מארזים מתקדמים של שבבים הם שלב חיוני בתהליכי הייצור והתכנון של מכשירים אלקטרוניים מורכבים, ויש להם השפעה קריטית על הביצועים והיכולות של המכונית האוטונומית, לדוגמה. האריזה למעשה מאפשרת לאגד מספר רב של רכיבי חומרה זעירים בתוך מארז ולהפוך אותם למכשיר אלקטרוני אחד, והיא מהווה את השלב הסופי של תהליך הייצור.
במבט על, שיטת האריזה של השבבים והרכיבים השונים שמרכיבים את פרוסת הסיליקון, או לחלופין את המעגל המודפס, משפיעה על עוצמת הפעולה של הרכיבים, רמת הביצועים והעלות. ברמת המיקרו, היא משפיעה על הפונקציונליות של כל שבב ושבב. השפעה זו מתגלגלת, במוקדם או במאוחר, אל הצרכן ומשפיעה על הביצועים של המכשיר האלקטרוני וגם על העלות שלו.
השפעת משבר השבבים העולמי
בעולם המוליכים למחצה נהוג לומר, מזה זמן, כי חוק מור הגיע לקצה גבולות הפיזיקה והיום תהליכי הייצור מתקשים לרדת לרזולוציות מזעור שבבים של 1.5 ננומטר ופחות מזה. טכנולוגיות חדשניות בתחומים של מחשוב ענן, ביג דאטה, בינה מלאכותית, מובייל וכלי רכב חשמליים ואוטונומיים דורשות כוח מחשוב רב ותעשיית השבבים צריכה לתת מענה לדרישות שרק הולכות וגדלות.
בנוסף, משבר השבבים העולמי והגידול המשמעותי בביקושים למוצרי אלקטרוניקה גורם ללקוחות שלנו — יצרניות שבבים ומיקרו־אלקטרוניקה מן המובילות בעולם — לנסות לצופף רכיבים על גבי פרוסות הסיליקון במרחב הדו־ממדי. אלא שהדרישה לייצר מערכות זעירות יותר ומדויקות יותר מסבכת את העניינים. מזעור במישור הדו־ממדי מחייב רמת דיוק גבוהה יותר במדידה, ומהירות גבוהה יותר ברמת ניתוח האות ומעבר המידע.
הפתרון לאתגר זה טמון בשיטת המארזים המתקדמים (Advanced Packaging) או במילים אחרות — במעבר לארכיטקטורת תלת־ממד. המבנה הרב־קומתי מאפשר ליצור פתרונות שמתבססים על אופטימיזציה של מספר טכנולוגיות יחד. כך אפשר להרכיב על גבי פרוסת הסיליקון רכיבים שונים, כגון רכיב זיכרון, מעבדים ואחרים, הטובים מסוגם, גם אם פותחו על ידי יצרנים שונים.
בפועל, טכניקת המארזים המתקדמים מבוססת על הדבקה של שתיים־שלוש פרוסות סיליקון זו לזו ואף בנייה לגובה של שבבים בודדים, ברמה של מאות שכבות זו על גבי זו, משל היו המהנדסים משחקים בקוביות. ובניגוד לשיטות אריזה מיושנות, שיטה זו כוללת גם משנה סדורה של תהליכים ושיטות עבודה וכל אלו מתבטאים בסופו של דבר בגידול ניכר ברמת הביצועים של המכשיר.
להגדיל את הפונקציונליות
ההאטה בחוק מור משפיעה גם על ענף המעגלים המודפסים (PCB), ובמיוחד על יחידות ה-ICS (IC substrates), המהוות שכבה המחברת בין השבבים ללוחות המעגלים המודפסים. אם בעבר כל יחידה כזאת חיברה שבב אחד ללוח, היום באמצעות טכנולוגיית המארזים המתקדמים והמבנים ההטרוגניים כל יחידה יכולה להכיל מספר שבבים, מסוגים שונים (זיכרון, לוג'יק, אנטנה וכו'), וכך מתקבלת יחידה אחת עם פונקציונליות מאוד גבוהה.
חטיבת המעגלים המודפסים של KLA מספקת פתרונות ייצור ובדיקה למעגלים מתקדמים, ברוחב קו של עד 5 מיקרון, והלוחות המכילים את המארזים המתקדמים משמשים היום מרכזי נתונים ושרתים מדור 5, ומשפרים את הביצועים בתחומים המצריכים העברת כמויות גדולות של דאטה במהירות גבוהה. בעתיד אנו צופים כי יחידות מתקדמות יותר ישולבו גם במחשבים שולחניים מתקדמים, במחשבים ניידים, ברכב האוטונומי ועוד.
שוק של 24 מיליארד דולר
ממחקר של חברת Mordor Intelligence עולה כי היקף שוק המארזים המתקדמים מוערך ב–24 מיליארד דולר בקירוב, וצפוי לרשום גידול של 8% בקירוב ולהגיע ל–38 מיליארד דולר ב–2026. ברוח מגמה זו, KLA עובדת יד ביד עם השותפות הטכנולוגיות שלה על מנת לפתח את הפתרונות החדשניים שצריכים לעמוד בדרישות הדור הבא של המארזים המתקדמים. כחברה שממלאת תפקיד מרכזי באיכות המכשירים שמגיעים אלינו לידיים, KLA מספקת מכונות מתקדמות לבקרת תהליכים שמנטרות את כל שכבות פרוסות הסיליקון והשבבים ומאתרות באגים וחריגות באיכות הייצור של לקוחותיה. ובתחום השבבים והמיקרו־אלקטרוניקה, כידוע, יש אפס סובלנות לטעויות מכל סוג, שכן אלו יפגעו ישירות בביצועים של המכשירים של כל אחד מאיתנו.
מאחר שהגישה של מזעור ודחיסת כמות רבה של רכיבים על גבי פרוסת סיליקון אחת או מעגל מודפס אחד אינה זרה לתעשייה, ההתפתחות האבולוציונית מעולם דו־ממדי לעולם תלת־ממדי באמצעות טכנולוגיית המארזים המתקדמים היא אך טבעית. ואילו KLA, בזכות הסינרגיה בין החטיבות שלה אשר מאפשרת לה, לדוגמה במקרה זה, לתת מענה בתחום המארזים המתקדמים לשוק המוליכים למחצה ולשוק יחידות ה-ICS גם יחד, היא בין החברות היחידות בשוק אשר יכולות לתת ללקוחות הקצה פתרון מלא בראייה הוליסטית, וכך להוות שחקן מרכזי בתהליך הייצור של מארזים מתקדמים.
הכותבים הם מנהל חטיבת מדידות אופטיות וסמנכ"ל השיווק בחטיבת המעגלים המודפסים KLA
בשיתוף KLA
