211service.com
L'autoassemblaggio mostra la promessa di estendere la legge di Moore
Questi sono tempi difficili per gli ingegneri di chip per computer. Una tecnologia su cui il settore ha contato per incidere le minuscole caratteristiche delle prossime generazioni di chip non è ancora pronta.
Conosciuta come litografia ultravioletta estrema, o EUV, la tecnologia è in ritardo di anni. Sebbene l'approccio funzioni, mancano sorgenti di luce UV abbastanza potenti da incidere i chip abbastanza rapidamente per la produzione di massa. Nel 2012, Intel ha investito $ 4 miliardi nella società olandese ASML, un fornitore di apparecchiature di produzione, per rafforzare il lavoro sul perfezionamento della tecnica (vedi The Moore's Law Moon Shot). Da allora, i principali produttori di chip Samsung e TSMC hanno aggiunto ciascuno $ 375 milioni allo sforzo di ricerca di ASML, ma non ci sono ancora indicazioni su quando EUV potrebbe essere pronto.
Un'alternativa radicale alla litografia convenzionale sembra ora sempre più praticabile. Conosciuto come autoassemblaggio diretto, comporta l'uso di soluzioni di composti noti come copolimeri a blocchi che si assemblano in strutture regolari. I copolimeri a blocchi sono costituiti da diverse unità (i blocchi) che preferiscono essere separate, come l'olio e l'acqua; lasciati soli, questi composti in genere producono modelli vorticosi simili a impronte digitali. Ma se guidati da un pre-modello di guide chimiche realizzate con la litografia convenzionale, i copolimeri a blocchi producono linee e altri modelli regolari. Fondamentalmente, quei modelli finali possono avere dettagli molto più piccoli di quelli del pre-modello. Un modello finale realizzato in questo modo può quindi essere utilizzato come modello per i processi chimici che incidono le caratteristiche in un wafer di silicio, lo stesso processo che è il punto finale della litografia convenzionale.
An Steegen, vicepresidente senior per lo sviluppo della tecnologia di processo presso IMEC , un centro di ricerca sulla microelettronica a Lovanio, in Belgio, ha affermato al Semicon West mercoledì a San Francisco la conferenza sull'industria dei semiconduttori che l'autoassemblaggio sembra in grado di prolungare la vita lavorativa della litografia esistente, come alternativa al passaggio a EUV. IMEC può ora modellare strutture simili a transistor con un design simile a quelli degli ultimi chip Intel e funzionalità di appena 14 nanometri, ha affermato. Stiamo tutti aspettando disperatamente che EUV sia pronto, ma ci sono alternative, ha detto.
IMEC ha installato la prima linea di produzione al mondo in grado di utilizzare l'autoassemblaggio nella sua fabbrica pilota nel 2012. Il lavoro si è concentrato sulla riduzione degli errori nelle strutture autoassemblate attraverso materiali migliorati e migliori progetti di pre-modello. Steegen stima che la tecnologia potrebbe essere pronta per la produzione di massa intorno al 2017. Quella generazione di transistor dovrebbe avere caratteristiche di appena sette nanometri. I transistor più piccoli oggi in produzione commerciale hanno caratteristiche di appena 14 nanometri.
La State University di New York gestisce anche una linea di produzione pilota in grado di eseguire l'autoassemblaggio diretto presso il suo Center for Nanoscale Engineering ad Albany. Christopher Borst, professore associato di nanoingegneria, ha riferito a Semicon che ora potrebbe creare in modo affidabile matrici di linee ripetute e strutture simili a pinne piccole come 18 nanometri. Abbiamo sviluppato alcune strutture davvero impressionanti che potrebbero farsi strada nei processi dei dispositivi, ha affermato Borst. La capacità di base è mostrata per i materiali e la producibilità.
Tuttavia, l'autoassemblaggio non è ancora completamente compatibile con la produzione di massa. I problemi irrisolti includono la ricerca di modi per garantire la purezza dei materiali autoassemblanti per ridurre al minimo i difetti, afferma Steegen. L'industria dovrà anche sviluppare strumenti per aiutare i progettisti di chip a elaborare i modelli guida necessari per creare una miscela di autoassemblaggio per creare il progetto finale desiderato.