בתקופת חג המולד יש ביקוש אדיר לשבבים המיועדים לסמארטפונים, קונסולות משחקים וכל שאר הגאדג'טים שימכרו בחודש דצמבר. אבל מכיוון שתהליך הייצור אורך חודשים ארוכים, את השבבים שיימכרו בחג המולד התחילו לייצר כבר בסביבות יולי-אוגוסט. הדבר האחרון שיצרניות השבבים רוצות, הוא לגלות בסיום ארבעה חודשי ייצור שקרתה תקלה בתהליך והביצועים של כל השבבים ירדו בעשרות אחוזים. כאן נכנסת לתמונה אפלייד מטיריאלס ישראל, שמייצרת מערכות בדיקה ובקרה בזמן אמת לפסי ייצור של שבבים - מערכות שמאפשרות לזהות תקלות ולפתור אותן במהירות האפשרית, תוך כדי תהליך הייצור.
"הציוד שלנו נדרש לזהות תקלות ברכיבים ברוחב של ננומטרים ספורים, בפרק זמן קצר להפליא", מספר זיו פריזט, סמנכ"ל השיווק של אפלייד מטיריאלס ישראל. "אני אוהב את הדוגמה הבאה: המהירות שבה אלגוריתמי עיבוד התמונה שלנו נדרשים לפעול בזמן תהליך הייצור היא המקבילה של צפייה בכל העונות של משחקי הכס - בשנייה אחת".
המערכות המתקדמות של אפלייד, מסוגלות לא רק לזהות תקלות, אלא גם להעניק פידבק בזמן אמת שמסייע לפתור אותן. "נניח שביצענו מדידה וזיהינו חריגה במידות הרכיב מ-7 ל-7.7 ננומטר. מצד אחד, זאת סטייה של כ-5 אטומים בלבד. אבל מבחינת ביצועי השבב, אנחנו עשויים לראות ירידה של כ-10% בביצועים. במקרה כזה, אנחנו מנחים את מערכות הייצור בזמן אמת מה עליהן לעשות על מנת לייצב את התהליך ולייצר את הרכיב בגודל המדויק במחזור הייצור הבא".
הטכנולוגיה שעליה עובדים כבר עשרות שנים
על-פי נתוני TechInsights (אפריל 22), אפלייד מטיריאלס ישראל היא הספקית הגדולה ביותר בתעשיית בקרת התהליכים של מערכות eBeam, עם הכנסות של יותר ממיליארד דולר בשנה שעברה ועם נתח שוק של יותר מ-50%. "מוצרי ה-eBeam שלנו, המבוססים על מיקרוסקופ אלקטרונים, מסוגלים לזהות בעיות בגודל של ננומטר בודד", מסביר פריזט. "לשם השוואה, המיקרוסקופ האופטי המדויק ביותר מסוגל להגיע לרזולוציה פחותה בעשרות מונים. אפילו אני, שעוסק בתחום קרוב ל- 20 שנה, לא מצליח לעתים לתפוס עד כמה זה קטן. וירוס הקורונה גדול פי-20, ושערת אדם גדולה בערך פי-2,000 ויותר.
"בשבועות האחרונים השקנו טכנולוגיה חדשה למערכות eBeam בשם CFE (Cold field emission) שתחדד אפילו יותר את הרזולוציה הקיימת", הוא אומר ומוסיף: "זו פריצת דרך טכנולוגית שפיזיקאים מנסים להביא לייצור תעשייתי כבר עשרות שנים ללא הצלחה. מדובר ביכולת לייצר תמונה ברזולוציה חדה יותר מננומטר בודד ושיפור של עד פי-10 במהירות ההדמיה. כך ניתן לחסוך ליצרניות השבבים זמן יקר ולאפשר להן לראות פגמים שהן לא ידעו על קיומם קודם לכן".
עד כה, הניסיונות הרבים בשוק ליישם את טכנולוגיית ה-CFE באופן מסחרי לא צלחו מכיוון שבטמפרטורת החדר, זיהומים הצטברו במיקרוסקופ האלקטרונים וגרמו לחוסר יציבות בביצועי המיקרוסקופ לאורך זמן. פריזט מספר כי "הצוותים שלנו הצליחו לפתור את האתגר הזה באמצעות שני פיתוחים חדשניים, וכיום אנחנו החברה הראשונה והיחידה שמציעה ללקוחותיה מוצר המשלב טכנולוגיה זאת במוצרים המשמשים למדידות בזמן אמת ולא במעבדה.
"עוד בראשית הדרך, כשהוקמה החטיבה הישראלית של אפלייד, הצוות שלנו פיתח כאן בישראל לראשונה מערכת מדידה אוטומטית שיודעת לצלם, לעבד את התמונה ולכייל בזמן אמת את מערכות הייצור - ללא מגע יד אדם. כעבור כמה שנים פיתחנו את המכונה הראשונה בעולם לזיהוי ואיפיון אוטומטי של פגמים בשבב. עבור מנהל קו ייצור, לא מספיק לדעת שיש תקלה בקבוצת שבבים מסוימת - הוא צריך לדעת מה סוג התקלה. האם אטום אחד הפך לשניים? האם נפל חלקיק כלשהו על השבב? המכונה שפיתחנו מסוגלת לבצע בעצמה את תהליך האבחון וקבלת ההחלטות, ולעשות את כל זה במהירות גבוהה במיוחד שלא תעכב את פס הייצור. גם אם יש 1,000 נקודות חשודות שצריך לבדוק - אנחנו יודעים לעבור על כולן בתוך דקות בודדות".
פועלים בסביבה מאוד קפדנית
את תוצרי פעילותה של חברת אפלייד מטיריאלס אנחנו פוגשים בלא ידיעתנו באין-ספור נקודות בחיי היום-יום שלנו. כבר למעלה מ-55 שנה שהחברה האמריקנית מייצרת מוצרים וציוד עבור יצרניות השבבים המובילות בעולם. למעשה, כמעט כל שבב בעולם עבר בתוך אחת המכונות המתקדמות של אפלייד. בין אם מדובר בשבבים פשוטים כמו אלו שניתן למצוא במכונות כביסה וצעצועים לילדים, או "שבבי העל" שמהווים את הבסיס לקדמה הטכנולוגית, אותם ניתן למצוא במחשבים אישיים, סמארטפונים, טאבלטים ועוד. אותם שבבים מתקדמים מאפשרים את השפע המודרני שאנחנו לוקחים כמובן מאליו.
אולם, ייצור של שבב הוא תהליך ארוך ומורכב שעשוי להימשך עד מספר חודשים. השבבים הנפוצים היום מורכבים מכמות אדירה של רכיבים. רוחבו של כל רכיב עשוי להגיע לננומטרים ספורים בלבד: קטן פי-מאה מכדורית דם אדומה בגופנו. הציוד והכלים שמפתחת אפלייד מטיריאלס מאפשרים את תהליך הייצור המדויק שעומד מאחורי מהפכת השבבים האדירה של השנים האחרונות.
"אנחנו פועלים בסביבה מאוד קפדנית", מדגיש זיו פריזט. "עולם ייצור השבבים הוא חגיגה של הנדסת חומרים במובן הכי מורכב שקיים: בפס הייצור אנחנו מוסיפים שכבות בעובי של אטום בודד, קודחים חורים ברוחב של 100 אטומים וממלאים אותם במתכת. כל מיקום של כל אטום מהותי לביצועי השבב וזה מדגיש ביתר שאת את חשיבות בקרת התהליך בזמן אמת. המוצרים שמפתחת אפלייד פועלים בתוך הסביבה המתוחכמת הזאת בצורה אוטומטית, ברמת דיוק אטומית, ובמהירות בלתי נתפסת.
"כאן בישראל מפותחים מוצרים לבקרת תהליך הייצור", הוא מוסיף. "בתחילתו של תהליך ייצור השבבים, סיליקון נכנס אל תוך קצה אחד של שרשרת הייצור ובסופו, כעבור מספר חודשים מהקצה השני יוצאים הרבה שבבים המוכנים לפעולה. כאמור, התהליכים בפס הייצור רגישים מאוד וכל חריגה, ולו הקלה ביותר, עלולה לפגוע משמעותית בביצועי השבב".
מגרש משחקים לפיזיקאים
אפלייד מטיריאלס ישראל היא מרכז הפיתוח הגדול ביותר של החברה מחוץ לארה"ב. השלוחה הישראלית ממוקמת בפארק המדע ברחובות ומעסיקה כ-2,300 עובדים - מספר שנמצא במגמת צמיחה בשנים האחרונות. מעבר לכך, לאפלייד שני מרכזים נוספים בקריית גת ובמגדל העמק בהם מספקים תמיכה ללקוחות. בחברה מתגאים בכך שכל פעילות השלוחה הישראלית, הכוללת פיתוח, ייצור, תמיכה ושיווק, מתקיימת בישראל.
הצוות שמעסיקה החברה בפארק המדע ברחובות כולל מגוון רחב של אנשי מקצוע מתחומים שונים. "אנחנו אחת מחברות התוכנה הגדולות בארץ, כאשר אנחנו מעסיקים כיום כ-500 אנשי תוכנה. בגלל העיסוק הרב-תחומי שלנו, אנחנו מעסיקים עובדים מתחומים מגוונים: אלגוריתמיקה ועיבוד תמונה, מכניקה, אלקטרוניקה ועוד הרבה התמחויות שונות", מפרט פריזט. "תחום ההתמחות שלנו רחב וכולל מיקרוסקופים אופטיים באורכי גל שונים, כמו גם מיקרוסקופים אלקטרוניים, ובהתאם מאפשר לפיזיקאים שלנו לעסוק ישירות בפיזיקה מעשית ותיאורטית. לא הרבה פיזיקאים בישראל זוכים לעבוד בצורה ישירה בתחום העיסוק שאותו למדו באקדמיה, עם ציוד, טכנולוגיה ומעבדות מתקדמות. בהרבה מובנים אפלייד היא מגרש משחקים חלומי לפיזיקאים. העבודה כאן מעניין לפחות כמו מחקר תיאורטי במעבדה, אבל נהנית גם מחיבור לתעשייה ועם מוצר אמיתי בקצהו".
פריזט מדגיש, כי אפלייד מטיריאלס ישראל היא יחידה עסקית עצמאית. "אנחנו מהווים חלק אינטגרלי מהחברה האמריקאית, עובדים בשיתוף פעולה מלא עימה ומבצעים פרויקטים משותפים רבים כדי לייצר סינרגיה וכדי ששני הגופים יעניקו ערך משמעותי אחד לשני. אבל הפתרונות שאנחנו מפתחים לא מוגבלים לאקו-סיסטם של מוצרי אפלייד ונמכרים במקרים רבים בנפרד מהם.
"לאורך השנה האחרונה הגדלנו משמעותית את שטחי המשרדים שלנו, את כמות העובדים ואת היקף רצפת הייצור", הוא מספר ומוסיף: "אנחנו ממשיכים לגייס בכמויות קטנות גם כעת עובדים במגוון תחומים, מהפיזיקאים במעבדות ועד אנשי תוכנה ומהנדסי אלקטרוניקה, על מנת להיערך לצמיחה בשנים הקרובות וכדי לחזק את הרגל הטכנולוגית של החברה. כלל התחזיות של גורמי המקצוע בתחום צופות, כי סקטור השבבים יניב הכנסות שנתיות בגובה טריליון דולר בעוד פחות מעשור. לא כל שנה תהייה שנת צמיחה, אבל הכיוון של שוק השבבים חיובי וברור, ואנחנו נערכים בהתאם".
האטה בביקושים והזרמת כספים לתעשייה
ככל שענף השבבים תופס נפח משמעותי יותר מהפעילות הכלכלית העולמית כך הוא הופך לפגיע יותר לתנודות בשוקי המניות. בטווח הקצר, ניתן לראות האטה בהיקפי הפעילות של תעשיית השבבים בשנה הקרובה. בין הגורמים העיקריים לכך ניתן למנות את תחילתו של מיתון בכלכלה העולמית וזינוק באינפלציה. "ירידה בהיקפי הפעילות בכלכלה העולמית משפיעה בטווח הקצר על תעשיית השבבים", מסביר פריזט. "מנגד, אנחנו יכולים להסתכל על השנה החולפת בגאווה ולראות שעל אף האתגרים הצגנו שנת שיא בהכנסות החברה ועלייה של 35% בהכנסות החטיבה הישראלית. הכלכלה העולמית כולה מתמודדת עם אינפלציה והאטה, אבל אני חושב שמכיוון שאפלייד גילתה אחריות ניהולית וצניעות גם כשהשוק היה בשיאו, ההשפעה עלינו פחותה".
גורם נוסף לטלטלה בשווקים הפיננסיים הוא מלחמות השבבים. לאחרונה החל הממשל האמריקני לפעול בדרכים דרסטיות על מנת למנוע זליגה של טכנולוגיות שבבים מתקדמות לידיים זרות. פריזט מסביר: "המבנה הדיגיטלי של שבבים הוא הבסיס לתחרות ולצמיחה בשוק העבודה ובכלכלה. יש להם אפקט עצום ורב-מימדי וזה יואץ בשנים הבאות. לכן, לא פלא שממשלות כל כך ממוקדות בסקטור הזה ומבצעות צעדים משמעותיים כדי להצמיח אותו.
"החלק החיובי בהתרחשויות האחרונות הוא ההזרמה של סכומי עתק בהשקעה בתעשיית השבבים מצד ארה"ב, אירופה וטאיוואן", הוא מוסיף. "בארה"ב הדבר נובע לא מעט מחוק השבבים והמדע שיזם הנשיא ביידן (CHIPS and Science Act) המיועד להזרים כ-280 מיליארד דולר לסקטור הטכנולוגיה האמריקאי. הרבה כסף זורם לשוק".
הכיוון החדש - טרנזיסטורים תלת-מימדיים
סמנכ"ל השיווק של אפלייד מטיריאלס ישראל רואה מגוון סיבות לאופטימיות עבור התעשייה ועבור החברה. "אחד הגורמים החיוביים ביותר עבור תעשיית השבבים הוא המעבר ההדרגתי לרכבים חשמליים, שיוצר ביקוש מאסיבי לשבבים ברכבים מתקדמים חדשים. בנוסף, המגמה למחשוב ענן ואימוץ גדל והולך של טכנולוגיות למידה עמוקה (Deep Learning) מייצרים אף הם ביקוש לשבבים מתקדמים - מעבדים וזיכרונות כאחד. גם המעבר העולמי לאנרגיה מתחדשת מסייע לצמיחה בביקושים. בסופו של דבר, אם נסתכל על תעשיית השבבים לפני עשר או 20 שנה – כולנו הכרנו שבבים בעיקר במחשב הביתי. היום אנחנו רואים שבבים מתקדמים יותר, שנמצאים בכל מקום בחיינו".
האופטימיות של פריזט נוגעת גם בכיוון העתידי של תעשיית השבבים. "במשך שנים היצרניות שיפרו את ביצועי השבבים באמצעות כיווץ ומזעור הרכיבים, אך בהרבה מובנים השבבים כיום הפכו לקטנים כל כך שהפיזיקה מגבילה את היכולת להמשיך למזערם. כתוצאה מכך, היום אנחנו רואים מעבר הדרגתי לשבבים תלת-מימדיים, הבנויים שכבה על גבי שכבה בדומה לגורדי שחקים, שמאפשרים לנצל את מימד הגובה כדי לשפר את ביצועי השבב. המעבר הזה יוצר אתגרים לבקרת תהליך הייצור באמצעות מיקרוסקופים אופטיים אוטומטיים המוגבלים ברזולוציה ועל כן מתקשים לתת מענה איכותי ומלא. כאן נכנסת טכנולוגיית ה-eBeam (קרן אלקטרונים), שדוחפת את התעשייה קדימה בזכות יכולתה לבצע מדידות בדיוק מירבי למבנים רב-מימדיים. אפלייד מובילה את השוק והרבה מכך בזכות הטכנולוגיות שלנו שדוחפות את התעשייה ומאפשרות ליצרניות השבבים להמשיך לשפר את ביצועי השבבים".
אפלייד מטיריאלס ישראל - תעודת זהות
השלוחה הישראלית היא חלק מאפלייד מטיריאלס העולמית, חברה אמריקאית הנסחרת בנאסד"ק עם הכנסות שנתיות של 25.79 מיליארד דולר (2022).
מספר העובדים בישראל: כ-2,300.
החברה גייסה כ-600 עובדים למשרות חדשות בשנתיים האחרונות.
מרכז הפיתוח והיצור הישראלי ממוקם ברחובות והוא מהווה את מרכז הפיתוח הגדול ביותר של החברה מחוץ לארה"ב.
לחברה שלוחות נוספות בקריית גת ובמגדל העמק.
אפלייד ישראל תרמה מעל 2.5 מיליון שקלים למגוון פרויקטים בקהילה ב- 2022.
בשיתוף אפלייד מטיריאלס
