Chipskriget

av Leif Bergström Forum 1991-04, sida 16, 07.03.1991

Taggar: Teman: datorchips

Text: Leif Bergström/New York

Chipskrige

Amerikanska företag hoppas att nya produktionsmetoder samtidigt som de ger världen allt mer kraftfulla datorer ska återge USA en ledarställning i dess kapplöpning med Japan om marknadsandelar för datorchips.

teknologier för att packa ytterligare minneskapacitet och datakraft på varje datorchips. Hur mycket som ryms på ett chip bestäms av tjockleken av de linjer som etsas 1 silikonchipsen. De mest avancerade som går att köpa i dag rymmer 4 megabits, motsvarande 400 maskinskrivna sidor. För att åstadkomma det kan linjerna inte vara tjockare än 0,8 mikroner. I mikron är I tusendels millimeter. Chips med allt högre kapacitet för med sig löften att morgondagens datorer kan bli allt snabbare och mindre, öppna vägar för helt nya applikationer, och göras än mer användarvänliga.

Fin arbetar på en rad nya

Optisk eller röntgenlitografi? Men någonstans går gränsen för hur tunna linjerna kan göras med existerande teknologi, som kallas optisk litografi. En anledning är tekniken använder ljus med en våglängd av 0,4 mikroner. Tekniken liknar fotografins förstoringsapparat, med skillnaden att chipsmatrisen förminskas till den mindre slutprodukten. På grund av ljusets brytning under processen blir linjernas kanter oskarpa redan för linjer grövre än ljusets våglängd.

För fler år sedan såg dä forskare röntgenstrålar med en våglängd av blott 0.001 mikroner som en framkomlig väg att öka kapaciteten. Men en fabrik för framställning av datorchips med röntgenlitografi beräknas idag kosta minst 500 miljoner USD. Det är kostnader som tvingat USA:s mindre halvledartillverkare att förhålla sig avvaktande. Japans jättar har investerat stora pengar i utveckling av tekniken.

Det har skapat oro för att USA:s halvledarindustri i framtiden ska tappå ytterligare mark till japanerna. De amerikanska företagens andel av världsmarknaden sjönk under 1980talet från 60 till 40 procent.

16

En rad tekniska framgångar har dock på sistone gett upphov till viss amerikansk optimism. Redan tidigare hade nya linser och ljuskänsliga material krympt vidden av de linjer som kan etsas med vanligt ljus. Ett resultat är de 16 megabits minneskort som väntas komma i massproduktion inom kanske två år.

UV-ljus, phase shifting

Nu tas ultraviolett ljus av kortare våglängd i bruk för att utveckla chips med 64 megabits. De beräknas nå datortillverkarna vid mitten av årtiondet och linjevidden krymps till 0,35 mi IBM satsar på snabbare chips med hjälp av röntgenteknik. Bilden visar ca 132 av

IBM:s I om långa experintentella chip, Lightning, idag världssnabbast i sitt slag och med en kapacitet på 512 kilobits. ”Blixten" är ett SRAM-chip, dvs Static Random Access Memorv, Kretsstorleken är 0,8 mikroner.

kroner. Nyligen demonstrerade japanska Fujitsu hur vanligt ljus kan användas för samma chips med en teknik som kallas phase-shifting. Genom att ersätta matrisen, som normalt framställs så att förutbestämda hål släpper igenom ljus men avskärmar chipsets ljuskänsliga beläggning från påverkan på andra ställen, med en mask av glas av olika tjocklek, framkallas ljus av olika våglängd som tar ut varandra I kanterna och lämnar väsentligt finare ctsningslinjer. Utvecklingsavdelningarna hos amerikanska chipstillverkare har snabbt hoppat på tåget, medvetna om att den nya tekniken kan förlänga livslängden för dess existerande fabriker. Om phasc-shifting kombineras med ultraviolett ljus, tror en del bedömare att behovet av röntgenlitografi kan skjutas fram till väl in på 2000-talet.

Det anses gynna de mindre kapitalstarka amerikanska företagen mer än de stora japanerna. Fast med avund konstaterar amerikanska bedömare att Japan visat synnerlig färdighet att snabbt anpassa teknologiska framsteg och sätta dem i produktion!

Men om hungern efter ökad datorkraft fortsätter att öka lika snabbt som hittills. kommer ofrånkomligen den dag då chips måste etsas med röntgen, eller någon annan ny teknologi.

Babysynkrotron

Kongressen har anslagit 60 miljoner detta år för forskning, som handhas av försvarsdepartementets avdelning för avancerad forskning. Förra året invigde Brookhaven National Laboratorv landets hittills minsta synkrotron. en partikelaccelerator. Blott drygt fyra meter lång är den en miniatyr av de stora aeceleratorer som används i andra sammanhang. Elektroner som rör sig I dess rundbana avger röntgenstrålar av en styrka lämpad för röntgenlitografi. Genom dess anspråkslösa storlek kan den möjligen placeras i redan existerande byggander.

IBM, som ligger långt framme i röntgentekniken, har beställt en något större men mindre kraftfull synkrotron som företaget hoppas ha i drift nästa år. IBM beräknar att en enda maskin under ett år ska kunna framställa sex gånger så stor minneskapacitet som världens datorindustri gjorde 1989.

Företaget samarbetar med Motorola och har genomfört sina tester av röntgenlitografin vid -Brookhaven. IBM hävdar sig ha framställt chips med en linjevidd av 0,5 mikroner, och framgångsrikt lyckats bevisa att tekniken kan nå ned till åtminstone 0,25 mikroner — vilket är vad som krävs för att framställa minneschips med 256 megabits.

4/1991 F RUN