आईबीएम रिसर्च अल्बानी नैनोटेक सेंटर चिप्स अधिनियम का अनुकरण करने के लिए एक मॉडल है

कांग्रेस द्वारा CHIPS+ अधिनियम के पारित होने और संयुक्त राज्य अमेरिका के राष्ट्रपति द्वारा इसके आसन्न हस्ताक्षर के साथ, Intel, TSMC और Samsung द्वारा नए अर्धचालक निर्माण मेगासाइट्स के निर्माण पर बहुत ध्यान दिया गया है। लेकिन सेमीकंडक्टर व्यवसाय के विनिर्माण पक्ष से परे, अनुसंधान, प्रतिभा प्रशिक्षण, लघु और मध्यम व्यवसाय विकास और शैक्षणिक सहयोग जैसे संबंधित क्षेत्रों में निवेश करने की महत्वपूर्ण आवश्यकता है। मुझे हाल ही में ऐसी सुविधा के एक प्रमुख उदाहरण का दौरा करने का अवसर मिला जो चिप निर्माण के इन सभी अन्य पहलुओं को एक कड़े उद्योग, सरकार और अकादमिक साझेदारी में एकीकृत करता है। यह साझेदारी अल्बानी न्यूयॉर्क में 20 वर्षों से अधिक समय से चल रही है, जहां आईबीएम रिसर्च का एक नैनोटेक्नोलॉजी केंद्र है जो स्टेट यूनिवर्सिटी ऑफ न्यूयॉर्क (SUNY) अल्बानी परिसर के निकट स्थित है। न्यू यॉर्क स्टेट द्वारा न्यूयॉर्क क्रिएट्स एनवाई क्रिएट्स डेवलपमेंट एजेंसी के माध्यम से महत्वपूर्ण निवेश के साथ, आईबीएम कई विश्वविद्यालयों और उद्योग भागीदारों के साथ घनिष्ठ साझेदारी में कंप्यूटर चिप्स की अगली पीढ़ी के लिए काम करने वाली प्रयोगशालाओं में अत्याधुनिक अर्धचालक प्रक्रिया प्रौद्योगिकियों का विकास कर रहा है।

केंद्र अर्धचालक अनुसंधान के लिए एक अनूठी सुविधा प्रदान करता है - इसका खुला वातावरण प्रमुख उपकरण और सामग्री आपूर्तिकर्ताओं, शोधकर्ताओं, इंजीनियरों, शिक्षाविदों और ईडीए विक्रेताओं के बीच सहयोग की सुविधा प्रदान करता है। वर्तमान में, आईबीएम की सैमसंग इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ एक विनिर्माण और अनुसंधान साझेदारी है और पिछले साल इंटेल के साथ एक शोध साझेदारी की घोषणा की गई थी। ASML, KLA, और टोक्यो इलेक्ट्रिक (TEL) जैसे प्रमुख चिपमेकिंग आपूर्तिकर्ताओं के पास उपकरण स्थापित हैं, और अग्रणी धार प्रौद्योगिकियों के लिए उन्नत प्रक्रियाओं और मेट्रोलॉजी के विकास के लिए IBM के साथ सक्रिय रूप से काम कर रहे हैं।

ये सुविधाएं सस्ती नहीं आतीं। प्रत्येक नई सफलता को प्राप्त करने में अरबों डॉलर का निवेश और कई वर्षों का शोध लगता है। उदाहरण के लिए, हाई-के मेटल गेट को उत्पादों में जाने में 15 साल लगे; FinFET ट्रांजिस्टर, जो आज आवश्यक है, को 13 वर्ष लगे; और अगली पीढ़ी का ट्रांजिस्टर, गेट-ऑल-अराउंड/नैनो शीट, जिसे सैमसंग अभी उत्पादन में लगा रहा है, 14 वर्षों से विकास में था। इसके अलावा, प्रत्येक नए प्रोसेस नोड पर चिप्स बनाने की लागत 20-30% बढ़ रही है और प्रत्येक नोड के विकास के लिए R&D की लागत दोगुनी हो रही है। इस रणनीतिक विकास का समर्थन जारी रखने के लिए, उद्योग, शिक्षाविदों और सरकार के बीच साझेदारी की आवश्यकता है।

आईबीएम निवेश करता है

आप पूछ सकते हैं कि आईबीएम, जिसने वर्षों से अपनी अर्धचालक निर्माण सुविधाओं को बेच दिया है, इस गहन और महंगे शोध में क्यों शामिल है। ठीक है, एक के लिए, अर्धचालक प्रक्रिया विकास में आईबीएम बहुत अच्छा है। कंपनी ने दशकों में कई महत्वपूर्ण अर्धचालक प्रौद्योगिकियों का बीड़ा उठाया है। लेकिन एक तकनीक में अच्छा होने से बिलों का भुगतान नहीं होता है, इसलिए आईबीएम की दूसरी प्रेरणा यह है कि कंपनी को अपने पावर और जेड कंप्यूटर के लिए सबसे अच्छी तकनीक की जरूरत है। उस अंत तक, आईबीएम मुख्य रूप से उन विकासों पर केंद्रित है जो उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग और एआई प्रसंस्करण का समर्थन करते हैं।

अतिरिक्त रणनीतिक आपूर्तिकर्ता और भागीदार इन नवाचारों को केवल आईबीएम के योगदान से आगे बढ़ाने में मदद करते हैं। विश्व स्तरीय उपकरण आपूर्तिकर्ताओं से सर्वश्रेष्ठ उपकरण अत्याधुनिक तकनीक का प्रयोग करने और उसे आगे बढ़ाने के लिए भागीदारों के लिए एक परीक्षण बिस्तर प्रदान करता है। आईबीएम ने अपने उपकरण भागीदारों के साथ विशेष उपकरण बनाए हैं जहां मानक उपकरणों की क्षमताओं से परे प्रयोग करने की आवश्यकता है।

लेकिन आईबीएम तभी सफल होता है जब वह प्रयोगशालाओं से प्रौद्योगिकी को उत्पादन में स्थानांतरित कर सकता है। ऐसा करने के लिए, आईबीएम और सैमसंग प्रक्रिया विकास और प्रौद्योगिकी हस्तांतरण पर मिलकर काम कर रहे हैं।

फोर्ब्स से अधिकआईबीएम ट्रांजिस्टर को स्केल करने के लिए लंबवत जाता हैBy केविन क्रेवेल

नैनोटेक सेंटर चिप्स अधिनियम के साथ मेल खाता है कि यह संयुक्त राज्य अमेरिका को विनिर्माण प्रौद्योगिकियों में नेतृत्व विकसित करने की अनुमति देगा। यह छोटी कंपनियों को इस सुविधा में नवीन तकनीकों का परीक्षण करने की अनुमति भी दे सकता है। वर्तमान फैब बिल्डिंग 24/7/365 चल रही है और इसका अत्यधिक उपयोग किया जाता है, लेकिन एक और इमारत बनाने के लिए जगह है जो साफ कमरे की जगह को दोगुना कर सकती है। एक ऐसी इमारत की भी योजना है जो एएसएमएल ईयूवी उपकरण की अगली पीढ़ी का समर्थन करने में सक्षम होगी जिसे उच्च एनए ईयूवी कहा जाता है।

भविष्य लंबवत है

अल्बानी साइट चिपलेट प्रौद्योगिकी अनुसंधान का केंद्र भी है। जैसे-जैसे सेमीकंडक्टर स्केलिंग धीमी होती है, मल्टी-डाई चिप्स के लिए अद्वितीय पैकेजिंग समाधान उच्च-प्रदर्शन और शक्ति-कुशल कंप्यूटिंग के लिए आदर्श बन जाएंगे। आईबीएम रिसर्च के पास अद्वितीय 2.5डी और 3डी डाई-स्टैकिंग प्रौद्योगिकियों को विकसित करने का एक सक्रिय कार्यक्रम है। आज इन मल्टी-डाई चिप्स के निर्माण के लिए पसंदीदा सब्सट्रेट अभी भी सिलिकॉन से बना है, जो उपकरण और विनिर्माण ज्ञान की उपलब्धता पर आधारित है। लेजर डिबॉन्डिंग तकनीकों सहित विशिष्ट प्रसंस्करण को संभालने के लिए अभी भी अद्वितीय प्रक्रिया चरण विकसित किए जाने चाहिए।

आईबीएम परीक्षण उपकरण निर्माताओं के साथ भी काम करता है क्योंकि चिपलेट के साथ 3 डी संरचनाओं का निर्माण कुछ अनूठी परीक्षण चुनौतियां प्रस्तुत करता है। तीसरे पक्ष के ईडीए विक्रेताओं को भी विकास प्रक्रिया का हिस्सा बनने की जरूरत है, क्योंकि चिपलेट-आधारित डिजाइन का अंतिम लक्ष्य विभिन्न प्रक्रिया नोड्स और विभिन्न फाउंड्री से चिप्स को संयोजित करने में सक्षम होना है।

आज चिपलेट तकनीक भ्रूणीय है, लेकिन भविष्य में डेटा सेंटर हार्डवेयर की अगली पीढ़ी के निर्माण के लिए इस तकनीक की बिल्कुल आवश्यकता होगी। यह एक ऐसी स्थिति है जहां अर्थशास्त्र और प्रौद्योगिकी सही समय पर एक साथ आ रहे हैं।

सारांश

अल्बानी नैनोटेक सेंटर अर्धचालक उद्योग के लिए एक मॉडल है और अत्याधुनिक अर्धचालक प्रौद्योगिकी को आगे बढ़ाने के लिए विभिन्न विषयों और विभिन्न संगठनों के शोधकर्ताओं को एक साथ लाने का एक तरीका प्रदर्शित करता है। लेकिन इस मॉडल को भी बड़े पैमाने पर और पूरे उत्तरी अमेरिका में दोहराने की जरूरत है। अधिक धन और अधिक पैमाने के साथ, एक उचित कुशल कार्यबल की भी आवश्यकता है। यहीं पर अमेरिका को 1950 के दशक के उत्तरार्ध के स्पेस रेस और अल्बानी जैसी साइटों के समान एसटीईएम शिक्षा में निवेश करने की आवश्यकता है जो अग्रणी-धार प्रक्रिया विकास पर आर एंड डी की पेशकश करते हैं जो अधिक छात्रों को भौतिकी, रसायन विज्ञान और इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में जाने के लिए प्रेरित करना चाहिए और नहीं अगले क्रिप्टो मुद्रा स्टार्टअप के निर्माण में।

_{Tirias Research सेमीकंडक्टर्स से लेकर सिस्टम और सेंसर से लेकर क्लाउड तक पूरे इलेक्ट्रॉनिक्स इकोसिस्टम में कंपनियों के लिए ट्रैक और कंसल्ट करता है। Tirias रिसर्च टीम के सदस्यों ने IBM, Intel, GlobalFoundries, Samsung और अन्य ढलाई के लिए परामर्श किया है।}