第四个计算时代需要的不仅仅是高级逻辑和存储芯片

beplay手机官网app应用材料公司今天举行了第三届大师班聚焦半导体行业两个重要且快速增长的领域:ICAPS和先进封装。ICAPS代表物联网、通信、汽车、电源和传感器。ICAPS包含了除了三个最先进的铸造逻辑节点之外的所有节点。先进封装是关于异质设计的,随着经典的摩尔定律2D缩放速度放缓,半导体和系统公司越来越多地采用这种设计来驱动其功率、性能、面积/成本和上市时间(PPACt™)路线图。

我们在同一事件中突出这些话题的原因可能并不明显。ICAPS和先进封装的共同之处在于,在第四计算时代扮演了一个非常有利的角色,而第四计算时代正在向我们逼近,并驱动着对硅和设备的前所未有的需求。请允许我解释一下。

进入计算的第四个时代

2018年,机器产生的数据首次超过了人类。我们相信这里程碑标志着第四时代的开始计算,即物联网(物联网),大数据和人工智能正在创造新一波半导体行业发展的补充定义的个人电脑和智能手机市场第二和第三计算时代(参见图1)。到2025年,我们期望机器每年产生99%的数据。

图1:2018年标志着第四个计算时代的开始,物联网、大数据和人工智能正在为半导体创造新的增长浪潮。

大多数数据将来自网络边缘的数十亿物联网产品,应用范围从农业到工厂自动化,从医疗保健到家庭安全。ICAPS设备,如CMOS图像传感器、MEMS设备、射频芯片、电源设备和模数转换器,定义了这些物联网产品的功能和与物理世界的交互方式。用一个生物学的比喻博客ICAPS为计算机提供了眼睛、耳朵——甚至鼻子和皮肤——这样它们就能感知世界,产生信息,并通过电波进行通信。同理,云数据中心就像这个分布式系统的大脑。谁说大脑更重要呢?毕竟,智能手机大约70%的半导体内容是ICAPS芯片,如果没有它们,该设备几乎不比计算器更有用。没有ICAPS,就没有自动驾驶汽车。

为垂直市场带来技术解决方案

另一件似乎不太明显的事情是,ICAPS和高级包装为什么嵌套在应用材料公司的同一个业务部门中。beplay手机官网app原因在于,无论是从市场角度还是从材料工程角度来看,诸如高性能计算、无线通信、汽车、配电和数字成像等终端市场都是独特且高度专业化的。应用的ICAPS和打包团队包括设备专家,他们可以与客户和他们独特的路线图挑战相关。他们有能力跨越应用的广泛和深入的材料工程技术组合,包括协同优化和集成解决方案,以实现垂直市场的突破。

IMS为独联体

Mike分享了一个例子大师班使用共同改进和综合材料解决方案(IMS™)提高CMOS图像传感器(见图2)。我们的专用CIS工程团队设计了一个集成的平台方案的资格在客户现场改善领域的新一代数码相机分辨率、灵敏度和动态范围。

图2:在CMOS图像传感器中,应用材料工程通过最小化相邻光电二极管之间的光电串扰来改善光信号并同时增加像素密度。

电力设备材料工程

碳化硅(SiC)是为当今最先进的电动汽车提供动力的“硅超级英雄”,给它们提供了前所未有的扭矩和续航里程。将150毫米晶圆的碳化硅磨成200毫米晶圆,可以降低成本,提高产量,从而促进市场增长。一个关键的挑战是,SiC比硅更硬,但也容易受到晶格损伤,从而降低器件性能,浪费电力并产生热量。

来自我们ICAPS团队的设备专家与我们的设备业务合作,创建独特的系统,这些系统高度优化,以满足领先芯片制造商的需求。今天,我们介绍了一种新的sic优化的CMP系统,它可以完美地平面化原硅晶圆,从而形成无缺陷的外延层。我们还推出了“热植入”技术,允许离子精确地植入和扩散到碳化硅晶体中,同时保持晶格的完整性(见图3)。

图3:Applied公司的新型碳化硅优化Mirra®Durum™CMP系统(左)和vista®900 3D热离子植入系统(右)是专门为帮助SiC芯片行业向更大的200mm晶圆移动而设计的。

这只是众多项目中的两个,这些项目将为高度专业化的ICAPS设备和市场带来应用材料的广度和深度。beplay手机官网app

ICAPS和高级封装:实现良性循环

在第四个计算时代,数十亿新的ICAPS设备在边缘推动着需要在云中处理的数据生成的指数增长。

与此同时,我的另一位同事Nirmalya Maity博士在最近的一篇文章中解释道博客在美国,经典摩尔定律2D缩放速度的放缓,使得芯片制造商更难将高性能计算、机器学习和推理所需的所有晶体管放在一个芯片上。这就是为什么异质设计和集成对世界领先的芯片和系统公司变得如此重要:它为他们提供了灵活性来分解设计以节省区域/成本,同时将它们集成到先进的封装上,以优化功率和性能。这种新发现的灵活性——以及硅IP重用的机会——也承诺了更快的上市时间。简而言之,异构设计和beplay体育app手机客户端先进包装使PPACt成为可能。

为了保持我们成为客户的PPACt支持公司的目标,Applied today做了几个先进的包装声明

Die-to-Wafer混合键:今天,我们正在与BE半导体工业公司(Besi)合作,为客户提供一种经过验证的、协同优化的基于模具的混合键合设备解决方案。此外,我们还为客户提供先进的混合动力粘接软件建模和仿真功能,以及生产测试车辆的能力。我们在新加坡的高级包装开发中心(Advanced Packaging Development Center)提供所有这些功能,我们已经在那里与客户合作。

薄片混合键:今天,我们宣布了与EV Group (EVG)的另一项联合开发协议,旨在为晶片间混合键合提供协同优化的制造解决方案。此次合作将Applied在沉积、平面化、植入、测量和检测方面的专业知识与EVG在晶片键合、晶片预处理和激活以及对齐和键合覆盖测量方面的领先优势结合在一起。

更大的高级基质:今天,我们还宣布了最近对Tango Systems的收购,以及我们的计划,使客户能够超越300mm硅片衬底的面积限制。客户将能够设计更大的先进封装制造的矩形基片,最大可达600mm × 600mm,具有细间距互连(见图4)。应用也使其客户能够使用其显示业务的技术,如eBeam审查。

图4:为了实现更大的封装尺寸和更大的互连密度,Applied公司最近收购了Tango Systems公司,并提供了最先进的面板级处理技术。

总而言之,人工智能时代正在推动从边缘到云端的发展。为了实现这个增长时代,行业需要同时在前沿、ICAPS和先进包装技术方面进行创新。最终的结果是数据生成和人工智能处理的良性循环,这将释放数万亿美元的经济价值。

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