Японский прорыв: Rapidus запускает тесты 2-нм чипов – грядёт революция в полупроводниках?
В пятницу компания Rapidus объявила о начале создания прототипов тестовых пластин с 2-нанометровыми структурами транзисторов с изолированным затвором (GAA) на своём предприятии IIM-1 в Японии. Компания подтвердила, что первые тестовые пластины уже демонстрируют ожидаемые электрические характеристики, а это значит, что производственные инструменты компании работают в соответствии с планом и разработка технологических процессов идёт успешно.
Тестовые пластины пролетают над фабрикой
Создание прототипа — важный этап в производстве полупроводников, который позволяет убедиться в том, что первые тестовые схемы, созданные с использованием новой технологии, работают надёжно, эффективно и соответствуют целевым показателям производительности.
На данный момент Rapidus измеряет электрические характеристики своих тестовых схем, в том числе такие параметры, как пороговое напряжение (напряжение, при котором транзистор начинает проводить ток), ток управления (сколько тока он может пропустить при включении), ток утечки (нежелательный ток, протекающий при выключенном транзисторе) и подпороговый наклон (насколько резко устройство переходит из выключенного состояния во включенное). К другим важным характеристикам относятся скорость переключения, энергопотребление и ёмкость. По очевидным причинам Rapidus не делится результатами, но сам факт того, что тестовые пластины перемещаются по фабрике, важен.
С момента начала строительства в сентябре 2023 года на площадке IIM-1 наблюдается стремительный прогресс. Строительство чистой комнаты было завершено в 2024 году, а к июню 2025 года компания подключила более 200 своих инструментов, в том числе передовые инструменты для литографии в глубоком ультрафиолетовом и экстремальном ультрафиолетовом диапазонах. В декабре 2024 года компания Rapidus установила передовые инструменты для экстремального ультрафиолетового диапазона и к апрелю 2025 года провела с их помощью первые успешные экспозиции. На данный момент фабрика достаточно развита, чтобы производить тестовые пластины, что позволяет Rapidus измерять электрические характеристики своих схем GAA для выявления возможных проблем в процессе и корректировки настроек инструментов или этапов производства.
Обработка одной пластины на всех этапах
Одна интересная деталь, о которой Rapidus упомянула в своём пресс-релизе, посвящённом этому объявлению, заключается в том, что на её заводе IIM-1 будет использоваться так называемый метод обработки одной пластины (метод производства полупроводников, при котором каждая пластина обрабатывается и проверяется индивидуально, а не в составе партии) на всех этапах начального процесса.
В настоящее время крупные производители микросхем, такие как Intel, Samsung и TSMC, используют в процессе производства полупроводников как пакетную, так и однопластиночную обработку. Однопластиночная обработка применяется на критически важных этапах, требующих высокой точности, таких как нанесение рисунка с помощью EUV- и DUV-литографии, плазменное травление, атомно-слоевое осаждение или контроль дефектов. На других этапах, таких как окисление, ионная имплантация, очистка и отжиг, пластины обрабатываются партиями.
Rapidus планирует использовать подход с использованием одной пластины на всех этапах технологического процесса, включая окисление, ионную имплантацию, формирование рисунка, осаждение, травление, очистку, отжиг и т. д. В Rapidus говорят, что это позволяет точно контролировать каждую операцию, поскольку можно вносить коррективы в зависимости от условий или результатов, полученных на конкретной пластине. Поскольку каждая пластина обрабатывается отдельно, инженеры могут точно настраивать параметры в режиме реального времени, выявлять аномалии на ранних этапах и быстро вносить исправления, не дожидаясь завершения обработки всей партии. Дополнительным преимуществом такого метода является то, что он позволяет получать больше данных с высоким разрешением для каждой пластины по сравнению со смешанным подходом, используемым другими производителями микросхем. Эти данные можно использовать для обучения алгоритмов искусственного интеллекта, которые отслеживают и оптимизируют производственные условия. Эти алгоритмы потенциально могут ускорить сбор информации для непрерывного совершенствования процессов (CPI), чтобы снизить плотность дефектов и повысить производительность, а также для статистического контроля процессов (SPC), чтобы уменьшить колебания производительности. Кроме того, системы для обработки одной пластины упрощают изменение настроек и переключение между небольшими и крупными производственными партиями, что важно для Rapidus, которая стремится обслуживать небольшие компании.
Однако у этого метода есть свои недостатки. Поскольку пластины обрабатываются по одной, производительность одного инструмента (или нескольких инструментов) ниже по сравнению с пакетной обработкой, что потенциально увеличивает время производственного цикла и делает производство более затратным. Необходимое оборудование более сложное и дорогостоящее, а координация перемещения пластин на всех этапах требует дополнительных усилий.
Однако в Rapidus считают, что, несмотря на более высокие первоначальные затраты и более медленную обработку, долгосрочные преимущества в виде снижения количества дефектов, повышения производительности и адаптивного управления технологическим процессом могут сделать обработку одной пластины привлекательной стратегией для производства чипов по 2-нм техпроцессу и более.
PDK готовится к первому кварталу 2026 года
Чтобы поддержать первых клиентов, Rapidus готовится выпустить первую версию своего набора для разработки технологических процессов в первом квартале 2026 года. Компания также работает над созданием инфраструктуры, необходимой для прототипирования чипов на площадке IIM-1.
Сообщение Японский прорыв: Rapidus запускает тесты 2-нм чипов – грядёт революция в полупроводниках? появились сначала на DGL.RU - Цифровой мир: новости, тесты, обзоры телефонов, планшетов, ноутбуков.