SemIsrael Blogs

No-one really knows what is going on inside SoCs; no-one really knows how systems-on-chip operate as a system

There’s a crisis going on in the chip industry. SoC architects, developers and EDA companies will deny it, but it’s a crisis nevertheless.

The fact is that today’s SoCs are so complicated that no-one – and I mean no-one – truly understands how they work. And this is despite billions of dollars spent every year on design, verification, EDA, shuttles and re-spins.

How did we get to this parlous state in the first place?

בסוף שנות ה- 90, כשיצאה לשוק מכונת ה-SEMVision הראשונה לגילוי אוטמטי של פגמים על פרוסות סיליקון, גודל קריטי מינימלי של פגם (Defect) עמד על כמה מאות ננומטרים. כיום, עם המשך המיזעור של המעגלים החשמליים על שבבי הסיליקון, הגודל הקריטי כבר נושק ל-10 ננומטר! תהליך מיזעור זה מגדיל באופן משמעותי את האתגרים הניצבים בפני מכונת ה-SEM הנדרשת לגלות את אותם פגמים.

לקריאת הבלוג המלא

האם ידעתם שבמערכות שאפלייד מטיריאלס מוכרת ללקוחותיה, משובצות מערכות HPC – High Performance Computing, המכילות עשרות עד מספר אלפי מעבדים/ליבות? אז עולה השאלה – מדוע יש צורך בעוצמת מחשוב כה גדולה?

בפוסט זה אענה על שאלה זו, אשר גם דנתי בה החודש בכנס Israel Software developer conference, אשר עסק בין היתר במחשוב מקבילי ואופטימיזציה של ביצועים, בפרט במערכות עיבוד תמונה. בנוסף, נעסוק בנושאי תוכנה וחומרה בהקשר של מחשוב מקבילי, שהוא רק חלק אחד ממספר רב של דיסציפלינריות תוכנה, המשולבות במערכות שלנו.

לקריאת הבלוג המלא

תמונת TEM זו שנלקחה במרכז מידן לטכנולוגיה באפלייד מטיריאלס מראה סדרה של תעלות בגודל 20 ננומטר. המבנים הקטנים האלה, כ 1/5000 מקוטר של שיערה אנושית ממוצעת, זהים למוליכים שישמשו לחיבור מיליארדי טרזיסטורים בשבבים של הדור הבא. אתם יכולים לראות שכל מבנה כזה ממולא חלקית בנחושת, עד לבסיסו, ללא רווחים וחורים. הישג זה הוגשם באמצעות טכנולוגיית הזרמת הנחושת (copper reflow) המהפכנית של אפלייד. כדי להבין איך זה עובד, צפו בסרטון הזה.

applied TEM 27 6 2013

מה כל זה אומר? החשיבות בתמונה הזו היא בעובדה שהיא מאמתת את היכולת של טכנולוגיית הזרמת הנחושת החדשה לקדם את טכנולוגיות ייצור שכבות המוליכים (interconnect) אל מתחת לרף ה-20 ננומטר. ללא טכנולוגיית ההזרמה, זו משימה קשה עד בלתי אפשרית לייצר חיווט נחושת איכותי ונטול חורים, עבור התעשייה שמתקדמת לטכנולוגיה חד-ספרתית. למה זה משנה? מכיוון שברמות מתקדמות אלה, חור קטן יחיד בכ-100 ק"מ של חיבורים הנדרשים לחבר מיליארדי טרנזיסטורים בשבב בודד, עלול להפוך את השבב לחסר תועלת לחלוטין.

לקריאת הבלוג המלא

שיתוף פעולה של חברות ישראליות בהובלת חברת אפלייד מטריאלס, ותמיכת המדען הראשי, אפשרו קבלת תמיכה אירופאית מסיבית (30 מיליון יורו) לתוכנית פיתוח ישראלית של מכונות בקרת ייצור פרוסות סיליקון בקוטר 450 מ"מ. שבבי המחשב הקיימים בטלפונים הניידים, במצלמות, במחשבים השונים, במערכות בקרה ברכב, בצעצועי ילדים וכמעט בכל מוצר סביבנו, מיוצרים על גבי פרוסות סיליקון שטוחות בתהליך מורכב של מיזעור גאומטרי ויצירת מבנים בגדלים ננו מטריים (מיליוניות המילימטר) המהווים את יחידת המחשוב או זיכרון בסיסית.

The Internet of things (IOT) will create $14 trillion dollars in business opportunities according to Cisco. Unless you are a government accumulating debt, most of us think that’s a big number—and a big opportunity. The much quoted “50 billion connected devices to the Internet by 2020” forecast is the impetus driving companies in all parts of the ecosystem including infrastructure, applications, services, systems, and semiconductors to position themselves for a share of this market.

As engineers, we view transaction protocols as simply a language to be able to communicate information from one block of system-on-chip (SoC) IP to another block. However, if you look at transaction protocols from an economics framework you see there’s much more to it. With the past interconnect fabrics dominated by crossbars and hierarchal busses, the choice of the IP transaction protocol created a humongous switching cost.

Background
A modern Yield Management System (YMS) needs to support teams of engineers often located in
different continents working together to quickly make decisions which will stand the test of time.
Critical members of the team could be in the foundry.
MFG Vision Ltd has developed a product called yieldHUB which simplifies such co-operation and
collaboration, both within a company and with foundries. It supports real-time decision making,
thus accelerating the enhancement of yield, quality and reliability.

SoC design continues to challenge semiconductor and system companies in their pursuit to create a better user experience for a wide range of products. Given this, I was pleasantly surprised to see that two of the “Ten technologies that will change the world in 2013,” according to EETimes (December 2012 issue) were SoC-related.

  פוטוליטוגרפיה photolithography היא תהליך חוזר ונישנה במהלך ייצור המוני של שבבים המשמשים כיחידות עיבוד נתונים וזיכרונות במחשבים וגדג'טים למיניהם. באמצעות הפוטוליטוגרפיה מועברת תמונת השבב שנוצרה מתיכנונו האלקטרוני אל פרוסות הסיליקון (וויפרים wafers).

ניתן להתייחס לפוטוליטוגרפיה כנידבך נוסף של מהפכת השיעתוק שהחלה במאה ה 18 ושנועד בעיקרו לייצור המוני של העתקים מדוייקים של טקסטים, תמונות וכ"ב.

להמשך קריאת הבלוג המלא
Page 1 of 4