de eşkere ye. Pîşesaziya otomobîlan pêdiviyên pêbaweriyê yên pir zêde hene, ji ber vê yekê divê pêbaweriya teknolojiya çîpên piçûk were îspatkirin. Lêbelê, sepandina teknolojiya çîpên piçûk di warê otomobîlan de bê guman di rê de ye.
Chen: Min ti astengiyên girîng nedîtine. Ez difikirim ku ew bêtir li ser hewcedariya fêrbûn û têgihîştina kûr a pêdiviyên sertîfîkayê yên têkildar e. Ev vedigere asta metrolojiyê. Em çawa pakêtên ku li gorî standardên otomobîlan ên pir hişk in çêdikin? Lê bê guman teknolojiya têkildar bi berdewamî pêş dikeve.
Ji ber gelek pirsgirêkên germî û tevliheviyên têkildarî pêkhateyên pir-qutbî, gelo profîlên ceribandina stresê yên nû an celebên ceribandinên cûda hene? Gelo standardên JEDEC-ê yên heyî dikarin pergalên weha yên entegre bigirin nav xwe?
Chen: Ez bawer dikim ku divê em rêbazên teşhîsê yên berfirehtir pêş bixin da ku bi zelalî çavkaniya têkçûnan destnîşan bikin. Me li ser hevgirtina metrolojiyê bi teşhîsê re nîqaş kir, û berpirsiyariya me ye ku em fêm bikin ka meriv çawa pakêtên bihêztir ava dike, materyal û pêvajoyên bi kalîtetir bikar tîne, û wan piştrast dike.
Kelly: Îro, em lêkolînên dozê bi xerîdarên ku ji ceribandina asta pergalê tiştek fêr bûne, nemaze ceribandina bandora germahiyê di ceribandinên panelên fonksiyonel de, ku di ceribandina JEDEC de nayê vegirtin, dikin. Ceribandina JEDEC tenê ceribandina îzotermîk e, ku "bilindbûn, daketin û veguheztina germahiyê" vedihewîne. Lêbelê, belavkirina germahiyê di pakêtên rastîn de ji ya ku di cîhana rastîn de diqewime dûr e. Zêdetir û bêtir xerîdar dixwazin ceribandina asta pergalê zû bikin ji ber ku ew vê rewşê fam dikin, her çend ne her kes jê haydar be jî. Teknolojiya simulasyonê jî li vir rolek dilîze. Ger kesek di simulasyona tevliheviya termal-mekanîkî de jêhatî be, analîzkirina pirsgirêkan hêsantir dibe ji ber ku ew dizanin di dema ceribandinê de li ser kîjan aliyan bisekinin. Ceribandina asta pergalê û teknolojiya simulasyonê hevûdu temam dikin. Lêbelê, ev meyl hîn jî di qonaxên xwe yên destpêkê de ye.
Ma li girêkên teknolojiya pêşketî ji berê bêtir pirsgirêkên germî hene ku werin çareserkirin?
Otte: Belê, lê di çend salên borî de, pirsgirêkên hev-planariyê her ku diçe zêde dibin. Em 5,000 heta 10,000 stûnên sifir li ser çîpekê dibînin, ku di navbera 50 mîkron û 127 mîkronan de ji hev dûr in. Ger hûn daneyên têkildar bi baldarî lêkolîn bikin, hûn ê bibînin ku danîna van stûnên sifir li ser substratê û pêkanîna operasyonên germkirin, sarkirin û rijandina reflow hewceyê bidestxistina nêzîkî yek beşek ji sed hezar rastbûna hev-planariyê ye. Yek beşek ji sed hezar rastbûnê mîna dîtina çîçek giyayê di dirêjahiya qadeke futbolê de ye. Me hin amûrên Keyence-ê yên performansa bilind kirîne da ku rûtbûna çîp û substratê bipîvin. Bê guman, pirsa ku derdikeve holê ev e ku meriv çawa vê diyardeya xwarbûnê di dema çerxa rijandina reflow de kontrol dike? Ev pirsgirêkek lezgîn e ku divê were çareser kirin.
Chen: Ez nîqaşên li ser Ponte Vecchio bi bîr tînim, ku wan lehimê germahiya nizm ji bo mebestên montajê bêtir ji bo sedemên performansê bikar anîn.
Ji ber ku hemû devreyên nêzîk hîn jî pirsgirêkên germî hene, divê fotonîk çawa di vê de were entegrekirin?
Roosendaal: Pêdivî ye ku simulasyona germî ji bo hemî aliyan were kirin, û derxistina frekansa bilind jî pêdivî ye ji ber ku sînyalên ku dikevin sînyalên frekansa bilind in. Ji ber vê yekê, pirsgirêkên wekî hevahengiya împedansê û erdê rast divê werin çareser kirin. Dibe ku gradyansên germahiyê yên girîng hebin, ku dibe ku di hundurê qertê bixwe de an di navbera tiştê ku em jê re qerta "E" (qerta elektrîkê) û qerta "P" (qerta fotonê) dibêjin de hebin. Ez meraq dikim gelo divê em kûrtir li taybetmendiyên germî yên zeliqokan bigerin.
Ev yek nîqaşan li ser materyalên girêdanê, hilbijartina wan û aramiya wan di demê re derdixe holê. Diyar e ku teknolojiya girêdana hîbrîd di cîhana rastîn de hatiye sepandin, lê hîn ji bo hilberîna girseyî nehatiye bikar anîn. Rewşa niha ya vê teknolojiyê çi ye?
Kelly: Hemû aliyên di zincîra dabînkirinê de bala xwe didin teknolojiya girêdana hîbrîd. Niha, ev teknoloji bi giranî ji hêla kargehên madenê ve tê rêvebirin, lê şîrketên OSAT (Outsourced Semiconductor Assembly and Test) jî bi ciddî serlêdanên wê yên bazirganî dixwînin. Pêkhateyên girêdana dielektrîk a hîbrîd a sifir a klasîk pejirandina demdirêj derbas kirine. Ger paqijî were kontrol kirin, ev pêvajo dikare pêkhateyên pir xurt hilberîne. Lêbelê, pêdiviyên paqijiyê yên pir zêde hene, û lêçûnên alavên sermayeyê pir zêde ne. Me di rêza hilberên Ryzen a AMD de hewildanên serlêdanê yên zû dîtin, ku piraniya SRAM teknolojiya girêdana hîbrîd a sifir bikar anîn. Lêbelê, min gelek xerîdarên din nedîtine ku vê teknolojiyê bicîh bînin. Her çend ew di nexşeyên teknolojiyê yên gelek şîrketan de ye jî, xuya dike ku dê çend salên din bigire ku komên alavên têkildar hewcedariyên paqijiyê yên serbixwe bicîh bînin. Ger ew dikare di hawîrdorek kargehê de bi paqijiyek hinekî kêmtir ji kargehek wafer a tîpîk were sepandin, û heke lêçûnên kêmtir werin bidestxistin, wê hingê dibe ku ev teknoloji bêtir balê bikişîne.
Chen: Li gorî îstatîstîkên min, di konferansa ECTC ya 2024an de herî kêm 37 gotar li ser girêdana hîbrîd dê werin pêşkêş kirin. Ev pêvajoyek e ku gelek pisporiyê hewce dike û di dema komkirinê de gelek operasyonên baş dihewîne. Ji ber vê yekê ev teknoloji bê guman dê serîlêdanek berfireh bibîne. Jixwe hin rewşên serîlêdanê hene, lê di pêşerojê de, ew ê di warên cûrbecûr de bêtir belav bibe.
Dema ku hûn behsa "operasyonên baş" dikin, gelo hûn behsa pêwîstiya veberhênana darayî ya girîng dikin?
Chen: Bê guman, ew dem û pisporiyê dihewîne. Pêkanîna vê operasyonê hawîrdorek pir paqij hewce dike, ku veberhênana darayî hewce dike. Her weha alavên têkildar hewce dike, ku bi heman rengî fînansekirinê hewce dike. Ji ber vê yekê ev ne tenê lêçûnên xebitandinê lê di heman demê de veberhênana li tesîsan jî vedihewîne.
Kelly: Di rewşên ku mesafeya wan 15 mîkron an jî mezintir e, eleqeyek mezin bi karanîna teknolojiya wafer-bi-wafer a stûna sifir heye. Bi awayekî îdeal, wafer dûz in, û mezinahiyên çîpan ne pir mezin in, ku ji bo hin ji van mesafeyan reflow-a kalîteya bilind dihêle. Her çend ev hin dijwarîyan derdixe holê jî, ew ji pabendbûna bi teknolojiya girêdana hîbrîd a sifir pir erzantir e. Lêbelê, heke pêdiviya rastbûnê 10 mîkron an kêmtir be, rewş diguhere. Şîrketên ku teknolojiya komkirina çîpan bikar tînin dê mesafeyên mîkron ên yek-reqemî, wekî 4 an 5 mîkron, bi dest bixin, û alternatîfek din tune. Ji ber vê yekê, teknolojiya têkildar dê bê guman pêş bikeve. Lêbelê, teknolojiyên heyî jî bi berdewamî baştir dibin. Ji ber vê yekê naha em li ser sînorên ku stûnên sifir dikarin dirêj bibin û gelo ev teknoloji dê têra xwe dirêj bimîne da ku xerîdar hemî veberhênanên pêşkeftina sêwiran û "kalîfîkasyonê" di teknolojiya girêdana hîbrîd a sifir a rastîn de dereng bixin.
Chen: Em ê tenê teknolojiyên têkildar bikar bînin dema ku daxwaz hebe.
Ma niha di warê pêkhateya qalibkirina epoksî de gelek pêşkeftinên nû hene?
Kelly: Têkelên qalibkirinê guhertinên girîng derbas kirine. CTE (koefîsyenta berfirehbûna germî) ya wan pir kêm bûye, ev yek wan ji bo sepanên têkildar ji perspektîfa zextê guncawtir dike.
Otte: Em vegerin ser nîqaşa me ya berê, niha çend çîpên nîvconductor bi mesafeya 1 an 2 mîkron têne çêkirin?
Kelly: Beşek girîng.
Chen: Dibe ku kêmtir ji %1 be.
Otte: Ji ber vê yekê teknolojiya ku em li ser nîqaş dikin ne sereke ye. Ew ne di qonaxa lêkolînê de ye, ji ber ku şîrketên pêşeng bi rastî vê teknolojiyê bikar tînin, lê ew biha ye û berhema wê kêm e.
Kelly: Ev bi giranî di hesabkirina performansa bilind de tê sepandin. Îro, ne tenê di navendên daneyan de lê di heman demê de di PC-yên asta bilind û tewra di hin cîhazên destan de jî tê bikar anîn. Her çend ev cîhaz nisbeten piçûk bin jî, dîsa jî performansa wan bilind e. Lêbelê, di çarçoveya berfirehtir a pêvajoyker û sepanên CMOS de, rêjeya wê nisbeten piçûk dimîne. Ji bo hilberînerên çîpên asayî, ne hewce ye ku ev teknolojî were pejirandin.
Otte: Ji ber vê yekê ketina vê teknolojiyê bo pîşesaziya otomobîlan ecêb e. Otomobîl ne hewceyî çîpên pir piçûk in. Ew dikarin di pêvajoyên 20 an 40 nanometre de bimînin, ji ber ku lêçûna her tranzîstorek di nîvconductoran de di vê pêvajoyê de herî kêm e.
Kelly: Lêbelê, pêdiviyên hesabkirinê ji bo ADAS an ajotina xweser wekî yên ji bo PC-yên AI an cîhazên wekhev in. Ji ber vê yekê, pîşesaziya otomobîlan hewce dike ku di van teknolojiyên pêşkeftî de veberhênanê bike.
Ger çerxa hilberê pênc sal be, gelo pejirandina teknolojiyên nû dikare avantajê ji bo pênc salên din dirêj bike?
Kelly: Ev xalek pir maqûl e. Pîşesaziya otomobîlan xwedî goşeyek din e. Kontrolkerên servo yên sade an cîhazên analog ên nisbeten sade bifikirin ku 20 sal in hene û pir erzan in. Ew çîpên piçûk bikar tînin. Kesên di pîşesaziya otomobîlan de dixwazin van hilberan bikar bînin. Ew tenê dixwazin li cîhazên hesabkirinê yên pir bilind bi çîpên piçûk ên dîjîtal veberhênan bikin û dibe ku wan bi çîpên analog ên erzan, bîra flash û çîpên RF re hevber bikin. Ji bo wan, modela çîpa piçûk pir maqûl e ji ber ku ew dikarin gelek parçeyên nifşê kevin, erzan, stabîl biparêzin. Ew ne dixwazin van parçeyan biguherînin û ne jî hewce ne. Dûv re, ew tenê hewce ne ku çîpek piçûk a 5-nanometre an 3-nanometre ya asta bilind zêde bikin da ku fonksiyonên beşa ADAS bicîh bînin. Bi rastî, ew di yek hilberê de celebên cûda yên çîpên piçûk bikar tînin. Berevajî qadên PC û hesabkirinê, pîşesaziya otomobîlan xwedî cûrbecûr serlêdanan e.
Chen: Wekî din, ne hewce ye ku ev çîp li kêleka motorê werin saz kirin, ji ber vê yekê şert û mercên hawîrdorê nisbeten çêtir in.
Kelly: Germahiya hawîrdorê di otomobîlan de pir zêde ye. Ji ber vê yekê, her çend hêza çîpê ne pir zêde be jî, pîşesaziya otomobîlan divê hin fonan li çareseriyên baş ên rêveberiya germî veberhêne û dibe ku karanîna îndyûm TIM (materyalên navrûya germî) jî bifikire ji ber ku şert û mercên hawîrdorê pir dijwar in.
Dema weşandinê: 28ê Nîsanê-2025