Anonim

"De wereld beweegt in een duizelingwekkend tempo vanwege de kracht van interconnectie, " zegt Dave Bell, CEO van Intersil, "de kracht van smartphones betekent dat mensen kunnen zien wat er in hun eigen land gebeurt, wat voorheen door regeringen zou zijn onderdrukt."

"Het is de eerste keer in de geschiedenis dat er is gebeurd - en dat is de afgelopen maanden ook gebeurd", zegt Bell, "het is een spannende tijd om in de industrie te zitten die er middenin zit - halfgeleiders."

De enabler

n

De vier belangrijkste elementen waarmee mensen overal ter wereld afbeeldingen en videoclips kunnen communiceren, zijn smartphones, 3G-verbindingen, datacenters waarmee beelden op grote schaal kunnen worden opgeslagen en breedbandtoegang. En de enabler van alle vier elementen is halfgeleiders.

"De geest is uit de fles, " zei Bell, "mensen krijgen hun informatie uit grassroots bronnen. Nieuwszenders zoals CNN en Fox moeten vertrouwen op internetbronnen of het risico lopen achterop te raken. ”

Nu de wet van Moore er nog tien jaar goed uitziet, zegt Bell, zal het tempo van wereldwijde politieke verandering toenemen. De vooruitgang van de wet van Moore langs het nanometer-pad zal echter niet zonder problemen worden bereikt, zegt Ravi Subramanian, CEO van Berkley Design Automation.

Subramanian begint op macroniveau en wijst erop dat waar het BBP op zijn snelst in de wereld groeit, het inkomen per hoofd van de bevolking het laagst is.

"In de komende drie of vier decennia zullen mensen met een inkomen van $ 6.000 tot $ 30.000 dramatisch toenemen, " zegt Subramanian. Hij denkt dat deze groei in dit decennium een ​​piek zal bereiken en in het volgende decennium in India. "Elke dag worden 170 mensen lid van de middenklasse", zegt hij.

Prijs punten

Het gevolg van dit alles, zei Subramanian, is dat: "Elektronicabedrijven pushen prijspunten in opkomende economieën die platforms naar diepe sub-nanometer knooppunten duwen."

Subramanian wijst erop dat 80% van de inkomsten van de industrie afkomstig zijn van 90 nm delen en lager, waarbij de industrie zich in twee groepen splitst: die bedrijven die de hoge marges van ASSP's met gemengd signaal kunnen beheersen; en de catalogusspelers. Er zijn echter, aldus Subramanian, technische knelpunten die aandacht behoeven.

Ten eerste, hoge snelheid I / O - zoals USB, SerDes en HDMI; ten tweede, klokken - PLL's, DLL's en meerdere PLL's op een chip plaatsen; ten derde, geheugeninterfaces - NAND gaat van tientallen Mbits / sec naar Gbits / sec vanwege de noodzaak om video te verwerken; en ten vierde, knelpunten in RF-prestaties.

Het grootste obstakel om deze problemen te overwinnen, is de toenemende moeilijkheid om te schalen, zegt Subraiman, die nu het punt heeft bereikt waarop fysieke effecten beginnen te domineren, met de belangrijkste problemen waarmee ontwerpers te maken krijgen, lawaai, mismatch, variabiliteit en parasieten.

Naarmate 2D-schaalvergroting moeilijker en duurder wordt, neemt de druk om naar 3D IC's te verplaatsen toe.

"Meer en meer IC's zullen vanwege de kosten naar de derde dimensie gaan", zegt Wally Rhines, CEO van Mentor, "op 20 nm is er veel discussie over de kosten van dubbel patroon. De traditionele regel dat er gemiddeld 15% minder waferkosten per lithografie-generatie zijn, wordt waarschijnlijk overtreden, en misschien zal een verandering in lithografie de kosten van een wafer niet verlagen. Dus de verticale dimensie zal de plaats innemen van 2D-schaling. ”

Rhines denkt dat het de komende twee tot drie jaar gebruikelijker zal zijn om zogenaamde 2.5D-IC's te gebruiken waarbij meerdere dobbelstenen met elkaar worden verbonden door een interposer - vaak in een zij-aan-zij configuratie.

Over vijf jaar zullen echter echte 3D-IC's worden gebruikt - waarbij die worden gestapeld met de verbindingen die worden gemaakt door via-gaten via's (ook wel via siliconen-via's of TSV's genoemd) - worden gebruikt.

Innovative Micro Technology (IMT) uit Santa Barbara, Californië doet zowel 2.5D IC-verpakkingen met behulp van interposers om de dobbelsteen te verbinden, als 3D IC-verpakking met TSV's op gestapelde dobbelsteen.

"TSV's worden steeds belangrijker - we hebben ze al een tijdje ondersteund", zegt Craig Trautman vice-president bedrijfsontwikkeling bij IMT.

IMT zegt dat het de grootste pure-play MEMS-gieterij in Amerika is en beweert meer MEMS-schakelaars te hebben gemaakt, op 62 miljoen, dan de rest van de MEMS-fabrikanten ter wereld samen.

Met MEMS-sensoren en -actoren die vorig jaar een markt beheersen ter waarde van $ 6, 2 miljard, volgens IC Insights, wordt dit nu een belangrijk deel van de $ 300 miljard halfgeleidermarkt.

IMT maakt een aantal best-in-class claims voor zijn MEMS-processen. Het beweert de meest nauwkeurige MEMS ter wereld te hebben gemaakt door gaten van 1 m op een chip met een pitch van 22 nm te plaatsen; het zegt dat het 's werelds snelste MEMS heeft gemaakt met een apparaat van 0 tot 1, 4 meter / sec tot 0 in 15 microseconden; het zegt dat het 's werelds meest gevoelige MEMS heeft gemaakt - een attogram-massasensor met een Q-factor van> 10.000; het zegt dat het 's werelds meest nauwkeurige navigatieapparaat heeft gemaakt met gyros (<1º / uur drift) sensoren voor kompassen; en het beweert de meest complexe MEMS ter wereld te hebben gemaakt met een stapel van 4 en 5 wafeltjes, reflecterende en refractieve optica aan boord, 3D-microfluidica, magnetisch aangedreven actuatoren en een reeks materialen.

"We zijn niet zomaar een gewone gieterij", zegt Trautman. Met de Universiteit van Santa Barbara werkt het samen om celtherapietechnologie te ontwikkelen - met behulp van deeltjesmeting met een Q-factor> 10.000 om bacteriën zoals e-coli of kankercellen te detecteren die vervolgens kunnen worden gebruikt om aangepaste behandelingen te bedenken.

IMT heeft andere technologieën ontwikkeld, zoals microfluïdica, micropompen, actieve medische verbanden en andere, maar gebruikt deze niet om zelf producten te maken, maar is bereid een licentie te verlenen voor zijn technologie.

MEMS

De grote groei is dat MEMS afkomstig is van de consumentenmarkt, die $ 1, 5 miljard waard is, maar groeit met 18% CAGR, volgens VTI Technologies, de Finse MEMS-specialist, die een overstap naar de consumentenmarkt voorbereidt.

Gyroscopen zijn het snelst groeiende segment binnen de consumentenmarkt en naar verwachting zullen MEMS-oscillatoren de hoogste marktwaarde hebben in 2015.

VTI, dat vorig jaar ongeveer $ 100 miljoen aan inkomsten had, heeft naam gemaakt in low-g versnellingsmeters, de nummer 1 leverancier van low-g versnellingsmeters voor gebruik in de auto-industrie en de nummer 1 leverancier van low-g versnellingsmeters voor pacemakers.

Tot nu toe heeft VTI in eigen huis geproduceerd, maar voor de consumentenmarkt zal het bedrijf naar een Aziatische gieterij gaan om toegang te krijgen tot acht inch-wafels. De eigen productie vindt plaats op zes inch wafels.

VTI's producten voor de MEMS-consumentenmarkt zijn versnellingsmeters, gyroscopen en timingapparaten voor producten zoals bewegingsdetectoren, bedieningsapparatuur voor gebruikersinterfaces, GPS-verbetering, snelheid- en afstandsmetingen voor wandelen en hardlopen, activiteitscontrole en calorieverbruik.

Drie-assige gyroscopen zijn een grote en snelgroeiende markt die wordt gebruikt in alle tablets, Nintendo-spelconsoles en top-end smartphones zoals iPhone, Samsung Nexus en LG Optimus.

Andere MEMS-apps, zoals kleine 'pico-projectoren' voor mobiele telefoons en miniatuuractuators voor autofocus in camera's, kunnen aanslaan.