Sự phát triển của công nghệ chế tạo bán dẫn tiên tiến sẽ thúc đẩy các ranh giới cho cuộc cách mạng công nghiệp 4.0

Tiến sĩ ES Jung, Giám đốc bộ phận Chế tạo Bán dẫn của Samsung, phát biểu tại IEDM về vai trò gia tăng của các nhà máy chế tạo bán dẫn trong các sáng kiến tương lai cho các công nghệ thế hệ mới

Công ty Điện tử Samsung, công ty hàng đầu thế giới về công nghệ bán dẫn tiên tiến, hiện nay dự đoán các nhà máy chế tạo bán dẫn sẽ đóng vai trò ngày càng quan trọng như các nhà cung cấp giải pháp tổng thể, thúc đẩy các giới hạn tương tác lớn hơn trong kỷ nguyên cách mạng công nghiệp lần thứ 4.

Trong bài phát biểu quan trọng tại Hội nghị Thiết bị điện tử quốc tế IEEE * (IEDM) năm 2018, Tiến sĩ ES Jung, chủ tịch và người đứng đầu của bộ phận Chế tạo Bán dẫn tại Công ty Điện tử Samsung, đã chia sẻ tầm nhìn của mình và cho rằng cuộc cách mạng công nghiệp tiếp theo chỉ có thể xảy ra nhờ vào sự phát triển liên tục của công nghệ bán dẫn .

Trong bài thuyết trình “Cuộc Cách mạng Công nghiệp Thứ tư và Chế tạo Bán dẫn: Những thách thức và cơ hội”, Tiến sĩ Jung giải thích rằng sự phát triển của các công nghệ chế tạo bán dẫn tiên tiến sẽ rất quan trọng trong việc hỗ trợ thiết kế và sản xuất các sản phẩm bán dẫn tiên tiến giúp đưa cuộc sống hàng ngày của chúng ta theo những hướng mới trước đây chưa từng nghĩ đến.

Các ứng dụng mới và thú vị như AI, điện toán đám mây, xe tự hành và nhà thông minh đòi hỏi các công nghệ cao cấp như thiết kế tinh vi và tối ưu hóa cấp độ hệ thống.

Tiến sĩ Jung đã thảo luận về sự phức tạp gia tăng của công nghệ bán dẫn đã làm thay đổi vai trò của nhà máy chế tạo bán dẫn từ một doanh nghiệp sản xuất wafer thông thường thành một nhà cung cấp giải pháp tổng thể. Ngày nay, các nhà máy chế tạo đang cung cấp các dịch vụ giá trị bổ sung, đặc biệt là trong các lĩnh vực dịch vụ thiết kế và cơ sở hạ tầng, kỹ thuật sản phẩm và đóng gói/thử nghiệm.

Chất bán dẫn đã phát triển để có tốc độ nhanh hơn, mật độ cao hơn và tiêu thụ điện năng thấp hơn, cho phép một loạt các ứng dụng mới sáng tạo. Ngoài ra, để phân tích tăng trưởng theo cấp số nhân, số lượng dữ liệu lớn chưa từng có, kiến trúc bộ nhớ mới và các sơ đồ tính toán hoàn toàn mới, như điện toán biến đổi thần kinh, phải được phát triển.

Tiến sĩ Jung nhấn mạnh: “Sẽ không có tiến bộ nào trong công nghệ nếu không có sự hợp tác trong toàn bộ ngành công nghiệp bán dẫn. Sự hợp tác này là tối quan trọng giữa vật liệu, thiết bị, thiết bị điện tử, chính phủ, trường đại học, các trung tâm nghiên cứu và hội đoàn, để đảm bảo thành công trong cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4 sắp tới.”

Các mốc công nghệ mới

Tiến sĩ Jung cũng giới thiệu một số nghiên cứu và phát triển gần đây trong công nghệ silicon tương lai, bao gồm MRAM, một giải pháp bộ nhớ điện tĩnh được tích hợp trong quy trình logic thông thường và công nghệ 3nm Gate-All-Surround (GAA).

MRAM là một trong những ví dụ về các thiết bị bán dẫn mới tiêu thụ ít năng lượng hơn. Với mật độ bộ nhớ trở nên cao hơn, hiệu suất năng lượng MRAM cũng đáng kể, chỉ tiêu thụ 0,5% năng lượng so với SRAM ở mức 1.024Mb. MRAM cũng có diện tích phần tử nhỏ hơn, cho phép thiết kế linh hoạt.

Công nghệ GAA độc đáo của Samsung có tên là Multi-Bridge-Channel FET (MBCFE) sử dụng nhiều kênh nanosheet xếp chồng lên nhau theo chiều dọc. Với chiều rộng thay đổi của nanosheet, công nghệ này không chỉ cung cấp các đặc tính hiệu suất và công suất tối ưu mà còn có tính linh hoạt thiết kế cao. Hơn nữa, MBCFE được chế tạo bằng quy trình FinFET từ 90% trở lên chỉ với một vài mặt nạ được sửa đổi, cho phép di chuyển dễ dàng.

Cũng với một trong những bài báo mới được công bố tại IEDM 2018, Công ty Điện tử Samsung đã chia sẻ tiến trình phát triển của 3nm, một minh chứng thành công của mạch SRAM mật độ cao hoạt động hoàn chỉnh. Việc phát triển nút quy trình đầu tiên của Samsung ứng dụng công nghệ MBCFE hiện đang được triển khai theo tiến độ.

Để biết thêm thông tin, vui lòng truy cập https://www.samsungfoundry.com

*IEEE (Viện Kỹ thuật Điện và Điện tử) là một trong những hiệp hội chuyên gia kỹ thuật lớn nhất thế giới dành riêng cho các công nghệ tiên tiến, bao gồm kỹ thuật điện tử, viễn thông và kỹ thuật máy tính. Liên kết