Инновационная платформа для производства полупроводников от Silvaco

Компания Silvaco активно внедряет инновации в полупроводниковой промышленности благодаря своей платформе Fab Technology Co-optimization (FTCO), которая представляет собой уникальное сочетание искусственного интеллекта (AI) и методов машинного обучения (ML). Данная технология призвана обеспечить значительное сокращение производственных издержек, ускорить этапы разработки и повысить эффективность прототипирования полупроводниковых пластин, что особенно важно в условиях растущей сложности современных чипов и увеличения требований рынка.

FTCO платформа использует продвинутые алгоритмы AI и ML для анализа огромных массивов данных, генерируемых на всех этапах производства, начиная от проектирования микросхем до выпуска конечных пластин. Такие алгоритмы позволяют выявлять скрытые закономерности и возможные узкие места в процессах, предлагая решения для их устранения. Это дает производителям возможность не только оптимизировать текущие процессы, но и прогнозировать потенциальные проблемы, что минимизирует риск брака и упрощает внедрение новых технологических узлов.

Интеграция аналитики данных с глубокими экспертными знаниями в области полупроводниковых технологий делает FTCO мощным инструментом для решения ключевых задач в отрасли. Например, с помощью FTCO производители могут существенно улучшить контроль параметров технологического процесса, таких как точность формирования топологии и управление химико-механической полировкой, что играет решающую роль при переходе на более тонкие технологические нормы. Кроме того, такая платформа помогает оптимизировать расход дорогостоящих материалов, таких как фотошаблоны и специализированные химические реагенты, что приводит к существенной экономии ресурсов.

Благодаря таким инновациям Silvaco не только облегчает процессы проектирования и прототипирования, но и сокращает время выхода продукции на рынок. Это критически важно в современных условиях, где сроки разработки новых чипов становятся все более сжатыми из-за быстрого технологического прогресса и растущей конкуренции. Таким образом, FTCO от Silvaco формирует новый стандарт в индустрии, объединяя передовые технологии AI/ML с практическим опытом для достижения максимальной эффективности и производительности.

Революционные изменения в процессах производства

Платформа Fab Technology Co-optimization (FTCO) от Silvaco играет ключевую роль в совершенствовании процессов производства полупроводников, предлагая решения, которые ориентированы на интеграцию передовых технологий и улучшение выхода годной продукции. Основное внимание уделяется ускорению и упрощению производственных процессов, что особенно важно на уровне пластин, где точность и согласованность являются определяющими факторами успеха. Благодаря возможности оптимизации на всех этапах производства FTCO помогает создавать компактные, высокоэффективные и надежные производственные линии, что значительно ускоряет прототипирование и внедрение инноваций в рабочие процессы.

Как отмечают руководители Silvaco, современная полупроводниковая промышленность сталкивается с растущей сложностью проектирования и производства устройств, что создает множество вызовов для фабрик. Рост числа функциональных блоков, усложнение топологии микросхем и внедрение новых материалов требуют гораздо более точного контроля процессов и строгой координации всех этапов производства.

Платформа FTCO, опираясь на мощь AI и ML, справляется с этими задачами, ускоряя разработку фабричных процессов через анализ больших объемов данных и автоматизацию ключевых этапов. Например, алгоритмы машинного обучения позволяют оптимизировать параметры травления, литографии и допирования, минимизируя число ошибок и улучшая качество продукции.

FTCO специально разработана для работы с передовыми технологиями CMOS и сложными полупроводниковыми структурами, такими как трехмерные интегральные схемы (3D IC) или устройства с вертикальными транзисторами (FinFET). Используя цифровую оптимизацию, платформа позволяет точно настраивать процессы, снижая производственные издержки и повышая общий уровень выхода годной продукции. Кроме того, FTCO обеспечивает более быстрое тестирование и корректировку новых процессов, что существенно сокращает время вывода передовых технологий на рынок.

Благодаря уникальной комбинации аналитики данных, искусственного интеллекта и машинного обучения FTCO становится важным инструментом для компаний, стремящихся лидировать в условиях жесткой конкуренции. Платформа не только помогает производителям полупроводников адаптироваться к новым вызовам, но и задает направление для будущего развития отрасли, делая сложные технологии доступными и эффективными в реальном производстве.

Продвинутая симуляция и цифровое прототипирование

Современное производство полупроводников активно использует симуляционные инструменты, которые стали незаменимыми для преодоления растущей сложности проектирования и производства микросхем. Цифровое прототипирование, включающее создание детализированных виртуальных моделей пластин и схем, позволяет значительно уменьшить зависимость от физических испытаний, снижая затраты на материалы и минимизируя производственные отходы. Такой подход обеспечивает более гибкий процесс разработки, где ключевые параметры чипов могут быть тщательно изучены и оптимизированы еще до запуска физического производства.

Цифровые модели позволяют инженерам исследовать такие критически важные характеристики, как подвижность электронов в различных материалах, распределение электрического поля в микро- и наноструктурах, а также тепловые эффекты, возникающие в ходе работы устройства. Эти симуляции обеспечивают всесторонний анализ поведения материалов и схем в реальных условиях эксплуатации, что дает возможность выявлять потенциальные слабые места в конструкции или процессе производства на ранних этапах. Например, с их помощью можно предсказать, как изменение топологии схемы повлияет на тепловыделение и устойчивость устройства к электрическим перегрузкам.

Моделирование воздействия производственных параметров, таких как температура, давление, состав газовых сред или интенсивность светового воздействия, позволяет инженерам более точно настраивать процессы для достижения оптимального результата. Например, симуляции термообработки помогают прогнозировать, как выбранные материалы будут изменять свои свойства под действием высоких температур, что важно для формирования тонких диэлектрических слоев или контроля легирования полупроводниковых структур. Этот уровень детализации крайне важен в условиях, когда размеры транзисторов становятся все меньше, а технологические и физические ограничения требуют новых подходов к проектированию и производству.

Особую ценность симуляционные инструменты имеют в условиях уменьшения технологических норм (например, до 3 нм и ниже), где малейшие отклонения от заданных параметров могут привести к значительным потерям в производительности или снижению выхода годной продукции. Использование цифрового прототипирования в сочетании с анализом производственных параметров дает возможность производителям не только сохранять высокую точность в процессе изготовления, но и быстрее адаптироваться к новым материалам и архитектурам. В результате такие технологии играют ключевую роль в поддержании конкурентоспособности на рынке полупроводников, позволяя достигать высокой эффективности и надежности продукции в условиях постоянного усложнения производства.

Роль AI и машинного обучения

Платформа FTCO от Silvaco ускоряет производство полупроводников благодаря использованию AI/ML для создания цифровых двойников пластин. Эти цифровые копии предоставляют доступ к данным в реальном времени и позволяют инженерам проводить эксперименты с проектированием (DOE) в цифровом формате, что значительно сокращает время и затраты на физическое прототипирование.

Благодаря умным стратегиям DOE цифровые двойники обеспечивают более быстрые итерации, моделируя изменения в производственных процессах, предсказывая выход годной продукции и минимизируя отходы материалов. Этот подход сокращает кривую обучения для новых продуктов и производственных линий, снижая время до выхода на массовое производство. Кроме того, цифровые двойники повышают энергоэффективность, оптимизируя использование материалов и параметры процесса.

Повышение эффективности и экономической целесообразности

Подход, основанный на AI, позволяет платформе FTCO анализировать производственные данные и выполнять симуляции намного быстрее, чем традиционные методы. Это поддерживает быстрые эксперименты с вариациями процессов, предоставляя информацию о результатах выхода годной продукции и позволяя оперативно вносить изменения в проектирование или производственные процессы. Это приводит к сокращению циклов прототипирования и снижению производственных затрат.

Дополнительно портфель интеллектуальной собственности (IP) Silvaco, включающий низковольтные ячейки памяти и стандартные элементы с низким энергопотреблением, дополняет платформу FTCO, улучшая энергоэффективность конечных продуктов клиентов. Эти IP-разработки поддерживают передовые технологические узлы, соответствуя стремлению отрасли к энергоэффективным и устойчивым технологиям.

Будущее производства полупроводников

Хотя технология цифровых двойников не является абсолютно новой, интеграция AI и ML в платформу FTCO выделяет решение Silvaco среди аналогов. Эта инновация предоставляет проектировщикам интерактивное и точное понимание того, как изменения в дизайне влияют на поведение системы в реальных условиях. По мере усложнения полупроводниковых устройств такие передовые возможности симуляции и тестирования становятся незаменимыми.

Платформа FTCO от Silvaco представляет собой значительный шаг вперед для индустрии полупроводников, решая двойные задачи повышения энергоэффективности и снижения производственных затрат. Объединяя цифровые двойники на базе AI с передовыми IP-решениями, Silvaco прокладывает путь к более эффективному и устойчивому будущему в производстве полупроводников.