Moderne Halbleiter können Milliarden von Transistoren enthalten. Die Herstellung dieser Chips erfordert einen komplizierten Tanz zwischen Werkzeugen zum Züchten von Wafern, zum Erzeugen der einzelnen Transistormerkmale, zum Schneiden dieser in Chips und zum anschließenden Verpacken für Produkte wie Autos, Telefone und Rechenzentren. Viele dieser Tools werden von verschiedenen Anbietern hergestellt, die sich alle gleichzeitig verbessern. Jeder muss sicherstellen, dass Verbesserungen an Tools, die von einem Anbieter vorgenommen wurden, mit anderen zusammenarbeiten.

Willkommen im „Semiversum“

Auf der Imec Future Summits-Konferenz diskutierte der CEO von Lam Research, Tim Archer, in einer Keynote-Rede über die Arbeit an einem neuen Halbleiter-Metaversum, genannt „Semiverse“, das diesen Prozess rationalisieren könnte.

„Wir stellen uns das Semiversum als eine hybride physische, virtuelle Umgebung vor, in der Entwicklung und Tests als gemeinsames Mensch-Maschine-Unternehmen durchgeführt werden, in dem Mensch und Maschine tatsächlich das tun, was sie am besten können“, sagte Archer.

Lam Research ist seit der Einführung eines Plasmaätzers in den 1980er Jahren führend bei Halbleiterätzgeräten. Im Jahr 2017 erwarb das Unternehmen Coventor, eine Chip-Prozessautomatisierungs- und Designautomatisierungslösung. Archers Vision ist es, diese Fähigkeiten auf die gesamte Fertigungslieferkette auszudehnen, um Leistung und Nachhaltigkeit zu verbessern.

Eine vollständige digitale Darstellung des gesamten Chipherstellungsprozesses im Semiverse wird es den Chipherstellern ermöglichen, die Wechselwirkungen zwischen den Prozessen in der gesamten Fabrik zu betrachten, um die Wiederholbarkeit zu verbessern und den Ertrag zu optimieren. Es wird auch eine stärkere Zusammenarbeit ermöglichen, um der Branche dabei zu helfen, disruptive Technologien schneller und häufiger bereitzustellen.

„Es wird die Zeit, die von der Technologieidee bis zur Kommerzialisierung benötigt wird, erheblich verkürzen“, sagte Archer.

Virtuell werden

Lam, ASML und Imec arbeiten bereits an einer Technologie zur Skalierung von Transistormerkmalen auf unter 2 nm Breite in realen physikalischen Labors. Das Semiverse wird dazu beitragen, diese Art der Zusammenarbeit auf virtuelle Labors auszudehnen.

Das Semiverse wird es Unternehmen, die Chips bauen, Forschungslabors und Chipausrüstungsherstellern ermöglichen, digitale Zwillinge von Chips, Ausrüstung, Prozessen und Labors in einem gemeinsam genutzten virtuellen Raum zu verbinden. Es ermöglicht Forschern, neue Ideen für ein paar Dollar Rechenzeit in virtuellen Labors zu testen, die in physischen Labors Millionen kosten könnten. Dadurch könnten Startups und Forscher mehr disruptive Ideen in das Ökosystem einbringen.

Archer räumt ein, dass die Industrie noch weit von der vollständigen Verwirklichung des Semiversums entfernt ist. Aber Lam arbeitet mit anderen zusammen, um die grundlegenden Bausteine ​​zu schaffen. Beispielsweise tragen neue modellbasierte Engineering-Tools bereits dazu bei, den Engineering- und Testprozess stärker zu virtualisieren.

Archer glaubt, dass die Verbesserungen der CPU-Leistung, neue KI-Techniken und verbesserte Data-Science-Workflows die Fähigkeit beschleunigen werden, anspruchsvollere Vorhersagemodelle über viele Schritte im Chip-Herstellungsprozess hinweg zu erstellen.

„Das ist ein Wendepunkt für das, was wir hier beim Bau des Semiversums erreichen können“, sagte Archer.