Ke hoʻololi nei ka ʻoihana chip automotive
I kēia mau lā, ua kūkākūkā ka hui ʻenekinia semiconductor i nā ʻāpana liʻiliʻi, ka hoʻopili hybrid, a me nā mea hou me Michael Kelly, Hope Peresidena o ka chip liʻiliʻi a Amkor a me ka hui pū ʻana o FCBGA. Ua komo pū i ka kūkākūkā ʻana ʻo ASE mea noiʻi ʻo William Chen, Promex Industries CEO Dick Otte, a me Sander Roosendaal, R&D Luna o Synopsys Photonics Solutions. Aia ma lalo iho nā ʻāpana o kēia kūkākūkā.
No nā makahiki he nui, ʻaʻole i alakaʻi ka hoʻomohala ʻana i nā chips automotive i ka ʻoihana. Eia naʻe, me ka piʻi ʻana o nā kaʻa uila a me ka hoʻomohala ʻana i nā ʻōnaehana infotainment holomua, ua loli nui kēia kūlana. He aha nā pilikia āu i ʻike ai?
Kelly: Pono ka ADAS kiʻekiʻe (Advanced Driver Assistance Systems) i nā mea hana me kahi kaʻina hana 5-nanometer a i ʻole ka liʻiliʻi e hoʻokūkū ma ka mākeke. Ke komo ʻoe i ke kaʻina hana 5-nanometer, pono ʻoe e noʻonoʻo i nā kumukūʻai wafer, e alakaʻi i ka noʻonoʻo pono ʻana i nā hāʻina chip liʻiliʻi, no ka mea paʻakikī ke hana ʻana i nā chips nui ma ke kaʻina hana 5-nanometer. Eia hou, he haʻahaʻa ka hua, e hopena i nā kumukūʻai kiʻekiʻe loa. Ke hana nei me 5-nanometer a i ʻole nā kaʻina hana kiʻekiʻe, noʻonoʻo nā mea kūʻai aku i ke koho ʻana i kahi ʻāpana o ka chip 5-nanometer ma mua o ka hoʻohana ʻana i ka chip holoʻokoʻa, ʻoiai e hoʻonui ana i ka hoʻopukapuka ʻana i ke kahua paʻa. Hiki paha iā lākou ke noʻonoʻo, "He koho ʻoi aku ka maikaʻi o ke kumukūʻai e hoʻokō ai i ka hana i koi ʻia ma kēia ala, ma mua o ka hoʻāʻo ʻana e hoʻopau i nā hana āpau i kahi chip nui?" No laila, ʻae, ke nānā pono nei nā ʻoihana kaʻa kiʻekiʻe i ka ʻenehana chip liʻiliʻi. Ke nānā pono nei nā ʻoihana alakaʻi o ka ʻoihana i kēia. Ke hoʻohālikelike ʻia i ke kahua ʻikepili, ʻo ka ʻoihana kaʻa ma hope o 2 a 4 mau makahiki ma hope o ka hoʻohana ʻana i ka ʻenehana chip liʻiliʻi, akā maopopo ke ʻano o kāna noi ʻana i ka ʻoihana kaʻa. He kiʻekiʻe loa ka pono o ka ʻoihana kaʻa, no laila pono e hōʻoia ʻia ka hilinaʻi o ka ʻenehana chip liʻiliʻi. Eia nō naʻe, ʻoiaʻiʻo ke hele nei ka noi nui o ka ʻenehana chip liʻiliʻi i ke kahua automotive.
Chen: ʻAʻole au i ʻike i kekahi mau pilikia nui. Manaʻo wau e pili ana i ka pono e aʻo a hoʻomaopopo i nā koi hōʻoia kūpono i ka hohonu. Hoʻi kēia i ka pae metrology. Pehea mākou e hana ai i nā pūʻolo i kūpono i nā kūlana automotive koʻikoʻi? Akā he mea maopopo e ulu mau ana ka ʻenehana pili.
Ma muli o ka nui o nā pilikia wela a me nā paʻakikī e pili ana i nā ʻāpana multi-die, e loaʻa hou nā ʻano hoʻāʻo koʻikoʻi hou a i ʻole nā ʻano hoʻokolohua like ʻole? Hiki i nā kūlana JEDEC o kēia manawa ke uhi i nā ʻōnaehana hoʻohui?
Chen: Ke manaʻoʻiʻo nei au pono mākou e hoʻomohala i nā ʻano hana diagnostic e ʻike pono ai i ke kumu o nā hemahema. Ua kūkākūkā mākou i ka hoʻohui ʻana i ka metrology me nā diagnostics, a he kuleana ko mākou e noʻonoʻo pehea e kūkulu ai i nā pūʻolo ikaika hou aʻe, e hoʻohana i nā mea ʻoi aku ka maikaʻi a me nā kaʻina hana, a hōʻoia iā lākou.
Kelly: I kēia mau lā, ke hana nei mākou i nā noiʻi hihia me nā mea kūʻai aku, ka poʻe i aʻo i kekahi mea mai ka hoʻāʻo ʻana i ka pae ʻōnaehana, ʻoi aku ka hoʻāʻo ʻana i ka hopena wela ma nā hoʻokolohua papa hana, ʻaʻole i uhi ʻia i ka hoʻāʻo JEDEC. ʻO ka hoʻāʻo ʻana ʻo JEDEC he hoʻāʻo isothermal wale nō, e pili ana i ka "piʻi wela, hāʻule, a me ka hoʻololi wela." Eia nō naʻe, ʻoi aku ka mamao o ka hāʻawi ʻana i ka wela ma nā pūʻolo maoli mai ka mea i hana ʻia ma ka honua maoli. Makemake nā mea kūʻai aku e hana mua i ka hoʻāʻo pae ʻōnaehana no ka mea maopopo lākou i kēia kūlana, ʻoiai ʻaʻole ʻike nā kānaka a pau. He kuleana ko ka ʻenehana simulation ma ʻaneʻi. Inā akamai kekahi i ka hoʻohui ʻana i ka thermal-mechanical, ʻoi aku ka maʻalahi o ka nānā ʻana i nā pilikia no ka mea ʻike lākou i nā mea e nānā ai i ka wā hoʻāʻo. ʻO ka hoʻāʻo ʻana o ka pae ʻōnaehana a me ka ʻenehana simulation e hoʻokō kekahi i kekahi. Eia naʻe, aia nō kēia ʻano i ka wā mua.
He nui aku nā pilikia wela e hoʻoponopono ai i nā node ʻenehana makua ma mua o ka wā i hala?
Otte: ʻAe, akā i nā makahiki ʻelua i hala iho nei, ua ulu nui nā pilikia coplanarity. ʻIke mākou i 5,000 a 10,000 mau kia keleawe ma kahi puʻupuʻu, i hoʻokaʻawale ʻia ma waena o 50 microns a me 127 microns kaʻawale. Inā ʻoe e nānā pono i ka ʻikepili pili, e ʻike ʻoe ʻo ke kau ʻana i kēia mau kia keleawe ma ka substrate a me ka hoʻokō ʻana i nā hana hoʻomehana, hoʻoluʻu, a me reflow soldering e pono ai e hoʻokō ma kahi o hoʻokahi hapa i loko o hoʻokahi haneli kaukani coplanarity precision. Hoʻokahi hapa i loko o hoʻokahi haneli kaukani pololei e like me ka loaʻa ʻana o kahi lau mauʻu i loko o ka lōʻihi o kahi kahua pôpeku. Ua kūʻai mākou i kekahi mau mea hana Keyence kiʻekiʻe e ana i ka palahalaha o ka chip a me ka substrate. ʻOiaʻiʻo, ʻo ka nīnau e hiki mai ana pehea e hoʻomalu ai i kēia ʻano warping i ka wā o ka reflow soldering cycle? He pilikia koʻikoʻi kēia e pono e hoʻoponopono ʻia.
Chen: Hoʻomanaʻo wau i nā kūkākūkā e pili ana iā Ponte Vecchio, kahi i hoʻohana ai lākou i ka solder haʻahaʻa haʻahaʻa no ka noʻonoʻo ʻana i ka hui ma mua o nā kumu hana.
Ma muli o ka loaʻa ʻana o nā pilikia wela i nā kaapuni āpau e pili ana, pehea e hoʻohui ʻia ai nā photonics i kēia?
Roosendaal: Pono e hoʻokō ʻia ka simulation thermal no nā ʻano āpau, a he mea pono hoʻi ka unuhi ʻana kiʻekiʻe no ka mea ʻo nā hōʻailona e komo ana he mau hōʻailona kiʻekiʻe. No laila, pono e hoʻoponopono ʻia nā pilikia e like me ka hoʻohālikelike impedance a me ke kumu kūpono. Hiki ke loaʻa nā ʻanuʻu wela nui, aia i loko o ka make ponoʻī a i ʻole ma waena o ka mea i kapa ʻia ʻo "E" die (electrical die) a me ka "P" make (photon die). ʻIke wau inā pono mākou e ʻimi hohonu i nā ʻano wela o nā mea hoʻopili.
Hoʻoulu kēia i nā kūkākūkā e pili ana i nā mea hoʻopaʻa paʻa, kā lākou koho ʻana, a me ke kūpaʻa i ka manawa. Ua ʻike ʻia ua hoʻohana ʻia ka ʻenehana hoʻopaʻa hybrid i ka honua maoli, akā ʻaʻole i hoʻohana ʻia no ka hana nui. He aha ke kūlana o kēia ʻenehana i kēia manawa?
Kelly: Ke nānā nei nā ʻaoʻao a pau o ke kaulahao hoʻolako i ka ʻenehana paʻa hybrid. I kēia manawa, alakaʻi nui ʻia kēia ʻenehana e nā foundries, akā ke aʻo nui nei nā hui ʻo OSAT (Outsourced Semiconductor Assembly and Test) i kāna mau noi kālepa. Ua hoʻopaʻa ʻia nā ʻāpana hoʻopaʻa dielectric copper hybrid maʻamau. Inā hiki ke mālama ʻia ka maʻemaʻe, hiki i kēia kaʻina hana ke hana i nā ʻāpana ikaika loa. Eia nō naʻe, he kiʻekiʻe loa kona mau koi maʻemaʻe, a he kiʻekiʻe loa ke kumukūʻai o nā lako hana. Ua ʻike mākou i nā hoʻāʻo noi mua ma ka laina huahana Ryzen o AMD, kahi i hoʻohana ai ka hapa nui o ka SRAM i ka ʻenehana hoʻopaʻa keleawe keleawe. Akā naʻe, ʻaʻole au i ʻike i nā mea kūʻai aku e hoʻohana ana i kēia ʻenehana. ʻOiai aia ia ma nā papa kuhikuhi ʻenehana o nā ʻoihana he nui, me he mea lā he mau makahiki hou aʻe ia no nā suites e pili ana i nā lako e hoʻokō i nā koi hoʻomaʻemaʻe kūʻokoʻa. Inā hiki ke hoʻohana ʻia i loko o kahi hale hana me ka maʻemaʻe haʻahaʻa haʻahaʻa ma mua o ka hana wafer maʻamau, a inā hiki ke loaʻa nā kumukūʻai haʻahaʻa, a laila e loaʻa paha i kēia ʻenehana.
Chen: E like me kaʻu helu helu, e hōʻike ʻia ma kahi o 37 mau pepa e pili ana i ka hoʻopaʻa ʻana ma ka hui ECTC 2024. He kaʻina hana kēia e koi ai i ka ʻike nui a komo i ka nui o nā hana maikaʻi i ka wā o ka hui ʻana. No laila e ʻike maoli kēia ʻenehana i ka noi ākea. Aia kekahi mau hihia noi, akā i ka wā e hiki mai ana, e hoʻonui ʻia ma nā ʻano āpau.
Ke haʻi nei ʻoe i nā "hana maikaʻi," ke ʻōlelo nei ʻoe i ka pono o ka hoʻopukapuka kālā nui?
Chen: ʻOiaʻiʻo, aia ka manawa a me ka ʻike. Pono ka hana ʻana i kēia hana i kahi kaiapuni maʻemaʻe, kahi e pono ai ka hoʻopukapuka kālā. Pono pū kekahi i nā lako pili, kahi e koi ai i ke kālā. No laila ʻaʻole pili wale kēia i nā kumukūʻai hana akā hoʻokomo pū kekahi i nā hale hana.
Kelly: Ma nā hihia me kahi mamao o 15 microns a ʻoi aku paha, nui ka hoihoi i ka hoʻohana ʻana i ka ʻenehana wafer-to-wafer kia keleawe. ʻO ke kūpono, palahalaha nā wafers, a ʻaʻole nui loa ka nui o ka chip, e ʻae ana i ka reflow kiʻekiʻe no kekahi o kēia mau spacings. ʻOiai ke hōʻike nei kēia i kekahi mau pilikia, ʻoi aku ka liʻiliʻi o ke kumukūʻai ma mua o ka hana ʻana i ka ʻenehana hoʻopaʻa keleawe hybrid. Eia nō naʻe, inā he 10 microns a i ʻole ka haʻahaʻa o ke koi pololei, hoʻololi ke kūlana. ʻO nā hui e hoʻohana ana i ka ʻenehana chip stacking e hoʻokō i nā spacing micron helu hoʻokahi, e like me 4 a i ʻole 5 microns, a ʻaʻohe mea ʻē aʻe. No laila, e ulu ana ka ʻenehana pili. Eia nō naʻe, ke hoʻomaikaʻi mau nei nā ʻenehana i kēia manawa. No laila ke nānā nei mākou i nā palena e hiki ai i nā kia keleawe ke hoʻonui a inā paha e lōʻihi kēia ʻenehana no ka poʻe kūʻai aku e hoʻopaneʻe i nā hoʻolālā hoʻolālā āpau a me nā "kuleana" hoʻomohala ʻana i ka ʻenehana copper hybrid bonding ʻoiaʻiʻo.
Chen: E hoʻohana wale mākou i nā ʻenehana kūpono ke koi ʻia.
He nui nā mea hou i hoʻomohala ʻia i loko o ke kahua hoʻohuihui epoxy molding i kēia manawa?
Kelly: Ua hoʻololi koʻikoʻi nā mea hoʻohuihui. Ua hōʻemi nui ʻia kā lākou CTE (coefficient of thermal expansion), i mea e ʻoi aku ka maikaʻi no nā noi kūpono mai kahi hiʻohiʻona kaomi.
Otte: Ke hoʻi nei i kā mākou kūkākūkā mua, ʻehia ka nui o nā ʻāpana semiconductor i hana ʻia i kēia manawa me 1 a i ʻole 2 micron spacing?
Kelly: He hapa nui.
Chen: Ma lalo paha o 1%.
Otte: No laila ʻo ka ʻenehana a mākou e kamaʻilio nei ʻaʻole ia he mea nui. ʻAʻole ia i ka pae noiʻi, ʻoiai ke hoʻohana nei nā ʻoihana alakaʻi i kēia ʻenehana, akā he kumukūʻai a he haʻahaʻa nā hua.
Kelly: Hoʻohana nui ʻia kēia i ka helu helu hana kiʻekiʻe. I kēia mau lā, hoʻohana ʻia ia ʻaʻole wale ma nā kikowaena data akā i nā PC kiʻekiʻe a me kekahi mau mea paʻa lima. ʻOiai he liʻiliʻi kēia mau mea hana, loaʻa iā lākou ka hana kiʻekiʻe. Eia nō naʻe, ma ka pōʻaiapili ākea o nā kaʻina hana a me nā noi CMOS, ʻoi aku ka liʻiliʻi o kona ʻāpana. No nā mea hana chip maʻamau, ʻaʻohe pono e hoʻohana i kēia ʻenehana.
Otte: ʻO ia ke kumu kahaha ka ʻike ʻana i kēia ʻenehana i ke komo ʻana i ka ʻoihana kaʻa. ʻAʻole pono nā kaʻa i nā ʻāpana liʻiliʻi loa. Hiki iā lākou ke noho ma nā kaʻina hana 20 a i ʻole 40 nanometer, no ka mea, ʻoi aku ka haʻahaʻa o ke kumukūʻai no ka transistor i nā semiconductor ma kēia kaʻina.
Kelly: Eia nō naʻe, ʻo nā koi helu helu no ADAS a i ʻole kaʻa kaʻa kaʻawale like me nā PC AI a i ʻole nā mea like. No laila, pono ka ʻoihana kaʻa e hoʻokomo i kēia mau ʻenehana ʻokiʻoki.
Inā ʻelima mau makahiki ka pōʻaiapili huahana, hiki i ka hoʻohana ʻana i nā ʻenehana hou ke hoʻonui i ka pono no nā makahiki ʻelima?
Kelly: He kumu kūpono loa kēlā. He kihi ʻē aʻe ka ʻoihana kaʻa. E noʻonoʻo i nā mea hoʻoponopono servo maʻalahi a i ʻole nā mea hana analog maʻalahi i noho ʻia no 20 mau makahiki a haʻahaʻa loa ke kumu kūʻai. Hoʻohana lākou i nā ʻāpana liʻiliʻi. Makemake ka poʻe o ka ʻoihana kaʻa e hoʻomau i ka hoʻohana ʻana i kēia mau huahana. Makemake wale lākou e hoʻokomo i loko o nā polokalamu kamepiula kiʻekiʻe loa me nā ʻāpana liʻiliʻi liʻiliʻi a hiki ke hoʻohui iā lākou me nā chip analog haʻahaʻa haʻahaʻa, hoʻomanaʻo flash, a me nā pahu RF. No lākou, ʻoi aku ka manaʻo o ke kŘkohu puʻupuʻu liʻiliʻi no ka mea hiki iā lākou ke mālama i nā kumu kūʻai haʻahaʻa, kūpaʻa, nā ʻāpana hanauna kahiko. ʻAʻole lākou makemake e hoʻololi i kēia mau ʻāpana a ʻaʻole pono. A laila, pono lākou e hoʻohui i kahi pahu liʻiliʻi 5-nanometer kiʻekiʻe a i ʻole 3-nanometer e hoʻokō i nā hana o ka ʻāpana ADAS. ʻOiaʻiʻo, ke hoʻohana nei lākou i nā ʻano ʻāpana liʻiliʻi i loko o kahi huahana. ʻAʻole like me ka PC a me nā kahua hoʻopili helu, ʻoi aku ka nui o nā noi ʻokoʻa o ka ʻoihana kaʻa.
Chen: Eia kekahi, ʻaʻole pono e hoʻokomo ʻia kēia mau pahu ma ka ʻaoʻao o ka mīkini, no laila ʻoi aku ka maikaʻi o nā kūlana kaiapuni.
Kelly: He kiʻekiʻe loa ka mahana o ke kaiapuni i nā kaʻa. No laila, ʻoiai ʻaʻole kiʻekiʻe loa ka mana o ka chip, pono ka ʻoihana kaʻa e hoʻolilo i kekahi kālā i nā hoʻonā hoʻokele wela maikaʻi a hiki paha ke noʻonoʻo e hoʻohana i ka indium TIM (thermal interface material) no ka mea paʻakikī loa nā kūlana kaiapuni.
Ka manawa hoʻouna: Apr-28-2025