חטיבת המחקר של יבמ, בשיתוף עם גלובל פאונדריס, סמסונג וספקי ציוד ייצור למוליכים למחצה, פיתחה ויצרה את השבב הראשון בעולם לצרכי בדיקות בטכנולוגיית 7 ננו מטר הכולל טרנזיסטורים עובדים. הפיתוח התבצע במעבדות SUNY Polytechnic Institute’s Colleges of Nanoscale Science(SUNY Poly CNSE). פריצת הדרך ממחישה את מעמדה המוביל של יבמ בתחום המחקר הטכנולוגי של מוליכים למחצה ומחויבותה ארוכת הטווח לנושא.
הישג זה בא כחלק מההשקעה, עליה הכריזה יבמ בשנת 2014, של 3 מיליארד דולר לתקופה של 5 שנים לצורכי מו”פ בתחום השבבים. הוא התאפשר הודות לשיתוף פעולה ציבורי – פרטי ייחודי של קואליציית המחקר עם מדינת ניו יורק. במסגרת הפעילות, פורצים החוקרים, היושבים במעבדות הננו טכנולוגיה של SUNY Poly CNSE באלבני, את גבולות הטכנולוגיה לצורך פיתוח שבביםבדור ה-7 ננו מטר והדורות הבאים – על מנת לתת מענה לצרכים של מערכות מחשוב ענן, ביג דאטה, מחשוב קוגניטיבי ומכשירים ניידים.
פיתוח טכנולוגיית 7 ננו מטר מוכחת הינו אחד האתגרים הגדולים של תעשיית השבבים והוא דרש מהחוקרים להתעלם מהתפיסות הנהוגות בייצור מוליכים למחצה. כיום, מבוססים שרתים, חוות ענן ומכשירים ניידים על טכנולוגיות 22 ננו מטר ו-14 ננו מטר, כאשר טכנולוגית 10 ננו מטר נמצאת בשלבי פיתוח סופיים. אולם, טכנולוגית 7 ננו מטר נשארה, עד עתה, מחוץ להישג יד בגלל מספר מכשולים טכנולוגיים יסודיים. למעשה, רבים הטילו ספק האם ניתן יהיה בכלל לקבל שיפור ביצועים מטכנולוגיה עם מימדים כה קטנים.
שבב ה-7 ננו מטר של יבמ ושותפותיה פותח תוך שימוש בחומרים, תהליכים וטכניקות חלוציות, בראשם סיליקון גרמניום (SiGe) וליתוגרפיית Extreme Ultraviolet (EUV) במספר שכבות. השימוש בטכנולוגיות אלו יאפשר להשיג שיפורים של קרוב ל-50% במימדים בהשוואה לשבבי 10 ננו מטר המתקדמים ביותר כמו גם שיפור של לפחות 50% במדדי הספק וביצועים עבור הדור הבא של מערכות שיריצו ביג דאטה, ענן ומכשירים ניידים.
שבב ה-7 ננו מטר מהווה פריצת דרך נוספת בשרשרת תרומותיה ההיסטוריות של יבמ לחדשנות בתחומי הסיליקון והמוליכים למחצה הכוללות את היישום הראשון בעולם של תא DRAM בודד, מעבדים מרובי ליבות, Dennard Scaling Laws , Copper interconnect wiring, Silicon on insulator, High speed SiGe, 3D chip stacking וחידושים רבים נוספים.
יבמ ומעבדות SUNY Polytechnic יצרו שיתוף פעולה מצליח ומוכר בעולם במתחם מעבדות הננו טק באלבני שבראשן מרכז המחקר למוליכים למחצה (CSR). בתוכנית זו, שבה הושקעו 500 מיליון דולר, משתתפות חברות הננו אלקטרוניקה המובילות בעולם. מרכז מחקר זה מוביל תוכנית מו”פ משותף ארוכת טווח, רב שלבית של פיתוח טכנולוגיות העתיד של שבבי מחשב. הוא נותן מלגות לסטודנטים ומענקי מחקר כדי לסייע בהכשרתם של הדור הבא של מדעני ננו טכנולוגיה, חוקרים ומהנדסים.
קרדיט תמונה: קרדיט: Darryl Bautista/Feature Photo Service for IBM
