Międzynarodowy plan technologiczny dla półprzewodników

International Technology Roadmap for Semiconductors ( ITRS ) to zbiór dokumentów opracowanych przez grupę ekspertów z branży półprzewodnikowej . Eksperci ci są przedstawicielami organizacji sponsorujących, do których należą Semiconductor Industry Associations z Tajwanu , Korei Południowej , Stanów Zjednoczonych, Europy, Japonii i Chin. Od 2017 r. ITRS nie jest już aktualizowany. Jego następcą jest International Roadmap for Devices and Systems .

Dokumenty zawierały zastrzeżenie: „ITRS został opracowany i przeznaczony wyłącznie do oceny technologii i nie uwzględnia żadnych względów handlowych dotyczących poszczególnych produktów lub sprzętu”.

Dokumenty przedstawiają najlepszą opinię o kierunkach badań i perspektywach czasowych do około 15 lat w przyszłość dla następujących obszarów techniki:

Sterowniki/projekt systemu
Sprzęt testowy i testowy
Procesy frontendowe
Integracja procesów, urządzenia i struktury
Technologie częstotliwości radiowych i sygnałów analogowych/mieszanych
Systemy mikroelektromechaniczne (MEMS)
Fotolitografia
Interkonekty IC
Integracja fabryczna
Montaż i pakowanie
Środowisko, bezpieczeństwo i zdrowie
Poprawa wydajności
Metrologia
Modelowanie i symulacja
Nowe urządzenia badawcze
Pojawiające się materiały badawcze

Historia

Skonstruowanie układu scalonego lub dowolnego urządzenia półprzewodnikowego wymaga szeregu operacji — fotolitografii, trawienia, osadzania metalu i tak dalej. W miarę rozwoju przemysłu każda z tych operacji była zwykle wykonywana przez wyspecjalizowane maszyny zbudowane przez różne firmy handlowe. Ta specjalizacja może potencjalnie utrudnić rozwój branży, ponieważ w wielu przypadkach wprowadzanie nowego produktu przez jedną firmę nie przynosi korzyści, jeśli inne niezbędne kroki nie są dostępne w tym samym czasie. Pomóc w tym może mapa drogowa technologii, dająca wyobrażenie o tym, kiedy będzie potrzebna określona zdolność. Następnie każdy dostawca może wybrać tę datę dla swojego elementu układanki.

Wraz ze stopniową eksternalizacją narzędzi produkcyjnych na rzecz dostawców specjalistycznego sprzętu, uczestnicy zidentyfikowali potrzebę jasnego planu działania, aby przewidywać ewolucję rynku oraz planować i kontrolować potrzeby technologiczne produkcji układów scalonych. Przez kilka lat Stowarzyszenie Przemysłu Półprzewodnikowego (SIA) powierzało tę odpowiedzialność za koordynację Stanom Zjednoczonym, co doprowadziło do stworzenia amerykańskiej mapy drogowej, National Technology Roadmap for Semiconductors (NTRS).

Pierwsza mapa drogowa dotycząca półprzewodników, opublikowana przez SIA w 1993 r.

W 1998 roku SIA zbliżyła się do swoich europejskich, japońskich, koreańskich i tajwańskich odpowiedników, tworząc pierwszą globalną mapę drogową: The International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS). Ta międzynarodowa grupa liczy (od edycji 2003) 936 firm, które były zrzeszone w grupach roboczych w ramach ITRS. Organizacja została podzielona na Techniczne Grupy Robocze (TWG), których liczba ostatecznie wzrosła do 17, z których każda skupiała się na kluczowym elemencie technologii i powiązanego łańcucha dostaw. Tradycyjnie mapa drogowa ITRS była aktualizowana w latach parzystych, aw latach nieparzystych całkowicie korygowana.

Ostatnia wersja mapy drogowej ITRS została opublikowana w 2013 roku . Metodologia i fizyka stojąca za wynikami skalowania dla tabel z 2013 r. została opisana w projekcji mapy drogowej tranzystorów przy użyciu predykcyjnego pełnopasmowego modelowania atomistycznego, które obejmuje tranzystory MOSFET z podwójną bramką na przestrzeni 15 lat do 2028 r.

Wraz z ogólnie uznanym wygaśnięciem prawa Moore'a i wydaniem przez ITRS w 2016 r. ostatecznego planu działania, rozpoczęto nową inicjatywę dotyczącą bardziej ogólnego planu działania w ramach inicjatywy IEEE Rebooting Computing , nazwanej International Roadmap for Devices and Systems (IRDS).

ITRS 2.0

W kwietniu 2014 r. komitet ITRS ogłosił, że dokona reorganizacji planu działania ITRS, aby lepiej odpowiadał potrzebom branży. Plan zakładał zebranie wszystkich elementów zawartych w 17 technicznych grupach roboczych i przypisanie ich do siedmiu głównych tematów:

Integracja systemu

Jest to temat skoncentrowany na projektowaniu, który bada architektury i sposoby integracji heterogenicznych bloków.

Łączność z systemami zewnętrznymi

Skupia się na technologiach bezprzewodowych , sposobie ich działania i wyborze najlepszego rozwiązania.

Heterogeniczna integracja

Nacisk zostanie położony na integrację oddzielnie produkowanych technologii w nowym urządzeniu, tak aby działały one lepiej niż poszczególne elementy osobno - przy jednoczesnym uwzględnieniu komponentów, takich jak kamery i mikrofony.

Komponenty heterogeniczne

Koncentruje się na różnych urządzeniach, które tworzą systemy heterogeniczne, takie jak MEMS , urządzenia do wytwarzania energii i czujniki.

Poza CMOS

Nacisk kładziony jest na urządzenia, które dostarczają elektronikę, ale nie są oparte na CMOS , takie jak spintronika , memrystory i inne.

Więcej Moore

Ponieważ wciąż jest wiele do zrobienia, ta grupa zajmie się dalszym zmniejszaniem CMOS.

Integracja fabryczna

Nacisk zostanie położony na nowe narzędzia i procesy umożliwiające heterogeniczną integrację wszystkich tych rzeczy.

Rozdziały na każdy temat zostały opublikowane w 2015 roku.

^ Gargini, P. (2000). „Międzynarodowy plan technologiczny dla półprzewodników (ITRS): przeszłość, teraźniejszość i przyszłość” . 22. doroczne sympozjum układów scalonych z arsenkiem galu (GaAs IC) . IEEE. s. 3–5. doi : 10.1109/GAAS.2000.906261 .
^ Schaller, RR (2004). Innowacje technologiczne w branży półprzewodników: studium przypadku międzynarodowej mapy drogowej technologii dla półprzewodników (ITRS) (PDF) (doktorat). Uniwersytet George’a Masona.
^ Schaller R. (2001). „Innowacje technologiczne w branży półprzewodników: studium przypadku międzynarodowego planu działania technologii dla półprzewodników (ITRS)”. Zarządzanie inżynierią i technologią, 2001. PICMET'01. Portland Międzynarodowa Konferencja nt . Tom. 1. IEEE. P. 195. doi : 10.1109/PICMET.2001.951917 . Artykuł podsumowujący tezę o tym samym tytule.
Bibliografia _ Seidel, TE (1995). „Krajowe mapy drogowe technologii: doświadczenia z półprzewodnikami w USA”. Technologia półprzewodnikowa i układy scalone, 1995 4. Międzynarodowa Konferencja nt . IEEE. s. 211–220. doi : 10.1109/ICSICT.1995.500069 .
^ Waldner, Jean-Baptiste (2007). Nanokomputery i inteligencja roju . Londyn: ISTE . s. 50–53. ISBN 978-1-84704-002-2 .
^ ^b ^von Trapp, Francoise. „Wywiad wykonawczy: Bill Bottoms mówi o przebudowie mapy drogowej ITRS” . 3D InCites . 3D InCites . Źródło 14 kwietnia 2015 r .
^ Ogłoszenie o uruchomieniu IRDS 4 maja 2016 r
^ Raporty ITRS 2.0
^ Rozdziały ITRS 2.0

Dalsza lektura

Bennett, Herbert S. (styczeń – luty 2007). „Czy przyszłe potrzeby pomiarowe przemysłu półprzewodnikowego zostaną zaspokojone?” (PDF) . Journal of Research Narodowego Instytutu Standardów i Technologii . 112 (1): 25–38. doi : 10.6028/jres.112.002 . PMC 4654602 . PMID 27110452 . Zarchiwizowane od oryginału (PDF) w dniu 17.10.2011.
Esmaeilzadeh, H.; Blem, E.; Amant, RS; Sankaralingam, K.; Burger, D. (2011). „Ciemny krzem i koniec skalowania wielordzeniowego” (PDF) . 2011 38. doroczne międzynarodowe sympozjum na temat architektury komputerów (ISCA) . s. 365–376. CiteSeerX 10.1.1.210.8363 . ISBN 9781450304726 .

Linki zewnętrzne

Oficjalna strona itrs2
Lustro oryginalnej strony na Archive.org
Roczne raporty ITRS

[1] Gargini, P. (2000). „Międzynarodowy plan technologiczny dla półprzewodników (ITRS): przeszłość, teraźniejszość i przyszłość” . 22. doroczne sympozjum układów scalonych z arsenkiem galu (GaAs IC) . IEEE. s. 3–5. doi : 10.1109/GAAS.2000.906261 .

[2] Schaller, RR (2004). Innowacje technologiczne w branży półprzewodników: studium przypadku międzynarodowej mapy drogowej technologii dla półprzewodników (ITRS) (PDF) (doktorat). Uniwersytet George’a Masona.

[3] Schaller R. (2001). „Innowacje technologiczne w branży półprzewodników: studium przypadku międzynarodowego planu działania technologii dla półprzewodników (ITRS)”. Zarządzanie inżynierią i technologią, 2001. PICMET'01. Portland Międzynarodowa Konferencja nt . Tom. 1. IEEE. P. 195. doi : 10.1109/PICMET.2001.951917 . Artykuł podsumowujący tezę o tym samym tytule.

[4] Bibliografia _ Seidel, TE (1995). „Krajowe mapy drogowe technologii: doświadczenia z półprzewodnikami w USA”. Technologia półprzewodnikowa i układy scalone, 1995 4. Międzynarodowa Konferencja nt . IEEE. s. 211–220. doi : 10.1109/ICSICT.1995.500069 .

[5] Waldner, Jean-Baptiste (2007). Nanokomputery i inteligencja roju . Londyn: ISTE . s. 50–53. ISBN 978-1-84704-002-2 .

[vonTrapp2015-6] von Trapp, Francoise. „Wywiad wykonawczy: Bill Bottoms mówi o przebudowie mapy drogowej ITRS” . 3D InCites . 3D InCites . Źródło 14 kwietnia 2015 r .

[IRDS-7] Ogłoszenie o uruchomieniu IRDS 4 maja 2016 r

[8] Raporty ITRS 2.0

[9] Rozdziały ITRS 2.0

Produkcja urządzeń półprzewodnikowych

Skalowanie MOSFET ( węzły procesowe )
0 10 µm – 1971 00 6 µm – 1974 00 3 µm – 1977 1,5 µm – 1981 r 00 1 µm – 1984 800 nm – 1987 r 600 nm – 1990 r 350 nm – 1993 r 250 nm – 1996 r 180 nm – 1999 r 130 nm – 2001 r 0 90 nm – 2003 r 0 65 nm – 2005 r 0 45 nm – 2007 r 0 32nm – 2009r 0 22 nm – 2012 r 0 14 nm – 2014 r 0 10 nm – 2016 r 00 7 nm – 2018 00 5 nm – 2020 00 3 nm – 2022
Przyszłość 00 2 nm ~ 2024
Półwęzły Gęstość CMOS Urządzenie ( wielobramkowe ) Prawo Moore'a Liczba tranzystorów półprzewodnikowy Przemysł Nanoelektronika