Le géant des équipements de fabrication de puces, Applied Materials Inc., tente de faciliter la vie de ses clients d'usines de fabrication de puces, afin qu'ils puissent construire les architectures 3D extrêmement complexes nécessaires à la prochaine génération de processeurs d'intelligence artificielle.
Pour ce faire, elle a dévoilé une multitude de nouveaux systèmes de fabrication de puces qui couvrent le packaging avancé, le contrôle des processus et la fabrication de mémoires vives dynamiques. Les nouvelles machines aideront les fabricants de semi-conducteurs à augmenter leurs volumes de production et leurs rendements pour des puces plus sophistiquées, puissantes et économes en énergie, qui poussent leurs capacités de fabrication existantes à leurs limites.
Applied Materials tente d'aider les fabricants de puces à surmonter ce que l'on appelle dans les cercles des infrastructures d'IA le « mur de la mémoire ». À mesure que les modèles d’IA deviennent plus puissants et performants, les processeurs silicium existants ne peuvent plus répondre à leurs demandes extrêmes en matière de mémoire et de bande passante. Pour surmonter ce défi, la plupart des fabricants de puces se sont tournés vers des architectures de packaging plus avancées qui impliquent des techniques d'empilement 3D et l'utilisation de composants de mémoire à large bande passante.
Mais l’empilement 3D est extrêmement complexe. Le processus nécessite que plusieurs puces DRAM soient empilées les unes sur les autres et connectées à l’aide de vias microscopiques à travers le silicium ou TSV. Cela peut augmenter considérablement le débit de données des processeurs, mais la fabrication de ces puces est un processus extrêmement complexe. Ajoutez à cela le problème des dimensions réduites, des interconnexions inégales et de la fragilité physique de ces processeurs ultra-minces, et il devient presque impossible de les fabriquer sans des taux de défauts élevés qui rongent les rendements de production.
Applied Materials affirme que ses nouveaux systèmes sont conçus pour surmonter ces problèmes, en ciblant les aspects les plus complexes de l'emballage avancé. Les nouveaux produits comprennent trois nouveaux systèmes de polarisation et de dépôt chimico-mécaniques.
La plateforme Opta Quad CMP d'Applied a été conçue pour lisser les films plus épais et les liaisons hybrides avec une précision sans précédent. Le système surveille en permanence les tranches de silicium tout au long du processus de fabrication, les ajustant dynamiquement en temps réel pour garantir une parfaite planéité de la surface.
La société a également présenté le système Nokota Vmax 2 ECD, conçu pour résoudre le défi des interconnexions inégales. Il s'appuie sur un réglage adaptatif des motifs pour créer un placage de cuivre de haute précision qui garantit que les TSV et les microbosses peuvent être parfaitement nivelées sur la tranche et évitent les espaces entre les couches 3D.
Pendant ce temps, le producteur Avila 2 PECVD est conçu pour résoudre les problèmes liés à la déformation physique des puces ultra-minces. Les puces de mémoire modernes à large bande passante sont environ 25 fois plus fines que les plaquettes de silicium standard, ce qui les rend extrêmement sensibles à la déformation. Applied affirme que le nouveau système peut résoudre ce problème en déposant des films diélectriques à contraintes équilibrées autour des vias pour améliorer leur stabilité, permettant aux fabricants de puces d'empiler 12, 16 ou potentiellement même plus de couches sans aucun problème de liaison.
En ce qui concerne le contrôle des processus, Applied Materials a annoncé deux nouveaux systèmes à faisceau d'électrons, dont le VeritySEM 7AP et le SEMVision G7AP, qui visent à détecter les défauts microscopiques susceptibles de détruire les emballages HBM empilés en 3D. Les outils présentent une sensibilité inférieure à 10 nanomètres, ce qui leur permet de mesurer et d'examiner les défauts sur des substrats hétérogènes, afin que les fabricants de puces puissent détecter les défauts critiques et les particules parasites trop petites pour être repérées par les outils d'inspection optique existants.
Enfin, Applied Materials affirme que son nouveau système Enhanced Centura Prime Epi peut contribuer à améliorer les performances des puces mémoire réelles. Il apporte une épitaxie avancée de classe logique au processus de fabrication de DRAM afin d'augmenter l'efficacité des transistors, a expliqué la société. Il prétend permettre des opérations de mémoire plus économes en énergie, la machine elle-même ayant un encombrement d'usine 20 % plus petit.
