Revolucija u poluvodičkoj industriji: Lam Research i nova DirectDrive tehnologija
Početkom ove godine, Lam Research, američki proizvođač opreme za izradu poluvodiča, predstavio je revolucionarni proizvod sposoban za masovnu proizvodnju složenih krugova, ključnih za buduće elektroničke aplikacije, posebno one vezane uz umjetnu inteligenciju. Ova inovativna tehnologija proizišla je iz deset godina istraživanja u laboratoriju UCLA, potpomognuta partnerstvom između američke Nacionalne zaklade za znanost (NSF) i Lam Research.
Kontrola plazme: Temelj nove tehnologije
U središtu ove nove metode nalazi se napredna kontrola plazme — stanja električni nabijenog materijala koje pogoni poluvodičke strojeve za jetkanje. Alex Paterson, korporativni potpredsjednik Lam Researcha za etch proizvode, ističe da “buduće arhitekture poluvodičkih uređaja zahtijevaju precizne mogućnosti jetkanja koje nadmašuju današnje tehnologije”.
Nova tehnologija, nazvana DirectDrive®, omogućava precizno i učinkovito oblikovanje gušćih 3D poluvodičkih uređaja s točnošću na razini ANGSTROM-a (za usporedbu, jedan atom vodika je otprilike jednog Angstroma širok). Paterson objašnjava da je DirectDrive rezultat saradnje s NSF-om, kroz koji su istraživači mogli povezati akademska istraživanja s industrijskim potrebama.
Od kuharske laboratorije do akademske suradnje
Priča o ovoj tehnologiji počela je 2006. godine kada je inženjer UCLA Patrick Pribil krenuo u izradu prototipa novog načina kontrole jetkanja u plazmi u vlastitoj kuhinji. Iako je prototip bio inovativan, Pribil je naišao na obilne prepreke u premošćivanju razlike između laboratorijskog rada i komercijalizacije.
Nakon što se udružio s fizičarom Walterom Gekelmanom iz UCLA-e, 2015. godine su osigurali financiranje od NSF-a kako bi nastavili svoja istraživanja. Lam Research donirao je industrijski stroj za jetkanje i drugu potrebnu opremu, a Pribil i Gekelman su kreirali inovacije u modificiranju stroja kako bi provjerili mogu li primijeniti svoju metodu na industrijskoj razini.
Pulsirajuća plazma: Tehnologija koja mijenja igru
Pribilova metoda temelji se na brzom prebacivanju radiofrekvencijske energije koja stvara i pokreće plazmu unutar strojeva za jetkanje poluvodiča. Ovaj postupak omogućuje iznimno precizno jetkanje manjih elektroničkih komponenti. U procesu, nabijene čestice plazme “jede” silicij na pametno odabranim dijelovima čipa, ostavljajući za sobom složene, sitne krugove.
Umjesto da se energija RF jednom postavi, novom metodom DirectDrive plazma se može kontrolirati brzinom od 50 mikrosekundi — znatno brže od postojećih standarda. To omogućava daljnje smanjenje veličina i složenosti elektroničkih komponenti, što je ključno za brže i moćnije čipove.
Od ideje do industrijalizacije
Početkom 2010-ih, Lam Research je analizirao potrebe tržišta i shvatio da tadašnje tehnologije nisu zadovoljile stroge zahtjeve industrije za brzinom i preciznošću. Sa novim idejama i metodologijama koje su proizašle iz suradnje s akademskim istraživačima, DirectDrive je postao primarno rešenje.
Međutim, proboj se nije dogodio preko noći; razvijanje ove tehnologije zahtijevalo je godine eksperimenata i preciznih mjerenja. Tim iz UCLA istraživao je svojstva plazme koristeći lasere i mjerne sonde, što je omogućilo produbljeno razumijevanje dinamike unutar procesa jetkanja.
“Sva ta mjerenja omogućila su nam da dođemo do novog razumijevanja prirode plazme i njenih svojstava,” naglašava Gekelman, ističući konačni cilj — realnu industrijsku primjenjivost. Njihova suradnja s sveučilišnim istraživačima također je omogućila razvoj mladih znanstvenika koji pridonose daljnjem razvoju tehnologije i industrije.
