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應用材料公司在矽谷設立加速半導體創新的研發平台

  • 吳冠儀台北

應用材料公司日前宣布一項深具里程碑意義的投資計劃:建造世界最大和最先進的半導體製程技術與製造設備合作研究開發中心。這座嶄新的「設備與製程創新暨商業化」(Equipment and Process Innovation and Commercialization, EPIC)中心將規劃作為高速創新平台的核心,目標在加速全球半導體和運算產業所需基礎技術的開發與商業化。

這座耗資數十億美元的設施將座落於應用材料公司的矽谷園區,提供業界無出其右的寬廣能力和規模,包括超過18萬平方英呎(超過三個美式足球場)、最先進的無塵室,用以促進晶片製造商、大學和生態系統夥伴之間的合作創新。全新EPIC中心為加速引進全新製造創新的步伐,預期能協助業界將技術從概念到商業化的所需時程縮短數年,同時還能提高全新創新技術的商業成功率,以及整個半導體生態系統的研發投資回報。

應用材料公司總裁暨執行長蓋瑞.迪克森(Gary Dickerson)表示,儘管半導體對全球經濟較諸以往更顯至關重要,半導體產業面臨的技術挑戰也變得更加複雜。而這項投資則提供了一個重新塑造全球產業合作方式的黃金佳機,為支持能源效率、高速運算的快速精進上,提供所需要的基礎性半導體製程和製造技術。

連接裝置大幅增加以及人工智慧的興起,提高了對晶片的需求,也為一兆美元的半導體市場帶來更多商機。但在滿足這些需求的同時,晶片製造商也面臨了必須維持創新步伐的重大挑戰。

「埃米世代」(angstrom era)的晶片製造需要新的基礎製造技術,但新技術的複雜度比目前使用的要高出千百倍以上。這種複雜性的增加不但提高研發和製造的成本,也延長了開發及藉由大量製造以商業化半導體技術所需的時間。其他的挑戰還包括產業所需技術人才的嚴重短缺,以及降低電子產業碳排放強度的迫切需要。

數十年來,晶片製造商一直倚賴基礎半導體技術的快速進步,來持續改善晶片效能、功率、單位面積、成本及上市時間。晶片製造商每年投入數十億美元,尋求在原子層級中創建、塑造、調整、分析、連接材料與結構的方式上,能夠推動新技術的轉折性發展。這些技術一旦開發出來,必須被驗證能夠在工業級設備中可靠、高成本效益地完成大量生產製造。

雖然這些技術的轉折持續推動著產業向前邁進,但面對高度複雜的工程挑戰,半導體產業必須導入新的研發途徑。傳統開發模式由材料工程設備和製程創新為起點,是一個序列式、各自分隔獨立的流程,沒有跨生態系統合作的中央樞紐。半導體產業需要以新模式打破傳統的孤島,建立更密集的協同合作網路,並提供更緊密的回饋循環,以提高創新速度並降低創新成本。

應材打造新EPIC中心的目標,在成為領先邏輯和記憶體晶片製造商與設備生態系統之間首要的合作平台。晶片製造商首次可以在設備供應商的設施中擁有自己的專屬空間,擴展其內部的試產線,並讓他們提早數月甚至數年,在自己廠內擁有同等級設備前,就能使用次世代的技術和機台。

這座平台也有望成為加快學術研究商業化的推手和強化未來半導體產業人才的培育管道的催化劑。

大學在構思新概念方面具備獨特的技能,但他們往往缺乏最先進的工業實驗室和硬體,因而阻礙了他們將想法轉化為商業實際應用的能力。應材的新平台可以為大學研究人員提供全面的工業規模能力,讓他們得以驗證想法,增加創新的成功率,並減少新技術商業化的時間和成本。

這項目標將透過雙管齊下的方式實現。大學研究人員可以在新的EPIC中心與業界專業人士一起進行研究,同時,應材也能與學術夥伴合作,在大學設施中建立工業品質的衛星實驗室網路。這套新方法植基於應材與頂尖工程學校既有的合作關係上,如亞利桑那州立大學,應材一直與大學教師及學生合作進行材料科學和半導體技術的研究。

亞利桑那州立大學校長柯若(Michael Crow)表示,當尋求在半導體製造、研究和開發領域重新取得全球領先地位時,全心投入以成為產業和國家的優勢資產。應用材料公司正以其卓越的領導地位,加速基礎製造技術的創新和商業化,而這些技術將定義未來晶片的製造方式。在這個不斷創新的過程中,亞利桑那州立大學將貢獻其研究專長,並協助建立攸關長期發展的未來創新和製造技術人才培育管道。