Cadeia de suprimentos: novos materiais substituirão o equipamento de fabricação e se tornarão a principal força motriz para melhorar o desempenho do chip
Os executivos da cadeia de suprimentos declararam que, à medida que o marco de 2 nm se aproxima, empresas como TSMC e Intel levarão sua tecnologia de produção atual ao limite, e novos materiais e produtos químicos mais avançados desempenharão um papel cada vez mais importante na indústria de fabricação de chips.
Os executivos de empresas de equipamentos e materiais semicondutores Entegrris e Merck discutiram recentemente como a competição global de chips evoluirá à medida que a lei de Moore diminui.
James O'Neill, diretor de tecnologia da Entegris, afirmou que, ao alcançar processos avançados de produção, não é mais equipamentos de fabricação de chips que ocupa a posição central, mas materiais avançados e soluções de limpeza."Acredito que a afirmação de que a inovação material é a principal força motriz para melhorar o desempenho é confiável".
Kai Beckmann, CEO da Merck Electronics, também expressou a mesma visão.Beckman disse: "Estamos nos mudando da época em que o equipamento foi mais importante para o avanço da tecnologia nas últimas duas décadas (fabricação de chips) para a próxima década, o que nossos clientes chamam de idade material. O equipamento ainda é importante, mas agora os materiais determinam tudo. "
Para chips de processador, a competição por produção em larga escala de nós de 2nm começou em 2025, com gigantes como TSMC, Samsung e Intel em uma posição de liderança.De acordo com vários roteiros de desenvolvimento, chips mais complexos também podem estar no horizonte.
Ao mesmo tempo, gigantes de chips de armazenamento como Samsung, SK Hynix e Micron estão usando a memória flash 3D NAND para obter avanços tecnológicos, com o objetivo de produzir até 500 camadas de chips.Atualmente, essas três empresas produzem mais de 230 camadas de chips de armazenamento.
O progresso contínuo nesses dois campos não apenas requer equipamentos avançados, mas também novas bibliotecas de materiais de ponta.Por exemplo, o salto na produção de chips lógicos para 2nm requer uma arquitetura de chip completamente nova.Nesta nova arquitetura chamada Ring Gate (GAA), os transistores são empilhados de uma maneira 3D mais complexa do que as primeiras configurações planas.
O'Neill afirmou que o desenvolvimento de materiais para configurações de novos transistores, como portões de anel, requer materiais inovadores para "cobrir uniformemente a parte superior, inferior e lados" e acrescentou que a indústria está projetando métodos para "alcançar isso no nível atômico.".
Outra razão pela qual os produtos químicos estão se tornando cada vez mais importantes é a necessidade de garantir a qualidade estável.O'Neill afirmou que o rendimento da produção se tornou extremamente importante para determinar quais fabricantes têm competitividade comercial.Os produtos químicos de alta pureza são cruciais para garantir a produção perfeita e minimizar defeitos.
Beckmann, da Merck, fornece outro exemplo de evolução do material na indústria: o cobre é amplamente utilizado como uma camada condutora nos processos atuais de fabricação de chips, mas a indústria está explorando novos materiais, como molibdênio, para fabricar chips menores e mais avançados.
Mas a inovação contínua leva ao aumento dos custos.De acordo com a International Business Strategies, uma empresa de consultoria da indústria de chips, o custo de uma única bolacha de 2 nm é de US $ 30000, que é 50% maior que a geração anterior (ou seja, o processador de 3 nm usado no iPhone 15 Pro).
James O'Neill, diretor de tecnologia da Entegris, afirmou que, ao alcançar processos avançados de produção, não é mais equipamentos de fabricação de chips que ocupa a posição central, mas materiais avançados e soluções de limpeza."Acredito que a afirmação de que a inovação material é a principal força motriz para melhorar o desempenho é confiável".
Kai Beckmann, CEO da Merck Electronics, também expressou a mesma visão.Beckman disse: "Estamos nos mudando da época em que o equipamento foi mais importante para o avanço da tecnologia nas últimas duas décadas (fabricação de chips) para a próxima década, o que nossos clientes chamam de idade material. O equipamento ainda é importante, mas agora os materiais determinam tudo. "
Para chips de processador, a competição por produção em larga escala de nós de 2nm começou em 2025, com gigantes como TSMC, Samsung e Intel em uma posição de liderança.De acordo com vários roteiros de desenvolvimento, chips mais complexos também podem estar no horizonte.
Ao mesmo tempo, gigantes de chips de armazenamento como Samsung, SK Hynix e Micron estão usando a memória flash 3D NAND para obter avanços tecnológicos, com o objetivo de produzir até 500 camadas de chips.Atualmente, essas três empresas produzem mais de 230 camadas de chips de armazenamento.
O progresso contínuo nesses dois campos não apenas requer equipamentos avançados, mas também novas bibliotecas de materiais de ponta.Por exemplo, o salto na produção de chips lógicos para 2nm requer uma arquitetura de chip completamente nova.Nesta nova arquitetura chamada Ring Gate (GAA), os transistores são empilhados de uma maneira 3D mais complexa do que as primeiras configurações planas.
O'Neill afirmou que o desenvolvimento de materiais para configurações de novos transistores, como portões de anel, requer materiais inovadores para "cobrir uniformemente a parte superior, inferior e lados" e acrescentou que a indústria está projetando métodos para "alcançar isso no nível atômico.".
Outra razão pela qual os produtos químicos estão se tornando cada vez mais importantes é a necessidade de garantir a qualidade estável.O'Neill afirmou que o rendimento da produção se tornou extremamente importante para determinar quais fabricantes têm competitividade comercial.Os produtos químicos de alta pureza são cruciais para garantir a produção perfeita e minimizar defeitos.
Beckmann, da Merck, fornece outro exemplo de evolução do material na indústria: o cobre é amplamente utilizado como uma camada condutora nos processos atuais de fabricação de chips, mas a indústria está explorando novos materiais, como molibdênio, para fabricar chips menores e mais avançados.
Mas a inovação contínua leva ao aumento dos custos.De acordo com a International Business Strategies, uma empresa de consultoria da indústria de chips, o custo de uma única bolacha de 2 nm é de US $ 30000, que é 50% maior que a geração anterior (ou seja, o processador de 3 nm usado no iPhone 15 Pro).