IBM 研究奥尔巴尼纳米技术中心是模仿 CHIPS 法案的模型

随着国会通过 CHIPS+ 法案以及美国总统即将签署该法案，英特尔、台积电、三星等新半导体制造巨头的建设备受关注。 但除了半导体业务的制造方面，还需要在研究、人才培训、中小企业发展和学术合作等相关领域进行投资。 我最近有机会参观了一个将芯片制造的所有其他方面整合到紧密的行业、政府和学术伙伴关系中的设施的典型例子。 这种合作关系在纽约奥尔巴尼已经持续了 20 多年，IBM 研究院在纽约州立大学 (SUNY) 奥尔巴尼校区附近设有一个纳米技术中心。 纽约州通过 New York Creates NY CREATES 开发机构进行了大量投资，IBM 与几所大学和行业合作伙伴密切合作，正在为下一代计算机芯片的工作实验室开发最先进的半导体工艺技术。

该中心为半导体研究提供了独特的设施——其开放的环境促进了领先的设备和材料供应商、研究人员、工程师、学者和 EDA 供应商之间的合作。 目前，IBM 与三星电子建立了制造和研究合作伙伴关系，并于去年宣布与英特尔建立研究合作伙伴关系。 ASML、KLA 和东京电气 (TEL) 等主要芯片制造供应商已安装设备，并正在积极与 IBM 合作，为前沿技术开发先进工艺和计量。

这些设施并不便宜。 每一个新的突破都需要数十亿美元的投资和多年的研究。 例如，High-k金属栅极花了15年才进入产品； 今天必不可少的 FinFET 晶体管用了 13 年； 而三星现在投产的下一代晶体管——环栅/纳米片，已经研发了14年。 此外，每个新工艺节点的芯片制造成本都增加了20-30%，每个节点的研发成本都在翻倍。 为了继续支持这一战略发展，工业界、学术界和政府之间需要建立伙伴关系。

IBM 进行投资

您可能会问，为什么多年来出售其半导体制造设施的 IBM 如此投入到这项深入而昂贵的研究中。 嗯，首先，IBM 非常非常擅长半导体工艺开发。 几十年来，该公司开创了几项关键的半导体技术。 但擅长一项技术并不能支付账单，因此 IBM 的第二个动机是，该公司需要为自己的 Power 和 Z 计算机提供最好的技术。 为此，IBM 主要专注于支持高性能计算和人工智能处理的开发。

其他战略供应商和合作伙伴有助于扩大这些创新，而不仅仅是 IBM 的贡献。 来自世界级设备供应商的最佳设备为合作伙伴提供了试验和推进最先进技术的试验台。 IBM 及其设备合作伙伴已经在需要进行超出标准设备功能的实验时构建了专用设备。

但 IBM 只有将技术从实验室转移到生产中才能成功。 为此，IBM 和三星一直在流程开发和技术转让方面密切合作。

更多来自福布斯IBM 垂直扩展晶体管By 凯文·克鲁威尔

纳米技术中心与 CHIPS 法案相吻合，因为它将使美国能够发展制造技术的领导地位。 它还可以让较小的公司在这个设施中测试创新技术。 目前的晶圆厂大楼 24/7/365 运行，利用率很高，但仍有空间建造另一栋可以显着扩大洁净室空间的大楼。 还有一个建筑计划，该建筑将能够支持称为高 NA EUV 的下一代 ASML EUV 设备。

未来是垂直的

奥尔巴尼站点也是小芯片技术研究的中心。 随着半导体规模的放缓，多芯片芯片的独特封装解决方案将成为高性能和高能效计算的标准。 IBM Research 有一个开发独特的 2.5D 和 3D 芯片堆叠技术的积极计划。 今天，基于工具和制造知识的可用性，构建这些多芯片芯片的首选基板仍然由硅制成。 仍然必须开发独特的工艺步骤来处理专业加工，包括激光剥离技术。

IBM 还与测试设备制造商合作，因为使用小芯片构建 3D 结构会带来一些独特的测试挑战。 第三方 EDA 供应商也需要参与开发过程，因为基于小芯片设计的最终目标是能够组合来自不同工艺节点和不同代工厂的芯片。

今天小芯片技术处于萌芽状态，但未来绝对需要这项技术来构建下一代数据中心硬件。 这是经济和技术在正确的时间融合在一起的情况。

总结

奥尔巴尼纳米技术中心是半导体行业的典范，它展示了一种将来自不同学科和不同组织的研究人员聚集在一起以推进最先进的半导体技术的方法。 但这种模式也需要扩大规模并在整个北美复制。 随着更多的资金和更大的规模，还需要有适当技能的劳动力。 这是美国需要在 STEM 教育上进行投资的地方，与 1950 年代后期的太空竞赛和奥尔巴尼等提供前沿工艺开发研发的地点应该激励更多的学生进入物理、化学和电气工程，而不是建立下一个加密货币初创公司。

_{Tirias Research 为整个电子生态系统中的公司提供跟踪和咨询服务，从半导体到系统，从传感器到云。 Tirias 研究团队的成员曾为 IBM、英特尔、GlobalFoundries、三星和其他代工厂提供咨询服务。}