Copyright © 1998-2024 CDR server s.r.o.
Všechna práva vyhrazena.
ISSN 1804-5405.
Copyright © 1998-2024 CDR server s.r.o.
Všechna práva vyhrazena.
ISSN 1804-5405.
O to složitější asi bude výroba křemíkového ingotu takového tvaru....
Jo, to jsem si říkal taky. Jestli to namísto vytahování z taveniny budou odlévat....
Jenže to má být monokrystal. To by při odlévání asi nebyl.
Přesně, tady u konkurence je to docela hezky popsáno:
https://pctuning.cz/article/od-pisku-k-procesoru-vyroba-kremikoveho-wafe...
proč by se to mělo odlévat, když se to může vyrábět stejně, "akorát" s větším průměrem a pak se to ořeže do kostky a zbytek (nevím) by se mohl znovu zpracovat, dovedu si představit, že jsou tam větší problémy v pozdější fázy než vyrobit 725mm velký polotovar
Protože na kostku 515x512 je třeba průměr 728,3 mm a to je hodně odřezaného materiálu, vychází mi 36% by museli odříznout. 515x515 je 265225 mm^2 válec 728,32 dává plochu 416614 mm^2. To vše by výrobu waferu hodně prodražilo.
co je dražší odřezat takové množství materiálu úplně na začátku, nebo nevyrobit x % čipů za 40 000$ protože máš kruh?
a jestli někdo ví, jestli se to dá znovu roztabit a znovu použít třeba, tak by to nebylo tak hrozné
A čemu nerozumíš na tom, že jde o monokrystal. Víš co to udělá roztavením? Kdyby to šlo prostě odlévat, nebylo by to tak drahé.
On nepíše o odlévání, ale o znovuroztavení odřezků. Však ten monokrystal se vytahuje z taveniny. Cituji z textu konkurence: "...na přechodu tavenina/monokrystal se udržuje teplota tuhnutí křemíku..."
Tohle chápu. Ale diskutující co to neví, by to mohl chápat jinak. Vždyť tu někteří píšou, proč se to do čtverce neodlévá...
Ano, to co odřeže, jednoduše recykluje.
Ten rotující monokrystal se nejen vytahuje z taveniny. Pak se ještě několikrát za rotace přetavuje protahováním přes indukční cívku pece, aby se odstranily nežádoucí příměsi. Takže jiný tvar, než válec udělat nejde.
Je otázka proč chtějí dělat čtvercový. Celá placka se stejně neexponuje najednou ale po jednotlivých čtvercích, proto čipy na sušence netvoří čtverec, ale čtverec s okousanými rohy. Na jednu kulatou sušenku se tedy vejde víc čipů, než když se ořízne ještě před osvitem na čtverec. A křemík, který zbyde po rozřezání kulaté sušenky na čipy se dá zřejmě použít pro přetavení stejně, jako kdyby se odřezal hned na začátku pro získání čtvercové sušenky.
Ale možná je cílem ořezu zvýšení výtěžnosti výroby čipů. Čistota a kvalita monokrystalu křemíku klesá směrem k okrajům a tak se zhoršuje kvalita čipů i výtěžnost. Tak se možná vyplatí ořezat horší křemík a dát ho rovnou znovu přetavit.
Křemík který zbyde porozřezání na čipy znovu použít nejde protože čipy se řežou až nakonec po aplikaci všech příměsí, v té chvíli už křemík není čistý.
Teoreticky by ho asi šlo použít na úplném začátku procesu, kde vstupní suroviny také nejsou čisté, ale to nemusí dávat ekonomický smysl, ale zase dostat zpět ty drahé kovy za to může stát a to opětovné využití křemíku by byl jen vedlejší produkt...
To co se ořeže z ingotů(waferu před použitím) by ale mělo jít recyklovat poměrně snadno.
Silikonovy waffer neni drahy. Tu pisu ze je to 2$ na "square inch". https://www.universitywafer.com/450mm-silicon-wafers.html
Pre cisty 450mm waffer to vychadza na $500.
To az nasledny mnoho nasobny proces litografie pri tlaci cipov v TSMC to predrazi a da tomu cenu cca $15k za waffer.
Hezké, ale ty co si na tom wafferu objednávají výrobu zajímá až koncová cena.
A ta se skládá z ceny waferu, nákladů na vývoj, ceny strojů a času který na těch strojích wafer stráví...
Doba osvitu vztažená na plochu se asi nezmění, ale většina dalších procesů se "zrychlí", ve finále budou trvat podobně dlouho ale výsledek bude mnohem více vyrobených čipů za jednotku času...
A pro výrobce je dnes nejdůležitější poměr zabrané plochy v CLR a kolik kusů z toho vypadne za jednotku času. A tady mají panely prostě výhodu, mašina zabere o 50% prostoru více ale produkce je nikoliv 3x vyšší ale 6x protože dokáže pracovat se dvěma panely najednou v jednom chamberu. A tady se bavíme o rozměru 510x515mm, aktuálně máme 750 a 1300mm varianty nemluvě o prototypech ~2x2,5m jen by pro to někdo musel zvládnou vyrobit wafer...
Takže i když wafer bude stát 2x tolik, doba zpracování bude o polovinu delší ale vyrobíš 3x tolik výsledkem bude vyšší zisk nebo nižší cena...
Ten monokrystal se "vytahuje" z taveniny. Na přechodu tavenina/monokrystal se udržuje teplota tuhnutí křemíku. Dovedu si představit, že ztuhnutím taveniny v celém objemu rovnoměrně by mohlo mít stejný výsledek. Jenom to bude chtít nějaký nový postup.
Jestli se tomu bude říkat odlévání, nebo homogenní monokrystalizace za kontrolované teploty, to v mé zjednodušené představě nehraje roli.
Protože ten základ je válec ze skla a při výrobě to rotuje. Je nějaký důvod, proč se to právě takto dělá. Tam se při výrobě udržuje 1450°C, je možné, že je to kvůli rovnoměrnému rozložení teploty.
V tomto videu zmiňují i rotaci, to by se čtvercovým profilem ingotu možná dělalo problém.
https://youtu.be/skRmyhSOu28?t=19
Proste se z monokrystalu udela monohranol, no problem. ;-)
Jakýkoliv pravoúhlý tvar je pro rozložení pravoúhlých tvarů lepší, než kruh. I čtverec 300 × 300 m je rovnou 9 dm2 plochy, podobně 450 × 450 je 20,25 dm2. Nevím, jestli 510 × 515 milimetrů není již příliš velké sousto.
Co mi vrtá hlavou, je spíš to, že jestli to chápu dobře, tak se "světlo" z EUV skenru rozloží na větší plochu, tím pádem bude slabší osvit a tím pádem bude potřeba delší osvit. Podle mě by to zhoršilo přesnost a rychlost výroby. A to zvláště směrem do rohů pravoúhelníku. Nejsem na to specialista, jenom mě to napadlo. Předpokládám, že v TSMC vědí, co dělají. :)
Osvit je jedna věc, výroba samotného ingotu úplně jiná. Fakt mne zajímá řešení.
Osvitová jednotka nad waferem určitě popojíždí, svítí se zblízka, jinak by byl problém s energií paprsku.
Osvitová jednotka je napevno, nad wafferem nepopojíždí, popojíždí waffer :-) Ale je fakt že se osvěcuje po částech.
To je fakt, ale co se vůči čemu pohybuje není až tak podstatné. Ta osvitová část je natolik velká a těžká, že si její přesný pohyb moc neumím představit.
Ok, z řetězu odpovědí plyne, že osvit by problém teoreticky nebyl. Posunuje se vafle pod projekcí z osvitové jednotky. Takže jsme zvědaví hlavně na postup výroby monokrystalického ingotu.
BINGO
BINGOT
Ten rozměr 510x515(aktuálně 300x300-1100x1300mm) už se právě používá a existují stroje, které zvládnou udělat backend i pouzdření, teď jen zvládnout vyrobit ten wafer a front end.
I teď se osvicuje pouze část waferu, takže tam bude čas na jeden čip stejný, ale další kroky se rapidně zrychlí...
Mňa už 20 rokov zaujíma, prečo je waffer kruhový, lebo presne štvorec by bol zaujímavejší čo do menšieho odpadu po stranách. "…and at this point I’m afraid to ask.”
Je to kvůli výrobě toho ingotu, je to monokrystal a při růstu rotuje.
Souvisí to s _současnou_ technologií výroby ingotu. Viz odkaz, který tu posílal jiný kolega. Je to tam výborně popsané, už jsem to kdysi četl.
Otázka je, jestli v TSMC nepřijdou se zásadní změnou paradigmatu. Lépe, než Intel pochopitelně. Nejsem technolog výroby monokrystalických ingotů, ani výroby čipů. Co mě napadá je úplně nový postup výroby ingotu, který umožní produkovat pravoúhlý tvar. Nebo také otázka, proč to musí být _monokrystal_ a jestli by se nedalo zahrnutím vad v _ne-monokrystalu_ zlepšit výrobní postup. Dovedu si představit sken vafle před osvitem a cílené vynechání vadných částí vafle se ziskem rychlejší a efektivnější výroby.
Jasně, jsou to nějaké laické představy. No, uvidíme.
Monokrystal je to proto, aby šlo udělat rovný a hladký povrch - ze směsi různě velkých krystalů to prostě nejde. Nemluvě o pevnosti materiálu.
Ještě drobnost. TSMC si ingoty vyrábí a nebo je kupuje? Protože oni logicky chápou výhody výroby na čtvercovou plochu, ale fakt mají vymyšlený postup výroby takových ingotů?
Myslím, že jde o komoditu, kterou si FABy kupují. Mě to spíše zní jako nápad ze strany TMSC nechat si dodat již ořízlý ingot na požadovaný čtvercový tvar (ingot musí být o to větší), s tím že ztráty z ořezu půjdou za výrobcem ingotu.
Pokud by to tak bylo, nepsali by o vývoji výroby toho ingotu. Spíš to chtějí dělat jinak.
Tak pokud dané řešení není dostupné, je běžné že se v rámci řetězce na něm spolupracuje. Můžou přijít s nějakým řešením sami a pak na jeho implementaci spolupracovat s dodavatelem, nebo zadat požadavky a pak jim do toho kecat a dozorovat, nebo cokoliv mezi...
Ten vývoj z jejich strany možná spočívá ve vymyšlení délky strany čtverce.
Už je dávno několik variant "vymyšleno" jen je otázka které se prosadí jako standard. U kulatých je 12" standard ale spousta výrobců si stále jede své 4,6,8" wafery. 18" mašinu jsem zažil jen jednou...
Ale třeba Intel vsadil na 510x515 také, sice ne zatím pro křemík, ale třeba pro substráty pro cpu včetně těch skleněných...
Důvod pro monokrystal nevím, ale tvar je dán lepší kontrolou teploty při výrobě, která je zásadní.
Důvod pro monokrystal je ten, že je celý objem krystalu jasně definovaný polovodič s charakteristikou buď P nebo N.
Polykrystal nemůžete pro wafer vůbec použít.
Já si spíš myslím, že jde o chování světla při osvitu. Viz konec:
http://fyzika.jreichl.com/main.article/view/622-krystalicke-a-amorfni-latky
Mi se tu už na střední učili. Tam jde o základ, který musí být naprosto čistý, protože vhodně zvolené příměsi určují finální vodivost. A ta pevnost při těch rozměrech je logicky taky důležitá, ale ne tolik.
Čistý (chemicky) ano, jenže to je nezávislé na krystalické struktuře. Tady spíše půjde o tu fyzikální homogenitu – anizotropii v celé ploše plátu. Kdyby, hypoteticky, některé části plátu měly jinak orientovanou krystalickou strukturu, pak by to nejspíše byl problém.
To jsem nevěděl. Uvažoval jsem jenom nějaké jakoby pukliny či předěly mezi krystaly. S tímto pohledem jsem také zvědavý, co má TSMC za lubem.
Přímo o důvodech monokrystalu jsme se neučili, jen to té téměř dokonalé chemické čistotě. Monokrystal má patrně důvody v samotné výrobě ingotu.
Jednoduché, monokrystal má v celém ingotu stejnou strukturu i vlastnosti, což je základní požadavek, jinak by se s tím nikdo nesral a odlil to třeba do bedny od banánů kdyby měla odpovídající rozměry...
Přesně tak, jde o přechody mezi krystaly. Chemické a tím základní elektrické vlastnosti (P/N polovodič) budou v celé hmotě ingotu stejné, ale v případě polykrystalu právě přechody mezi krystaly zvyšují elektrický odpor. Při nahodilosti, s jakou hmota krystalizuje, potom nedokážete určit kde se takové přechody vyskytnou a nemůžete se jim ani vyhnout, ani je využít. Proto se z takového materiálu dají vyrábět solární panely, protože tam na tom zatím celkem nesejde, ale v integrovaných obvodech to byl problém už v době, kdy jsme se pohybovali v doméně milimetrů, natož dnes.
Sken se dělá ještě před začátkem a každá oplatka má svou mapu defektů, ale maska má třeba 10x10cm takže nikdy nedokážeš uhnout všemu a ještě by jsi rozhodil všechny další kroky výroby. Co možná jde natočení waferu aby jsi některé defekty dostal do míst, kde budou vadit nejméně.
Třeba zvládnou výrobu ingotu do hranolu, ale už dnes je problematická přeprava. Je to křehké. I malá prasklinka dokáže zničit část ingotu. Tudíž by mě zajímalo, kolik % z celého ingotu se bere jako technologická ztráta, příp. jak je to s reklamacemi. V každém případě výsledkem budou opět dražší wafery, jestli to vůbec zrealizují, protože to bude vyžadovat nejen nové skenery, ale i celou výrobní infrastrukturu v celém FABu. Už stávající EUV továrny jsou o 50 % větší než DUV továrny na legacy procesy. Navíc jak chtěji v době politické nestability (hlavně do budoucna) realizovat spolupráci. Do procesu semicondutor výroby je zapojeno tolik subjektů po celém světě...
Kruhový waffer nepředstavuje problém za předpokladu návrhu kruhového čipu na celý jeden waffer. 1 čip 1 wafer :-)
Cerebras si vystačí s do waferu vetknutným obdelníkem.
https://www.cerebras.net/blog/wafer-scale-processors-the-time-has-come/
Při ceně, za jakou to pak prodávají, se nedivím.
Prostě místo vytahování použijou DED tiskárnu a udělají to čtvercové, beztak to pak ještě tolikrát roztaví a ztuhnou, že se ten monokrystal vytvoří.
Pro psaní komentářů se, prosím, přihlaste nebo registrujte.