Wafer bán dẫn chuyển sang hình vuông?

Việc chuyển từ các tấm wafer tròn quen thuộc sang tấm nền hình vuông được kỳ vọng sẽ giúp tối ưu diện tích bề mặt để bố trí được nhiều chip hơn trên cùng một đế bán dẫn...

Ảnh minh hoạ.
Ảnh minh hoạ.

Trung tâm đổi mới của Lam Research đang tìm cách tháo gỡ những nút thắt kỹ thuật để tăng hiệu quả sản xuất chip AI bằng cách thay thế wafer silicon tròn quen thuộc bằng những tấm vuông kích thước lớn.

Lam Research, một trong những tập đoàn thiết bị bán dẫn lớn của thế giới, mới đây đã chính thức mở “Panel Innovation Center”, trung tâm chuyên nghiên cứu công nghệ “Panel Level Packaging” (PLP), đóng gói chip trên các tấm nền vuông thay vì wafer tròn truyền thống. 

Đóng gói là công đoạn cuối trong quy trình sản xuất bán dẫn, diễn ra sau khi các mạch điện đã được hình thành trên wafer. Ở giai đoạn này, các con chip được cắt tách, kiểm tra, đóng gói và hoàn thiện để có thể đưa vào sử dụng trong các thiết bị thực tế.

Việc chuyển hướng từ wafer tròn sang tấm nền vuông của Lam Research nhằm mục tiêu xử lý được nhiều chip hơn trong cùng một lần sản xuất, giảm lãng phí nguyên liệu và nâng cao hiệu quả đóng gói.

Ngành bán dẫn nhiều thập kỷ qua gần như phát triển dựa hoàn toàn trên wafer hình tròn. Tuy nhiên, các bộ xử lý AI hiện nay không còn là chip đơn lẻ mà thường tích hợp nhiều GPU, bộ nhớ băng thông cao (HBM) cùng các thành phần kết nối tốc độ cao. Khi kích thước ngày càng lớn, phần diện tích bị bỏ phí ở rìa wafer tròn cũng nhiều hơn.

PLP được xem là lời giải cho bài toán này. Nếu xếp nhiều hình vuông trên một đĩa tròn sẽ luôn xuất hiện khoảng trống ở các mép, nhưng một tấm nền vuông cho phép bố trí chip dày đặc và tối ưu hơn nhiều.

Một wafer tiêu chuẩn đường kính 300 mm hiện nay chỉ chứa được khoảng 8 chip cỡ lớn (84 mm × 54 mm). Trong khi đó, tấm nền vuông kích thước 310 mm × 310 mm có thể chứa tới 15 chip. Nếu tăng kích thước lên 510 mm × 515 mm, số lượng chip sản xuất được có thể đạt 54 – tức cao gấp nhiều lần so với công nghệ wafer truyền thống

Tuy nhiên, nếu wafer hình tròn đã được ngành bán dẫn tối ưu suốt nhiều thập kỷ, thì việc chuyển sang các tấm nền vuông lại kéo theo hàng loạt bài toán hoàn toàn mới.

Không giống wafer hình tròn, các tấm nền vuông khiến việc phủ và phân bổ hóa chất đồng đều từ phần trung tâm ra tới các góc trở nên phức tạp hơn nhiều. Kích thước tấm nền càng lớn, nguy cơ cong vênh càng cao, từ đó ảnh hưởng trực tiếp tới độ chính xác và tỷ lệ thành phẩm trong quá trình sản xuất chip.

PLP giúp tăng đáng kể số lượng chip trên mỗi tấm nền, nhưng mặt trái là rủi ro cũng tăng lên tương ứng. Chỉ một lỗi nhỏ trong quy trình có thể khiến cả tấm nền chứa hàng chục chip giá trị cao bị loại bỏ, gây thiệt hại lớn hơn nhiều so với wafer truyền thống.

Lam Research cho biết họ sẽ sử dụng trung tâm đổi mới này để kiểm chứng toàn bộ những thách thức trên trước khi tiến tới sản xuất hàng loạt. Công ty đang phối hợp trực tiếp với khách hàng trong các điều kiện vận hành thực tế nhằm cải thiện tỷ lệ thành phẩm đạt chuẩn, nâng cao độ đồng đều của quy trình và giảm thiểu lỗi phát sinh trước khi thương mại hóa quy mô lớn.

Tuy nhiên, để PLP thực sự trở thành chuẩn mực mới của ngành bán dẫn, bài toán không chỉ nằm ở công nghệ, mà còn ở việc xây dựng được cả một hệ sinh thái đồng bộ.

Việc chuyển từ wafer tròn sang tấm nền vuông đồng nghĩa toàn bộ chuỗi cung ứng, từ thiết bị, vật liệu cho tới khách hàng, đều phải thích nghi với các tiêu chuẩn và quy trình hoàn toàn mới. Nếu mỗi công ty sử dụng một kích thước hoặc thông số tấm nền khác nhau, quá trình tiêu chuẩn hóa thiết bị, vật liệu và kiểm định sẽ bị kéo dài, làm chậm tốc độ thương mại hóa.

Ông Aaron Pellis, Phó chủ tịch phụ trách hệ thống công nghệ thiết bị xử lý ướt của Lam Research, cho rằng PLP không thể được thương mại hóa chỉ bằng nỗ lực của một doanh nghiệp riêng lẻ. Theo ông, điều kiện tiên quyết là phải có sự hợp tác của toàn bộ hệ sinh thái, bao gồm khách hàng, nhà cung cấp vật liệu, công ty thiết bị, viện nghiên cứu và các trường đại học.

Ông tin tưởng trung tâm đổi mới của Lam Research sẽ đóng vai trò như “đầu mối” để các bên cùng phát triển công nghệ và hình thành hệ sinh thái PLP trong tương lai.

Bước tiến quan trọng trong xây dựng môi trường thử nghiệm công nghệ mới tại Đà Nẵng

Trong bối cảnh công nghệ phát triển nhanh chóng, việc Đà Nẵng ban hành nghị quyết về thực hiện thử nghiệm có kiểm soát các giải pháp công nghệ mới trên địa bàn thành phố, nhằm tạo ra một môi trường thử nghiệm và đánh giá các sản phẩm, mô hình công nghệ mới trước khi đưa vào ứng dụng rộng rãi là vô cùng cần thiết…

Từ bệ phóng thông tin kinh tế đến làm chủ công nghệ lõi, vươn tầm quốc tế

Suốt 35 năm đồng hành cùng dòng chảy kinh tế đất nước và các doanh nghiệp, sự tin cậy từ những dòng dữ liệu xác thực đã định hình nên vị thế vững chắc của Tạp chí Kinh tế Việt Nam/VnEconomy. Tuy nhiên trong kỷ nguyên mà thông tin không còn khoảng cách và công nghệ đang tái định hình xã hội, dòng chảy tri thức ấy không thể là những con số đứng yên...

Trên chặng đường 35 năm hình thành và phát triển, Tạp chí Kinh tế Việt Nam/VnEconomy, trước đây là Thời báo Kinh tế Việt Nam, đã không ngừng nỗ lực tập trung vào các sản phẩm báo chí chất lượng, chuyên sâu, gắn chặt với thực tiễn của doanh nghiệp, lắng nghe những khó khăn, rào cản về chính sách đang tác động đến sự phát triển của doanh nghiệp, từ đó đưa ra kiến nghị, giải pháp nhằm tháo gỡ những bất cập ở cả cấp độ chính sách vĩ mô lẫn hoạt động sản xuất kinh doanh, thực hiện sứ mệnh phản ánh và đồng hành cùng tiến trình phát triển của đất nước.

VnEconomy Nhận diện cơ hội và thách thức trong xây dựng mô hình phát triển mới

Nhận diện đầy đủ các cơ hội, thách thức mà khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số đặt ra cho việc xây dựng mô hình phát triển Việt Nam, gắn tăng trưởng kinh tế với đổi mới quản trị quốc gia và cải thiện chất lượng đời sống nhân dân đang là vấn đề quan trọng được cấp thiết làm rõ.

VnEconomy Nhận diện cơ hội và thách thức trong xây dựng mô hình phát triển mới

Nhận diện đầy đủ các cơ hội, thách thức mà khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số đặt ra cho việc xây dựng mô hình phát triển Việt Nam, gắn tăng trưởng kinh tế với đổi mới quản trị quốc gia và cải thiện chất lượng đời sống nhân dân đang là vấn đề quan trọng được cấp thiết làm rõ.

VnEconomy
VnEconomy
Đảng Cộng sản Việt Nam - Đại hội XIV

Đảng Cộng sản Việt Nam - Đại hội XIV

Với phương châm Đoàn kết - Dân chủ - Kỷ cương - Đột phá - Phát triển, Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XIV của Đảng xác định tư duy, tầm nhìn, những quyết sách chiến lược để chúng ta vững bước tiến...

VnEconomy Interactive

VnEconomy Interactive

Interactive là một sản phẩm báo chí mới của VnEconomy vừa được ra mắt bạn đọc từ đầu tháng 3/2023 đã gây ấn tượng mạnh với độc giả bởi sự mới lạ, độc đáo. Đây cũng là sản phẩm độc quyền chỉ có trên...

VnEconomy
VnEconomy