Sekta ya chip za magari inapitia mabadiliko
Hivi majuzi, timu ya uhandisi ya semiconductor ilijadili chip ndogo, kuunganisha mseto, na nyenzo mpya na Michael Kelly, Makamu wa Rais wa chipu ndogo ya Amkor na ushirikiano wa FCBGA. Pia walioshiriki katika majadiliano walikuwa mtafiti wa ASE William Chen, Mkurugenzi Mtendaji wa Promex Industries Dick Otte, na Sander Roosendaal, Mkurugenzi wa R&D wa Synopsys Photonics Solutions. Zifuatazo ni nukuu za mjadala huu.
Kwa miaka mingi, maendeleo ya chips za magari hayakuchukua nafasi ya kuongoza katika sekta hiyo. Hata hivyo, pamoja na kupanda kwa magari ya umeme na maendeleo ya mifumo ya juu ya infotainment, hali hii imebadilika sana. Umeona masuala gani?
Kelly: ADAS ya hali ya juu (Mifumo ya Juu ya Usaidizi wa Dereva) inahitaji vichakataji vilivyo na mchakato wa nanomita 5 au ndogo zaidi ili kuwa na ushindani kwenye soko. Mara tu unapoingia katika mchakato wa nanometer 5, unapaswa kuzingatia gharama za kaki, ambayo inaongoza kwa kuzingatia kwa makini ufumbuzi wa chip ndogo, kwani ni vigumu kutengeneza chips kubwa katika mchakato wa 5-nanometer. Zaidi ya hayo, mavuno ni ya chini, na kusababisha gharama kubwa sana. Wakati wa kushughulika na michakato ya kina ya nanomita 5 au zaidi, wateja kwa kawaida huzingatia kuchagua sehemu ya chipu ya nanomita 5 badala ya kutumia chipu nzima, huku wakiongeza uwekezaji katika hatua ya ufungashaji. Wanaweza kufikiria, "Je, lingekuwa chaguo la gharama nafuu zaidi kufikia utendaji unaohitajika kwa njia hii, badala ya kujaribu kukamilisha kazi zote katika chip kubwa?" Kwa hiyo, ndiyo, makampuni ya juu ya magari ni dhahiri makini na teknolojia ndogo ya chip. Kampuni zinazoongoza katika tasnia hii zinafuatilia kwa karibu. Ikilinganishwa na uwanja wa kompyuta, tasnia ya magari labda iko nyuma kwa miaka 2 hadi 4 katika utumiaji wa teknolojia ndogo ya chip, lakini mwelekeo wa matumizi yake katika sekta ya magari ni wazi. Sekta ya magari ina mahitaji ya juu sana ya kuegemea, kwa hivyo kuegemea kwa teknolojia ndogo ya chip lazima kuthibitishwa. Hata hivyo, matumizi makubwa ya teknolojia ya chip ndogo katika uwanja wa magari ni hakika njiani.
Chen: Sijaona vizuizi vyovyote muhimu. Nadhani ni zaidi kuhusu kuhitaji kujifunza na kuelewa mahitaji husika ya uthibitishaji kwa kina. Hii inarudi kwenye kiwango cha metrology. Je, tunatengeneza vipi vifurushi vinavyokidhi viwango vya ugumu wa magari? Lakini ni hakika kwamba teknolojia husika inaendelea kubadilika.
Kwa kuzingatia masuala mengi ya joto na ugumu unaohusishwa na vijenzi vya aina nyingi, kutakuwa na wasifu mpya wa mtihani wa dhiki au aina tofauti za majaribio? Je, viwango vya sasa vya JEDEC vinaweza kufunika mifumo iliyojumuishwa kama hii?
Chen: Ninaamini tunahitaji kubuni mbinu za uchunguzi wa kina zaidi ili kutambua wazi chanzo cha kushindwa. Tumejadiliana kuchanganya metrolojia na uchunguzi, na tuna wajibu wa kubaini jinsi ya kuunda vifurushi imara zaidi, kutumia nyenzo na michakato ya ubora wa juu, na kuvithibitisha.
Kelly: Siku hizi, tunafanya tafiti kifani na wateja, ambao wamejifunza kitu kutokana na upimaji wa kiwango cha mfumo, hasa upimaji wa athari ya halijoto katika majaribio ya ubao wa utendaji, ambao haujashughulikiwa katika majaribio ya JEDEC. Jaribio la JEDEC ni upimaji wa halijoto tu, unaohusisha "kupanda, kushuka, na mabadiliko ya halijoto." Walakini, usambazaji wa joto katika vifurushi halisi ni mbali na kile kinachotokea katika ulimwengu wa kweli. Wateja zaidi na zaidi wanataka kufanya majaribio ya kiwango cha mfumo mapema kwa sababu wanaelewa hali hii, ingawa si kila mtu anaifahamu. Teknolojia ya uigaji pia ina jukumu hapa. Ikiwa mtu ana ujuzi katika uigaji wa mchanganyiko wa mafuta-mitambo, kuchanganua matatizo inakuwa rahisi kwa sababu wanajua vipengele gani vya kuzingatia wakati wa kupima. Upimaji wa kiwango cha mfumo na teknolojia ya uigaji hukamilishana. Walakini, hali hii bado iko katika hatua za mwanzo.
Je, kuna masuala mengi ya joto ya kushughulikia katika maeneo ya teknolojia ya watu wazima kuliko hapo awali?
Otte: Ndiyo, lakini katika miaka michache iliyopita, masuala ya ushirikiano yamezidi kuwa maarufu. Tunaona nguzo 5,000 hadi 10,000 za shaba kwenye chip, zikiwa zimetenganishwa kati ya mikroni 50 na mikroni 127. Ukichunguza kwa karibu data husika, utaona kwamba kuweka nguzo hizi za shaba kwenye substrate na kufanya shughuli za kupokanzwa, kupoeza, na utiririshaji wa umeme kunahitaji kufikia karibu sehemu moja katika usahihi wa laki laki. Sehemu moja katika usahihi laki moja ni kama kupata jani la nyasi ndani ya urefu wa uwanja wa mpira. Tumenunua baadhi ya zana za utendakazi wa hali ya juu za Keyence ili kupima unene wa chip na substrate. Bila shaka, swali linalofuata ni jinsi ya kudhibiti jambo hili la kupigana wakati wa mzunguko wa reflow soldering? Hili ni suala kubwa linalohitaji kushughulikiwa.
Chen: Nakumbuka majadiliano kuhusu Ponte Vecchio, ambapo walitumia solder ya halijoto ya chini kwa masuala ya kusanyiko badala ya sababu za utendaji.
Kwa kuzingatia kwamba mizunguko yote iliyo karibu bado ina maswala ya joto, picha zinapaswa kuunganishwaje katika hili?
Roosendaal: Uigaji wa joto unahitaji kufanywa kwa vipengele vyote, na uchimbaji wa masafa ya juu pia ni muhimu kwa sababu mawimbi yanayoingia ni mawimbi ya masafa ya juu. Kwa hivyo, maswala kama ulinganishaji wa impedance na msingi sahihi yanahitaji kushughulikiwa. Kunaweza kuwa na viwango vya juu vya halijoto, ambavyo vinaweza kuwepo ndani ya kificho chenyewe au kati ya kile tunachokiita "E" kufa (kufa kwa umeme) na "P" kufa (photon kufa). Ninatamani kujua ikiwa tunahitaji kuzama zaidi katika sifa za joto za wambiso.
Hii inazua majadiliano kuhusu nyenzo za kuunganisha, uteuzi wao, na uthabiti kwa wakati. Ni dhahiri kwamba teknolojia ya kuunganisha mseto imetumika katika ulimwengu wa kweli, lakini bado haijatumika kwa uzalishaji wa wingi. Je, hali ya sasa ya teknolojia hii ikoje?
Kelly: Washirika wote katika msururu wa ugavi wanatilia maanani teknolojia mseto ya kuunganisha. Hivi sasa, teknolojia hii inaongozwa zaidi na waanzilishi, lakini kampuni za OSAT (Mkutano na Mtihani wa Semiconductor ya Nje) pia zinasoma kwa umakini matumizi yake ya kibiashara. Vipengele vya kuunganisha dielectric vya shaba ya mseto wa kawaida vimepitia uthibitisho wa muda mrefu. Ikiwa usafi unaweza kudhibitiwa, mchakato huu unaweza kuzalisha vipengele vyenye nguvu sana. Walakini, ina mahitaji ya juu sana ya usafi, na gharama ya vifaa vya mtaji ni kubwa sana. Tulipitia majaribio ya mapema ya utumaji programu katika laini ya bidhaa ya AMD ya Ryzen, ambapo wengi wa SRAM walitumia teknolojia ya kuunganisha ya mseto wa shaba. Walakini, sijaona wateja wengine wengi wakitumia teknolojia hii. Ingawa iko kwenye ramani za teknolojia za kampuni nyingi, inaonekana kwamba itachukua miaka michache zaidi kwa vyumba vinavyohusika kukidhi mahitaji huru ya usafi. Ikiwa inaweza kutumika katika mazingira ya kiwanda na usafi wa chini kidogo kuliko kitambaa cha kawaida cha kaki, na ikiwa gharama za chini zinaweza kupatikana, basi labda teknolojia hii itapata tahadhari zaidi.
Chen: Kulingana na takwimu zangu, angalau karatasi 37 kuhusu uhusiano mseto zitawasilishwa katika mkutano wa 2024 wa ECTC. Huu ni mchakato unaohitaji utaalamu mwingi na unahusisha kiasi kikubwa cha utendakazi mzuri wakati wa mkusanyiko. Kwa hivyo teknolojia hii itaona matumizi mengi. Tayari kuna baadhi ya kesi za maombi, lakini katika siku zijazo, itakuwa imeenea zaidi katika nyanja mbalimbali.
Unapotaja "operesheni nzuri," unarejelea hitaji la uwekezaji mkubwa wa kifedha?
Chen: Bila shaka, inajumuisha wakati na ujuzi. Kufanya operesheni hii kunahitaji mazingira safi sana, ambayo yanahitaji uwekezaji wa kifedha. Inahitaji pia vifaa vinavyohusiana, ambavyo vile vile vinahitaji ufadhili. Hivyo hii inahusisha si tu gharama za uendeshaji lakini pia uwekezaji katika vifaa.
Kelly: Katika hali zenye nafasi ya mikroni 15 au zaidi, kuna shauku kubwa ya kutumia teknolojia ya kaki ya shaba ya nguzo ya shaba. Kwa hakika, kaki ni tambarare, na saizi za chip si kubwa sana, hivyo basi kuruhusu utiririshaji wa ubora wa juu kwa baadhi ya nafasi hizi. Ingawa hii inaleta changamoto kadhaa, inagharimu kidogo zaidi kuliko kujitolea kwa teknolojia ya kuunganisha ya mseto wa shaba. Hata hivyo, ikiwa mahitaji ya usahihi ni microns 10 au chini, hali inabadilika. Kampuni zinazotumia teknolojia ya kuweka chip zitapata nafasi za nafasi za maikroni zenye tarakimu moja, kama vile mikroni 4 au 5, na hakuna mbadala. Kwa hivyo, teknolojia inayofaa itakua bila shaka. Walakini, teknolojia zilizopo pia zinaendelea kuboreshwa. Kwa hivyo sasa tunaangazia mipaka ambayo nguzo za shaba zinaweza kupanua na ikiwa teknolojia hii itadumu kwa muda wa kutosha kwa wateja kuchelewesha uwekezaji wote wa muundo na "kuhitimu" katika teknolojia ya kweli ya kuunganisha ya mseto wa shaba.
Chen: Tutatumia tu teknolojia zinazofaa wakati kuna mahitaji.
Je, kuna maendeleo mengi mapya katika uga wa kiwanja cha ukingo wa epoxy kwa sasa?
Kelly: Misombo ya ukingo imepitia mabadiliko makubwa. CTE yao (mgawo wa upanuzi wa joto) imepunguzwa sana, na kuwafanya kuwa mzuri zaidi kwa maombi husika kutoka kwa mtazamo wa shinikizo.
Otte: Tukirejea kwenye mjadala wetu uliopita, ni chipsi ngapi za semiconductor ambazo kwa sasa zimetengenezwa kwa nafasi ya mikroni 1 au 2?
Kelly: Sehemu kubwa.
Chen: Pengine chini ya 1%.
Otte: Kwa hivyo teknolojia tunayojadili sio ya kawaida. Haiko katika awamu ya utafiti, kwani kampuni zinazoongoza kwa kweli zinatumia teknolojia hii, lakini ni ghali na ina mavuno kidogo.
Kelly: Hii inatumika zaidi katika utendakazi wa hali ya juu wa kompyuta. Siku hizi, haitumiki tu katika vituo vya data lakini pia katika Kompyuta za hali ya juu na hata vifaa vingine vya mkono. Ingawa vifaa hivi ni vidogo, bado vina utendaji wa juu. Hata hivyo, katika muktadha mpana wa wasindikaji na matumizi ya CMOS, uwiano wake unabakia kuwa mdogo. Kwa wazalishaji wa kawaida wa chip, hakuna haja ya kupitisha teknolojia hii.
Otte: Ndio maana inashangaza kuona teknolojia hii ikiingia kwenye tasnia ya magari. Magari hayahitaji chips kuwa ndogo sana. Wanaweza kubaki katika michakato ya nanometer 20 au 40, kwa kuwa gharama kwa kila transistor katika semiconductors ni ya chini zaidi katika mchakato huu.
Kelly: Hata hivyo, mahitaji ya kimahesabu kwa ADAS au kuendesha gari kwa uhuru ni sawa na yale ya Kompyuta za AI au vifaa sawa. Kwa hivyo, tasnia ya magari inahitaji kuwekeza katika teknolojia hizi za kisasa.
Ikiwa mzunguko wa bidhaa ni miaka mitano, je, kutumia teknolojia mpya kunaweza kupanua faida kwa miaka mingine mitano?
Kelly: Hilo ni jambo la busara sana. Sekta ya magari ina pembe nyingine. Fikiria vidhibiti rahisi vya servo au vifaa rahisi vya analogi ambavyo vimekuwepo kwa miaka 20 na ni vya bei ya chini sana. Wanatumia chips ndogo. Watu katika sekta ya magari wanataka kuendelea kutumia bidhaa hizi. Wanataka tu kuwekeza katika vifaa vya hali ya juu vya kompyuta vilivyo na chip ndogo za dijiti na ikiwezekana kuvioanisha na chip za analogi za bei ya chini, kumbukumbu ya flash na chip za RF. Kwao, mfano mdogo wa chip hufanya akili nyingi kwa sababu wanaweza kuhifadhi sehemu nyingi za gharama nafuu, imara, za kizazi cha zamani. Hawataki kubadilisha sehemu hizi wala haja. Kisha, wanahitaji tu kuongeza chip ndogo ya kiwango cha juu cha 5-nanometer au 3-nanometer ili kutimiza kazi za sehemu ya ADAS. Kwa kweli, wanatumia aina mbalimbali za chips ndogo katika bidhaa moja. Tofauti na Kompyuta na uwanja wa kompyuta, tasnia ya magari ina anuwai zaidi ya matumizi.
Chen: Zaidi ya hayo, chipsi hizi sio lazima zisakinishwe karibu na injini, kwa hivyo hali ya mazingira ni bora zaidi.
Kelly: Halijoto ya mazingira katika magari ni ya juu kabisa. Kwa hivyo, hata kama nguvu ya chip sio kubwa sana, tasnia ya magari lazima iwekeze pesa kadhaa katika suluhisho nzuri za usimamizi wa mafuta na inaweza kufikiria kutumia indium TIM (vifaa vya kiolesura cha joto) kwa sababu hali ya mazingira ni ngumu sana.
Muda wa kutuma: Apr-28-2025