Masana'antar guntu motoci tana fuskantar canje-canje
Kwanan nan, ƙungiyar injiniyan semiconductor ta tattauna ƙananan kwakwalwan kwamfuta, haɗin kai, da sabbin kayayyaki tare da Michael Kelly, Mataimakin Shugaban ƙaramin guntu na Amkor da haɗin gwiwar FCBGA. Hakanan masu shiga cikin tattaunawar sune mai binciken ASE William Chen, Babban Jami'in Masana'antu na Promex Dick Otte, da Sander Roosendaal, Daraktan R&D na Synopsys Photonics Solutions. A ƙasa akwai wasu sassan wannan tattaunawa.
Shekaru da yawa, ci gaban kwakwalwan kera motoci bai ɗauki babban matsayi a cikin masana'antar ba. Duk da haka, tare da haɓakar motocin lantarki da haɓaka tsarin infotainment na ci gaba, wannan yanayin ya canza sosai. Wadanne batutuwa kuka lura?
Kelly: Babban ADAS (Tsarin Taimakon Taimakon Direba) yana buƙatar masu sarrafawa tare da tsarin 5-nanometer ko ƙarami don zama masu gasa a kasuwa. Da zarar kun shigar da tsarin 5-nanometer, dole ne ku yi la'akari da farashin wafer, wanda ke haifar da yin la'akari da hankali game da ƙananan mafita na guntu, saboda yana da wuya a kera manyan kwakwalwan kwamfuta a tsarin 5-nanometer. Bugu da ƙari, yawan amfanin ƙasa yana da ƙasa, yana haifar da tsada sosai. Lokacin da ake hulɗa da 5-nanometer ko ƙarin matakai na ci gaba, abokan ciniki yawanci suna la'akari da zaɓar wani yanki na guntu na 5-nanometer maimakon amfani da guntu gabaɗaya, yayin da suke haɓaka saka hannun jari a matakin marufi. Suna iya tunanin, "Shin zai zama zaɓi mafi inganci don cimma aikin da ake buƙata ta wannan hanya, maimakon ƙoƙarin kammala duk ayyuka a cikin guntu mafi girma?" Don haka, a, manyan kamfanonin kera motoci tabbas suna mai da hankali ga ƙananan fasahar guntu. Manyan kamfanoni a masana'antar suna sa ido sosai kan hakan. Idan aka kwatanta da filin kwamfuta, masana'antar kera motoci mai yiwuwa tana da shekaru 2 zuwa 4 a baya wajen aiwatar da ƙananan fasahar guntu, amma yanayin aikace-aikacensa a fannin kera motoci a bayyane yake. Masana'antar kera motoci tana da buƙatun dogaro sosai, don haka dole ne a tabbatar da amincin ƙananan fasahar guntu. Koyaya, babban aikace-aikacen ƙananan fasahar guntu a cikin filin mota tabbas yana kan hanya.
Chen: Ban lura da wani gagarumin cikas ba. Ina tsammanin yana da ƙarin game da buƙatar koyo da fahimtar abubuwan da suka dace da takaddun shaida cikin zurfi. Wannan yana komawa zuwa matakin awo. Ta yaya muke kera fakitin da suka dace da ƙayyadaddun ƙa'idodin mota? Amma yana da tabbacin cewa fasahar da ta dace tana ci gaba da haɓakawa.
Idan aka yi la'akari da yawancin batutuwan thermal da rikitattun abubuwan da ke da alaƙa da abubuwan da suka mutu da yawa, shin za a sami sabbin bayanan gwajin damuwa ko nau'ikan gwaje-gwaje daban-daban? Shin ma'aunin JEDEC na yanzu zai iya rufe irin wannan tsarin haɗin gwiwar?
Chen: Na yi imani muna buƙatar haɓaka ƙarin hanyoyin bincike don gano ainihin tushen gazawar. Mun tattauna hada metrology tare da bincike, kuma muna da alhakin gano yadda za a gina fakiti masu ƙarfi, amfani da kayan aiki da matakai masu inganci, da kuma inganta su.
Kelly: A zamanin yau, muna gudanar da nazarin shari'ar tare da abokan ciniki, waɗanda suka koyi wani abu daga gwajin matakan tsarin, musamman ma gwajin tasirin zafin jiki a cikin gwaje-gwajen jirgi na aiki, wanda ba a rufe shi a gwajin JEDEC. Gwajin JEDEC gwajin isothermal ne kawai, wanda ya haɗa da "hawan zafin jiki, faɗuwa, da canjin yanayin zafi." Koyaya, rarraba zafin jiki a cikin ainihin fakiti ya yi nisa daga abin da ke faruwa a duniyar gaske. Yawancin abokan ciniki suna son yin gwajin matakin tsarin da wuri saboda sun fahimci wannan yanayin, kodayake ba kowa ya san shi ba. Fasahar kwaikwayo kuma tana taka rawa a nan. Idan mutum ya ƙware a cikin simintin haɗe-haɗe na thermal-mechanical, nazarin matsalolin zai zama da sauƙi saboda sun san abubuwan da ya kamata a mai da hankali akai yayin gwaji. Gwajin matakin-tsari da fasaha na siminti suna haɗa juna. Duk da haka, wannan yanayin har yanzu yana cikin matakan farko.
Shin akwai ƙarin matsalolin zafi da za a magance a cikin manyan hanyoyin fasaha fiye da na baya?
Otte: Ee, amma a cikin shekaru biyun da suka gabata, batutuwan haɗin gwiwa sun ƙara yin fice. Muna ganin ginshiƙan tagulla 5,000 zuwa 10,000 akan guntu, wanda ke tsakanin 50 microns da 127 microns baya. Idan ka yi nazarin bayanan da suka dace, za ka ga cewa sanya waɗannan ginshiƙan tagulla a kan ma'auni da yin dumama, sanyaya, da kuma sake kwarara kayan aiki yana buƙatar samun kusan kashi ɗaya cikin daidaitaccen coplanarity dubu ɗari. Ɗaya daga cikin daidaitattun dubu ɗari yana kama da samun ciyawa a cikin tsawon filin ƙwallon ƙafa. Mun sayi wasu manyan ayyuka na Keyence kayan aikin don auna girman guntu da ƙasa. Tabbas, tambayar da ta biyo baya ita ce ta yaya za a shawo kan wannan al'amari na yaƙe-yaƙe yayin zagayowar sayar da kayayyaki? Wannan lamari ne mai matukar muhimmanci da ya kamata a magance shi.
Chen: Na tuna tattaunawa game da Ponte Vecchio, inda suka yi amfani da ƙananan zafin jiki don la'akari da taro maimakon dalilan aiki.
Ganin cewa duk da'irar da ke kusa suna da matsalolin zafi, ta yaya za a haɗa photonics cikin wannan?
Roosendaal: Thermal simulation yana buƙatar gudanar da kowane fanni, kuma hakar mai-girma shima ya zama dole saboda siginonin da ke shiga sigina ne masu girma. Don haka, ana buƙatar magance batutuwa kamar matching impedance da ingantaccen ƙasa. Za a iya samun ma'aunin zafin jiki mai mahimmanci, wanda zai iya kasancewa a cikin mutun kansa ko tsakanin abin da muke kira "E" die (ditsen lantarki) da "P" die (photon die). Ina sha'awar idan muna buƙatar zurfafa zurfafa cikin halayen thermal na adhesives.
Wannan yana haifar da tattaunawa game da kayan haɗin gwiwa, zaɓin su, da kwanciyar hankali akan lokaci. A bayyane yake cewa an yi amfani da fasahar haɗin kai a cikin duniyar gaske, amma har yanzu ba a yi amfani da ita don samar da yawa ba. Menene yanayin wannan fasaha a halin yanzu?
Kelly: Duk bangarorin da ke cikin sarkar samar da kayayyaki suna mai da hankali ga fasahar haɗin kai. A halin yanzu, wannan fasaha galibi masana'antun ne ke jagorantar, amma OSAT (Outsourced Semiconductor Assembly and Test) suma kamfanoni suna nazarin aikace-aikacen sa na kasuwanci sosai. Classic jan karfe hybrid dielectric bonding abubuwan da aka samu na dogon lokaci inganci. Idan ana iya sarrafa tsabta, wannan tsari zai iya samar da abubuwa masu ƙarfi sosai. Koyaya, yana da babban buƙatun tsafta, kuma farashin kayan aikin babban birnin yana da yawa. Mun fuskanci yunƙurin aikace-aikacen farko a layin samfurin Ryzen na AMD, inda yawancin SRAM suka yi amfani da fasahar haɗin gwiwar tagulla. Koyaya, ban ga wasu kwastomomi da yawa suna amfani da wannan fasaha ba. Kodayake yana kan taswirar fasaha na kamfanoni da yawa, da alama zai ɗauki wasu ƴan shekaru kaɗan don kayan aikin da ke da alaƙa don biyan buƙatun tsabta masu zaman kansu. Idan ana iya amfani da shi a cikin yanayin masana'anta tare da ƙarancin ƙarancin tsabta fiye da ƙirar wafer na yau da kullun, kuma idan ana iya samun ƙananan farashi, to wataƙila wannan fasaha za ta sami ƙarin kulawa.
Chen: Bisa kididdigar da na yi, za a gabatar da aƙalla takardu 37 kan haɗin kai a taron ECTC na 2024. Wannan tsari ne wanda ke buƙatar ƙwarewa da yawa kuma ya ƙunshi babban adadin ayyuka masu kyau yayin taro. Don haka wannan fasaha ba shakka za ta ga tartsatsi aikace-aikace. An riga an sami wasu lokuta na aikace-aikacen, amma a nan gaba, zai zama mafi girma a fagage daban-daban.
Lokacin da kuka ambaci "kyakkyawan ayyuka," kuna magana ne game da buƙatar babban jarin kuɗi?
Chen: Tabbas, ya haɗa da lokaci da ƙwarewa. Yin wannan aikin yana buƙatar yanayi mai tsabta sosai, wanda ke buƙatar saka hannun jari na kuɗi. Har ila yau yana buƙatar kayan aiki masu alaƙa, wanda haka ma yana buƙatar kuɗi. Don haka wannan ya ƙunshi ba kawai farashin aiki ba har ma da saka hannun jari a wurare.
Kelly: A cikin lokuta tare da tazarar microns 15 ko mafi girma, akwai sha'awar amfani da fasahar wafer-to-wafer ginshiƙin jan ƙarfe. Da kyau, wafers ɗin lebur ne, kuma girman guntu ba su da girma sosai, yana ba da damar sake kwarara mai inganci don wasu tazara. Duk da yake wannan yana gabatar da wasu ƙalubale, yana da ƙarancin tsada fiye da sadaukar da fasahar haɗin gwiwar tagulla. Koyaya, idan ainihin abin da ake buƙata shine 10 microns ko ƙasa, yanayin yana canzawa. Kamfanoni masu amfani da fasahar tara guntu za su cimma tazarar micron mai lamba ɗaya, kamar 4 ko 5 microns, kuma babu madadin. Saboda haka, fasahar da ta dace za ta ci gaba ba makawa. Koyaya, fasahohin da ake dasu suma suna ci gaba da inganta. Don haka yanzu muna mai da hankali kan iyakokin da ginshiƙan jan ƙarfe na iya tsawaitawa da kuma ko wannan fasahar za ta daɗe don abokan ciniki su jinkirta duk ƙira da saka hannun jari na "cancanci" a cikin fasahar haɗin gwiwar tagulla ta gaskiya.
Chen: Za mu yi amfani da fasahohin da suka dace ne kawai idan akwai buƙata.
Shin akwai sabbin ci gaba da yawa a cikin filin gyare-gyaren epoxy a halin yanzu?
Kelly: Abubuwan gyare-gyare sun sami canje-canje masu mahimmanci. CTE (madaidaicin haɓakar haɓakar thermal) an rage su sosai, yana sa su fi dacewa don aikace-aikacen da suka dace daga yanayin matsin lamba.
Otte: Komawa ga tattaunawarmu ta baya, guntuwar semiconductor nawa ake kera a halin yanzu tare da tazarar micron 1 ko 2?
Kelly: Babban rabo.
Chen: Wataƙila ƙasa da 1%.
Otte: Don haka fasahar da muke tattaunawa ba ta yau da kullun ba ce. Ba a cikin lokacin bincike ba, kamar yadda manyan kamfanoni ke amfani da wannan fasaha da gaske, amma yana da tsada kuma yana da ƙarancin amfanin ƙasa.
Kelly: Ana amfani da wannan galibi a cikin babban aikin kwamfuta. A zamanin yau, ana amfani da shi ba kawai a cibiyoyin bayanai ba har ma a cikin manyan kwamfutoci masu tsayi da ma wasu na'urorin hannu. Kodayake waɗannan na'urori suna da ƙanƙanta, har yanzu suna da babban aiki. Koyaya, a cikin faɗin mahallin na'urori masu sarrafawa da aikace-aikacen CMOS, rabonsa ya kasance kaɗan kaɗan. Ga masu kera guntu na yau da kullun, babu buƙatar ɗaukar wannan fasaha.
Otte: Shi ya sa abin mamaki ganin wannan fasaha ta shiga masana'antar kera motoci. Motoci ba sa buƙatar kwakwalwan kwamfuta su zama ƙanana sosai. Za su iya zama a kan matakan nanometer 20 ko 40, saboda farashin kowane transistor a cikin semiconductor ya fi ƙanƙanta a wannan tsari.
Kelly: Koyaya, buƙatun lissafi don ADAS ko tuƙi masu cin gashin kansu iri ɗaya ne da na PCs AI ko makamantan na'urori. Don haka, masana'antar kera motoci tana buƙatar saka hannun jari a cikin waɗannan fasahohin da ba su dace ba.
Idan sake zagayowar samfurin ya kasance shekaru biyar, shin ɗaukar sabbin fasahohi zai iya ƙara fa'idar zuwa wasu shekaru biyar?
Kelly: Wannan batu ne mai ma'ana. Masana'antar kera motoci tana da wani kusurwa. Yi la'akari da masu sarrafa servo masu sauƙi ko na'urorin analog masu sauƙi waɗanda suka wanzu tsawon shekaru 20 kuma ba su da tsada sosai. Suna amfani da ƙananan kwakwalwan kwamfuta. Mutanen da ke cikin masana'antar kera motoci suna son ci gaba da amfani da waɗannan samfuran. Suna son saka hannun jari a cikin manyan na'urorin kwamfuta tare da ƙananan kwakwalwan kwamfuta na dijital kuma maiyuwa su haɗa su da guntuwar analog mai rahusa, ƙwaƙwalwar walƙiya, da guntuwar RF. A gare su, ƙaramin ƙirar guntu yana da ma'ana da yawa saboda suna iya riƙe da yawa ƙananan farashi, barga, sassa na tsofaffi. Ba sa son canza waɗannan sassa kuma ba sa buƙatar. Bayan haka, kawai suna buƙatar ƙara ƙaramin guntu na 5-nanometer ko 3-nanometer mai girma don cika ayyukan sashin ADAS. A zahiri, suna amfani da nau'ikan ƙananan kwakwalwan kwamfuta daban-daban a cikin samfuri ɗaya. Ba kamar filayen PC da na kwamfuta ba, masana'antar kera motoci tana da ƙarin aikace-aikace iri-iri.
Chen: Bugu da ƙari, waɗannan kwakwalwan kwamfuta ba dole ba ne a sanya su kusa da injin, don haka yanayin muhalli ya fi kyau.
Kelly: Yanayin yanayi a cikin motoci yana da yawa sosai. Don haka, ko da ƙarfin guntu bai yi girma ba, masana'antar kera motoci dole ne su saka wasu kuɗi a cikin ingantattun hanyoyin sarrafa zafi kuma suna iya yin la'akari da yin amfani da indium TIM (kayan ƙirar thermal) saboda yanayin muhalli yana da tsauri.
Lokacin aikawa: Afrilu-28-2025