JAXA 및 AIST는 소규모 생산 시스템 (로투스 바카라 팹)의 사용에 대한 공동 연구를 수행하고 있으며 (그림 1), 로투스 바카라한의 팹과 통합 된 회로를 우주 사용과 함께 제조 할 수 있음을 세계에서 처음으로 입증했습니다
AIST는 Technology 2018 (그림 2)이라는 로투스 바카라한의 SOI-CMOS 2 계층 알루미늄 배선 공정을 개발했습니다 이 기술 2018 프로세스에 필요한 모든 개별 기술 정보 및 프로세스 시퀀스는 디지털화되었으며 제조업체가 모든 장치를 완전히 자동으로 작동시킬 수있는 우수한 기능입니다
JAXA는 많은 우주선 개발에 축적 된 통합 회로의 설계 및 제조에 축적 된 지식을 사용하여 1000 개의 트랜지스터 크기 (4 비트)의 통합 회로를 만들 수있었습니다시프트 레지스터 (참고 3)및I/O 회로 (참고 4))는 Technology 2018 (그림 3)을 사용하여 설계 및 프로토 타입을 위해 회로의 정상적인 작동을 확인했습니다 (그림 4)
이 결과는 로투스 바카라 팹 시스템의 효과를 확인하여 짧은 시간 내에 우주선을위한 소규모 대형 통합 회로를 생산할 수 있습니다 앞으로는 실질적인 용도를 고려할 것입니다
AIST는 AIST를 대상으로하는 로투스 바카라 팹을 사용합니다iot (주 5)우리는 장치의 실현을 포함하여 광범위한 산업 분야에 로투스 바카라한의 팹을 적용하기 위해 애플리케이션 개발을 가속화 할 것입니다
일반적으로 인공 위성과 같은 우주선에 사용되는 통합 회로의 양은 항공기 당 몇 ~ 100 대의 순서입니다 매년 수백만 대의 대량 생산이 필요한 소비자 장비 시장을 대상으로하는 기존의 반도체 제조 방법은 칩 당 매우 높은 비용이 발생하므로 우주선에는 매우 작은 장치 공급 시스템이 필요합니다
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결과적으로 대량으로 생산되지 않을 장치는 우주 개발뿐만 아니라 장치 종에 걸쳐 개발 또는 제조가 불가능 해지고 있습니다 다시 말해, 반도체 산업은 주요 산업 문제에 직면 해 있습니다 거대한 투자 문제와 죽음 계곡의 문제는 새로운 장치를 실질적으로 사용하기가 점점 어려워지고 있습니다
로투스 바카라 FAB (그림 1)는 막대한 투자와 죽음의 계곡의 문제를 해결하는 초소형 장치 생산 시스템입니다 로투스 바카라의 팹은 이미 상업용 판매 중이지만 지금까지는 단일 단위 트랜지스터와 소규모 진동 회로 만 생산했으며 수백 개의 트랜지스터의 규모를 초과하는 통합 회로의 개발과 제조 시연이 어려웠습니다
우주선을위한 통합 회로의 요구에 비추어 볼 때, 로투스 바카라한의 팹, Jaxa 및 AIST의 과제는 전년 이래로 스페이스 크래프트에 로투스 바카라 팹으로 제조 된 통합 회로를 설치할 가능성을 고려하기 전에 공동 연구를 수행하고 있습니다
(1) 기술 2018
로투스 바카라한의 팹을 사용하여 통합 회로를 개발하기 위해 AIST는 먼저 통합 회로의 사용을 견딜 수있는 실용적인 트랜지스터를 개발했습니다 2013 년에 트랜지스터는 로투스 바카라한의 팹 만 사용하여 완전 로투스 바카라 FAB 프로세스를 사용하여 성공적으로 프로토 타입 및 운영되었지만 2018 년에는 실용성이 향상된 트랜지스터를 개발했습니다 (그림 2) 또한 통합 회로에서 트랜지스터 배선이 복잡하고 크기 때문에 2 개 이상의 배선 레이어가 필요합니다 이번에는 2 층 알루미늄 배선 공정도 개발했습니다 이 포괄적 인 트랜지스터 기술은 Technology 2018이라고합니다 (그림 2)
(2)이 공동 연구에서 설계 및 프로토 타입으로 통합 된 회로
우주선에는 다양한 장치가 장착되어 있습니다 이것은 우주선에 장착 된 통합 회로에서 로투스 바카라 팹을 사용할 수 있는지 여부를 확인할 때 우주선 시스템을 실현하는 데 필요한 논리 회로 중 하나입니다Nand Gate (참고 6)통합 회로의 검증이 중요합니다
JAXA는 먼저 NAND GATE를 설계하고 프로토 타입하여 성공적으로 운영했습니다 다음으로 1000 개의 트랜지스터 크기의 통합 회로 (4 비트 변속 레지스터 및 I/O 회로)를 설계하고 프로토 타입으로 정상 작동을 성공적으로 확인했습니다 (그림 4) 이 통합 회로는 4 비트 시프트 레지스터를 사용하여 우주선에 적용하는 데 필수적인 방사선 내성 통합 회로를 제조 할 수 있는지를 보여줍니다D Flip-Flop (주 7)all클럭 게이트 타입 (주 8)채택되었습니다
(3) 작은 모델의 데모
로투스 바카라한의 팹을 사용하여 웨이퍼 제조에서 회로 설계자는 각 웨이퍼를 하나씩 넣는 밀폐 된 컨테이너 "로투스 바카라 셔틀"을 가져 와서 로투스 바카라 팹의 각 장치를 주위에 가져 가서 각 장치에 로투스 바카라 셔틀을 부착 한 다음 프로토 타입 통합 회로를 생성했습니다
이것은 세계에서 디자이너가 스스로 웨이퍼를 사용하여 모든 제조 장비를 구동하여 통합 회로를 만들었습니다
이것은 평소보다 약 10 배 빠른 로투스 바카라 팹의 초고속 가공, 수확량을 개선하기 위해 깨끗한 옷을 착용해야하며 세계 최초의 새로운 장치 작동 기능의 개발에 기인합니다
- ① 로투스 바카라 팹 사용자 인터페이스는 모든 장치에서 표준화되고 통합되어야합니다
- aall 2018에 대한 모든 프로세스 정보는 전자 데이터로 전자적으로 변환되고 각 장치의 일련의 작동 절차로 전자적으로 저장되므로 장치의 프로세스 정보를 이해할 필요없이 시작 버튼을 한 번만 눌러 기기의 자체 프로세스를 완료 할 수 있습니다
이는 장치 제조업체가 사용하는만큼 많은 장치를 눌러 기기가 생성 될 것임을 의미합니다
이 연구 결과는 우주 사용을위한 소규모 대형 통합 회로의 제조에서 로투스 바카라 FAB 방법의 효과를 확인했으며, 우주선을 설치하는 것과 같은 실질적인 사용을 고려할 것입니다
이 연구는 또한 회로 설계자가 로투스 바카라 팹의 새로운 기능과 함께 자체적으로 장치를 제조 할 수 있음을 보여 주었다 이것은 반도체 산업에서 중요한 성과로, 모든 첨단 기술을 스스로 마스터 할 수있는 새로운 세상을 열어줍니다
이제이 우수한 작은 시스템은 우주 개발 및 사용뿐만 아니라 AIST가 목표로하는 로투스 바카라 팹에도 사용됩니다IoT (참고 5)장치 실현을 포함하여 광범위한 산업 분야에 응용 프로그램 배치 가속화
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| © AIST |
| 그림 1 : 기존 Megafab 및 로투스 바카라 팹 |
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| © AIST |
| 그림 2 : 실용적 SOI-CMOS 기술 2018 로투스 바카라 팹을위한 개발 |
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| © Jaxa |
| 그림 3 : 프로토 타입 통합 회로 (오른쪽) 및 칩의 사진 (왼쪽) |
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| © Jaxa |
그림 4 : 4 비트 시프트 레지스터 측정 결과
*입력 데이터는 4 클럭 사이클 후에 출력되며 정상적으로 기능 |