Geekly articles weekly

NY State Nanotechnology: Bagaimana SUNY University dan Korporasi Mengubah Negara menjadi Lembah Silikon Abad 21

Sejak 1990-an, negara bagian New York (AS) telah berevolusi dari daerah dengan masalah ekonomi menjadi pusat penelitian dan pengembangan terkemuka di bidang nanoteknologi. Ini adalah contoh yang baik tentang bagaimana inisiatif terpisah oleh otoritas lokal pada skala global dapat mengubah industri yang sangat kompetitif. Dengan menarik investasi besar dalam infrastruktur litbang universitas dan membangun kerja sama yang efektif dengan bisnis swasta dan organisasi konstruksi regional, Negara Bagian New York mampu mengubah lingkungan kompetitif dalam industri semikonduktor AS, mengembalikan sebagian besar arus investasi dan pekerjaan di industri teknologi tinggi ini ke negara tersebut.



Pusat pengembangan nanoteknologi semikonduktor di New York adalah cabang dari Universitas Negeri New York di Albany (SUNY Albany) dan anggotanya College of Nanoscale Science and Technology (Kolese Sains dan Teknik Nanoscale, CNSE). SUNY adalah universitas AS terbesar dengan 88.000 anggota fakultas dan 468.000 siswa, dengan anggaran Litbang tahunan sekitar $ 1 miliar. Investasi jangka panjang negara bagian dalam infrastruktur penelitian universitas telah memungkinkannya untuk menjadi pendorong ekonomi utama di kawasan ini dan salah satu pusat nanoteknologi terkemuka di dunia.

SUNY-Albany University adalah rumah bagi salah satu dari enam cluster negara berteknologi tinggi yang dibuat untuk menggabungkan penelitian dan pengembangan universitas dengan proyek-proyek inovasi regional. Pembentukan cluster inovatif seperti itu menjadi mungkin berkat interaksi yang efektif dari otoritas negara, manajemen universitas dan bisnis besar. Akibatnya, sejak awal tahun 2000-an, sejumlah proyek investasi besar di bidang teknologi tinggi, nanoteknologi dan semikonduktor telah diterapkan di New York, yang disebut "Lembah Teknologi" - pusat produksi semikonduktor paling maju di dunia dan "Koridor Nanoteknologi" - jaringan pusat penelitian dan pengembangan di bidang nanoteknologi, dan negara bagian New York mulai disebut Lembah Silikon abad ke-21.





Semua keberhasilan ini juga terkenal karena fakta bahwa pemrakarsa utama dan investor dari proyek-proyek itu bukan pemerintah federal, tetapi kepemimpinan negara dan perusahaan teknologi tinggi, dan implementasinya dilakukan melalui Universitas SUNY, organisasi konstruksi regional dan bisnis swasta lokal.


Koridor Nanoteknologi Lembah New State Technology New York State




Industri Semikonduktor AS: Manfaat dan Tantangan


Amerika Serikat adalah tempat kelahiran industri semikonduktor, dan perusahaan semikonduktor AS adalah pemimpin dalam hal pengembangan teknologi dan pangsa pasar global. Namun, industri semikonduktor dihadapkan dengan tantangan konstan, karena peningkatan teknologi mengarah pada pengurangan terus menerus dalam ukuran sirkuit semikonduktor hingga batas fisik miniaturisasi. Karena itu, biaya pengembangan dan produksi naik tajam: misalnya, biaya pabrik untuk produksi wafer semikonduktor generasi saat ini (300 mm) lebih dari 3 miliar dolar, dan wafer generasi berikutnya (450 mm) - hingga 10 miliar dolar AS atau lebih.

Perusahaan semikonduktor merespons tantangan-tantangan ini dengan menciptakan kolaborasi dan, semakin banyak, mengalihdayakan penelitian dan fungsi-fungsi produksi, karena merupakan yang paling mahal dan berisiko. Semakin banyak perusahaan semikonduktor di seluruh dunia, termasuk Amerika Serikat, yang beroperasi dengan prinsip fabless, yaitu, mereka memesan produksi produk mereka oleh pabrik independen (pengecoran), yang menyediakan layanan berdasarkan kontrak.

Amerika Serikat mulai kehilangan kepemimpinan dalam industri semikonduktor sejak awal 1980-an, ketika negara-negara lain (terutama Jepang) mulai mencari cara untuk mengembangkan industri semikonduktor mereka sendiri. Tren ke arah alih fungsi fungsi penelitian dan produksi, yang memanifestasikan dirinya dengan jelas pada 1990-an, disebabkan oleh penciptaan pabrik semikonduktor di negara-negara seperti Cina, Korea, Israel, dan lainnya, siap menerima pesanan dari perusahaan-perusahaan Amerika dengan harga yang jauh lebih rendah karena rendahnya harga lokal pajak, tenaga kerja murah dan dukungan pemerintah luas.

Selain itu, beberapa negara memberikan preferensi yang signifikan kepada perusahaan semikonduktor AS ketika mereka membangun fasilitas riset dan manufaktur lokal. Jadi, pada tahun 2005, Israel menandatangani perjanjian dengan Intel, di mana perusahaan membangun fasilitas manufaktur semikonduktor modern Fab28 (45 nm, 300 mm) di Kiryat Gat dengan imbalan preferensi pajak sebesar $ 1 miliar.

Prospek untuk transfer besar-besaran fasilitas manufaktur semikonduktor dan pusat-pusat penelitian dari Amerika Serikat ke negara-negara lain, terutama di kawasan Asia Timur, menyebabkan alarm yang masuk akal bagi pemerintah AS, karena mereka secara signifikan merusak keamanan dan daya saing teknologi negara. Kompetensi R&D di bidang proses teknologi - yaitu, kekayaan intelektual dan keterampilan yang diperlukan untuk memastikan operasi industri semikonduktor - terkonsentrasi langsung di sekitar industri paling modern. Outsourcing dari industri-industri semacam itu atau ketiadaan sama sekali mereka di negara bagian berarti hilangnya personel yang berkualifikasi tinggi dan kekayaan intelektual, yang tanpanya fungsi industri yang kompetitif menjadi tidak mungkin.

Demikian pula, rantai pasokan kompleks untuk produksi pelat dan fungsi teknologi dan metrologi lainnya juga terkonsentrasi langsung di sekitar pabrik. Jelas, tren ini memiliki efek negatif pada ekonomi AS dan telah membahayakan banyak industri terkait.

Inovasi Teknologi Negara Bagian New York


Meningkatnya tekanan persaingan pada industri semikonduktor Amerika secara terampil digunakan oleh para pemimpin Negara Bagian New York untuk memerangi penurunan ekonomi kawasan itu pada 1990-an. Atas inisiatif Gubernur George Pataki saat itu, sebuah kelompok kerja dibentuk dari perwakilan pemerintah dan bisnis yang berminat untuk menangani PHK di ekonomi tradisional New York seperti industri baja dan perusahaan teknologi tinggi yang berbasis di negara bagian tersebut. : General Electric, Xerox, Kodak.

Strategi yang dikembangkan oleh kelompok kerja gubernur melibatkan integrasi penelitian dan pengembangan, pendidikan dan bisnis di sekitar pusat penelitian dan inovasi berbasis universitas. Di bawah pengaruh IBM, nanoteknologi dipilih sebagai bidang inovasi tematik - yaitu, kemungkinan memanipulasi materi pada tingkat atom. Pilihannya ditentukan oleh fleksibilitas nanoteknologi dan kemungkinan aplikasi mereka di berbagai bidang: komunikasi, elektronik, energi bersih, obat-obatan dan obat-obatan, penerbangan, ruang angkasa dan aplikasi militer. Selain itu, pilihan tersebut dipengaruhi oleh anggota aktif kelompok kerja, ilmuwan materi Alain Kaloyeros, yang pada awal 1990-an adalah profesor di SUNY-Albany University [1] .

Aplikasi paling jelas untuk nanoteknologi di Negara Bagian New York adalah industri semikonduktor. Sudah sejak 1960-an. di Fishkil, New York, fasilitas manufaktur semikonduktor IBM beroperasi. Terlepas dari kenyataan bahwa IBM memiliki kemampuan paling maju di bidang mikroelektronika, pada 1980 m. korporasi mengakui bahwa seiring meningkatnya biaya dan risiko dalam produksi mikroelektronika, ia dipaksa untuk semakin bergantung pada sumber pasokan eksternal dan pada kerja sama dengan produsen asing untuk memastikan pasokan komponen modern yang stabil untuk produk dan sistem elektroniknya.

IBM telah secara aktif terlibat dalam banyak prakarsa pemerintah dan industri untuk mengatasi tantangan teknologi yang berkembang dan mempertahankan basis pemasok yang stabil yang dapat memberi perusahaan komponen dengan kualitas dan volume yang diperlukan. Inisiatif yang paling signifikan dari inisiatif ini adalah pembentukan pada tahun 1987 dari konsorsium penelitian SEMATECH, yang diciptakan untuk meningkatkan kualitas dan daya saing industri semikonduktor AS.

SEMATECH


SEMATECH (SEmiconductor MAnufacturing TECHnology) didirikan pada tahun 1987 sebagai konsorsium nirlaba atau nirlaba yang melakukan penelitian dasar di bidang teknologi sirkuit terpadu semikonduktor yang menjanjikan pada tahap aplikasi pra-kompetitif (non-produksi) mereka. SEMATECH dibentuk atas inisiatif pemerintah AS sebagai kemitraan antara pemerintah dan 14 perusahaan semikonduktor Amerika untuk memastikan keunggulan teknologi industri semikonduktor AS dibandingkan pesaing dari Jepang, yang menempati peringkat pertama di dunia dalam hal produksi perangkat semikonduktor pada pertengahan 1980-an. Untuk memberikan dukungan hukum bagi pekerjaan konsorsium SEMATECH di AS, pada tahun 1984 sejumlah tindakan legislatif diadopsi, termasuk:Undang-Undang Perlindungan Chip Semikonduktor memberikan perlindungan untuk kekayaan intelektual, dan Undang-Undang Penelitian Kooperatif Nasional mengurangi batasan antitrust (antitrust) untuk usaha patungan yang terlibat dalam penelitian dan pengembangan.

14 perusahaan mikroelektronika AS terbesar di AS adalah peserta awal di SEMATECH: AT&T Microelectronics, Advanced Micro Devices, IBM, Peralatan Digital, Harris Semiconductor, Hewlett-Packard, Intel, LSI Logic, Teknologi Micron, Motorola, NCR, National Semiconductor, Rockwell International dan Texas Instruments. Awalnya, sebagian besar perusahaan tidak tertarik pada inisiatif pemerintah dan bergabung dengan konsorsium di bawah tekanan dari pemerintah. SEMATECH memiliki anggaran tahunan $ 200 juta. Selama lima tahun pertama, setengah dari anggaran tahunan dibayarkan oleh pemerintah AS melalui Departemen Riset Tingkat Lanjut Pertahanan (DARPA). Jumlah yang tersisa disumbangkan oleh anggota SEMATECH sebesar 1% dari penjualan mereka. Pembayaran minimum adalah $ 1 juta, dan maksimum adalah $ 15 juta.Sekitar tiga tahun kemudian, konsorsium diprediksi akan runtuh, tetapi setelah dua tahun berikutnya, Dewan Direksi SEMATECH, setelah merasakan manfaat dari kemitraan, membeli saham pemerintah dan seluruh anggaran mulai dibentuk hanya dari kontribusi dari anggota SEMATECH.

Pada tahun 1994, pembatasan pada partisipasi mitra asing dicabut, dan konsorsium termasuk produsen semikonduktor terbesar dari negara lain: Infineon (Jerman), NEC (Jepang), Panasonic (Jepang), Samsung (Korea), Toshiba (Jepang), TSMC (Taiwan) ) dan lain-lain. Anggota SEMATECH menghasilkan total lebih dari 50% pasar IC semikonduktor global. Sesuai dengan statusnya, SEMATECH sendiri tidak dapat merancang, membuat, atau menjual produk semikonduktor. Anggota SEMATECH menyediakan sumber daya keuangan dan staf riset inti untuk konsorsium. Dari total 400 staf konsorsium, 220 adalah perwakilan dari perusahaan yang berpartisipasi, yang seharusnya bekerja dari 6 hingga 30 bulan di pusat penelitian utama konsorsium di Austin, Texas.

Kepemimpinan Negara Bagian New York telah mencari cara untuk memperkuat posisi negara dalam industri semikonduktor sejak pertengahan 1980-an Selama pembentukan SEMATECH pada tahun 1987, New York gagal mencoba untuk menjadi tempat berbasis konsorsium (sebagai gantinya, organisasi menetap di Texas). Pada tahun 1988, atas prakarsa Gubernur New York saat itu, Mario Cuomo, sebuah program pelatihan lanjutan dalam teknologi semikonduktor diperkenalkan di SUNY-Albany University. Pada tahun 1995, investasi serius pertama dilakukan dalam infrastruktur pendidikan dan ilmiah SUNY-Albany. Pada awal 2000-an, perjanjian kerja sama ditandatangani antara SUNY-Albany dan IBM untuk membuat pusat penelitian dan prototipe nanoelektronika pada wafer berdiameter 300 mm yang tidak memiliki analog di dunia.

Pemerintah negara bagian telah mengembangkan program hibah skala besar untuk pengembangan infrastruktur penelitian untuk industri semikonduktor, yang telah banyak didukung oleh industri dan, dalam beberapa kasus, pemerintah federal:
  • Negara Bagian New York mengalokasikan $ 85 juta untuk pembangunan Center of Excellence dalam Nanoelectronics and Nanotechnology, CENN. Jumlah total investasi publik-swasta berjumlah 185 juta dolar, IBM adalah investor swasta utama.

  • Negara Bagian New York telah mengalokasikan $ 100 juta untuk mengembangkan teknologi manufaktur semikonduktor di Albany Innovation Center. Jumlah total investasi publik-swasta mencapai $ 300 juta, dengan Tokyo Electron sebagai investor swasta utama.

  • Negara Bagian New York telah berkomitmen $ 35 juta untuk mendukung Interconnect Focus Center for Hyper-Integration, sebuah teknologi interkoneksi skala nano. Proyek ini didanai bersama oleh DARPA dan Microelectronics Advanced Research Corporation (MARCO).


Infrastruktur R&D untuk banyak proyek ini didanai sebagian oleh investasi swasta melalui Fuller Road Management Corporation, sebuah perusahaan swasta yang didirikan melalui kemitraan antara New York State University Research Foundation dan Albany University Foundation untuk mengelola fasilitas cluster nanoteknologi yang dibangun.

Pada bulan September 2001, Gubernur New York George Pataki, dengan partisipasi dari profesor SUNY-Albany Alain Kaloyeros, bertemu dengan Presiden SEMATECH Robert Helms, yang membujuknya untuk membuka pusat penelitian SEMATECH di New York. Kesepakatan ini, diumumkan pada tahun 2002, menandai awal dari kolaborasi penelitian antara SUNY-Albany dan SEMATECH. Menurut ketentuan perjanjian, investasi dalam penelitian bersama dari negara dan SEMATECH masing-masing berjumlah $ 160 juta dan $ 40 juta; SUNY-Albany dan SEMATECH menginvestasikan $ 120 juta dalam hal materi (termasuk pengetahuan yang tersedia untuk SEMATECH); IBM telah menginvestasikan $ 100 juta dalam peralatan dan sumber daya lainnya untuk universitas; Negara Bagian New York menginvestasikan tambahan $ 50 juta dalam pembangunan dua laboratorium penelitian di Albany.

Tiba di New York pada tahun 2000–2002 Konsorsium SEMATECH dan perusahaan Jepang Tokyo Electron menandai awal masuknya perusahaan manufaktur dan pemasok perangkat dan peralatan semikonduktor yang stabil dan terus meningkat ke wilayah Albany. Tokyo Electron dan SEMATECH terutama tertarik oleh pembangunan pusat penelitian semikonduktor wafer berdiameter 300 mm di universitas. Diadakan di paruh pertama tahun 2000-an transisi industri semikonduktor dari pelat dengan diameter 200 mm ke 300 mm telah secara signifikan mengurangi biaya produk, karena tingkat investasi yang belum pernah terjadi sebelumnya dalam penelitian dan pengembangan dan pembangunan pabrik. Pembentukan pusat penelitian 300mm di Albany memberi perusahaan kecil akses ke peralatan yang hanya mampu dimiliki oleh raksasa industri.Berkat investasi skala penuh dalam infrastruktur penelitian SUNY-Albany, yang dapat diakses oleh perusahaan lain, negara bagian New York berhasil mengumpulkan di satu tempat semua faktor kunci yang diperlukan untuk membentuk gugus nanoteknologi.

Sejak 2005, investasi di wilayah Albany telah tumbuh lebih besar lagi. Pada 2005, ASML, salah satu produsen peralatan proses semikonduktor terbesar di dunia, mengumumkan investasi $ 325 juta di Albany. IBM, Advanced Micro Devices, Micron Technology dan Infineon telah menginvestasikan $ 600 juta, dan negara telah menginvestasikan $ 180 juta dalam konsorsium INVENT, yang diciptakan untuk mengintegrasikan kemampuan teknis perusahaan untuk mengembangkan teknologi litografi canggih. Pada bulan September 2005, IBM dan Bahan Terapan bersama-sama menginvestasikan $ 300 juta lain dalam R&D nanoteknologi di Albany.
Pada tahun 2006, AMD mengumumkan rencana untuk membangun pabrik wafer semikonduktor senilai $ 3,2 miliar di distrik Saratoga, yang merupakan hasil dari hampir delapan tahun negosiasi antara perusahaan dan negara. Pada tahun 2008, IBM menandatangani kontrak $ 1,6 miliar dengan Negara Bagian New York, yang meliputi pembangunan pusat penelitian MEMS dan teknologi pengemasan semikonduktor untuk 675 pekerjaan dengan total area 12.000 m2. Pusat sains dan teknologi berskala nano (CNSE), dibuat dalam struktur SUNY-Albany, menjadi pemilik dan pusat pusat tersebut. Pada 2010, konsorsium SEMATECH mengumumkan bahwa mereka sepenuhnya memindahkan operasinya dari Austin, Texas, ke Albany.



Akibatnya, di negara bagian New York, dimungkinkan untuk membentuk gugus nanoteknologi di bidang nanoelektronika dan mikroelektronika, yang secara praktis menyatukan seluruh siklus pengembangan teknologi dan produksi komponen semikonduktor terbaru, termasuk pelatihan spesialis, pengembangan dan produksi sampel eksperimental, produksi komersial, pengembangan, dan produksi alat yang diperlukan , peralatan dan perkakas.

CNSE: Sekolah Tinggi Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nanoscale




Pada tahun 2004, College of Nanoscale Science and Engineering (CNSE) didirikan sebagai bagian dari SUNY-Albany, yang tujuannya adalah untuk melatih spesialis berkualifikasi tinggi di bidang nanoteknologi. Penggagas penciptaan CNSE adalah Gubernur New York saat itu, George Pataki, yang yakin bahwa pembentukan perguruan tinggi nanoteknologi akan mengarah pada pembentukan kelompok teknologi tinggi. Fakultas tertarik dari lembaga SUNY lainnya dan perusahaan komersial, di samping itu, CNSE mulai menarik para ilmuwan (termasuk dari IBM dan SEMATECH) yang bekerja di posisi penelitian di universitas. Pada 2007, jumlah siswa di CNSE adalah 120 dibandingkan dengan yang asli 40, dan ilmuwan terkemuka terlibat dalam staf, misalnya,Spesialis Karbon Utama Nanotube Ji Ung Lee dari GE Global Research.


Panduan CNSE. Di tengahnya adalah Alain Kaloyeros, Presiden dan CEO SUNY-Albany.

Pada tahun 2006, Small Time, publikasi pasar saham, menamai CNSE "Perguruan Tinggi No. 1 untuk Studi Nanoteknologi." Pada tahun 2007, sebuah SEMATECH konsorsium ditempatkan di wilayah CNSE kantor pusat, yang memungkinkan perguruan tinggi dibangun luas bangunan 23.000 m 2dan bernilai $ 100 juta (NanoFab East). Dalam presentasi tahun 2008, CEO SEMATECH Michael R. Polcari mencatat bahwa sementara kegiatan penelitian konsorsium Albany terbatas terutama pada litografi, “di masa depan, hampir semua proyek penelitian SEMATECH utama akan dilakukan di Albany, termasuk pengembangan teknologi interkoneksi tiga dimensi. " Menurutnya, “sebagian besar terobosan teknologi yang sedang dikerjakan para anggota SEMATECH sekarang terjadi di CNSE, menciptakan chip komputer yang lebih kuat dengan profitabilitas yang lebih besar. College of Nanotechnology memimpin penelitian lanjutan di bidang yang disebut litografi ultra-ultraviolet (EUV), di mana cahaya dengan panjang gelombang yang sangat pendek digunakan untuk mengetsa komponen dan sirkuit terkecil pada wafer ” [2].

Hingga 2015, lebih dari 400 siswa yang belajar di 4 bidang belajar di CNSE:
  • Ilmu Nanoscale (Sarjana, Master, Ph.D.)
  • Nanoteknologi (Sarjana, Master, Ph.D)
  • Nanobioteknologi (Ph.D.)
  • Ekonomi Nanoproduk (Ph.D.)


CNSE mencakup sejumlah besar pusat penelitian dan laboratorium, tempat fakultas, mahasiswa, dan perwakilan perusahaan komersial menerapkan banyak program penelitian. Berikut ini adalah beberapa di antaranya:
  • Pusat Pengembangan di bidang energi surya. Mitra: SEMATECH, Konsorsium Fotovoltaik Amerika Serikat.
  • Pusat Keunggulan dalam Bahan Nanomaterial dan Nanoelektronika (CATN2).
  • Pusat Litografi Nanoscale (CNL). Mitra: Vistec Lithography, Inc.
  • Pusat Penelitian Teknologi Semikonduktor (CSR). Mitra: IBM, Perangkat Mikro Canggih, SONY, Toshiba, Tokyo Electron, Material Terapan.
  • Pusat R&D untuk Integrasi Chip Komputer (CICC). Mitra: IBM dan SEMATECH.
  • Pusat Litbang Bahan Terapan.


Inti dari CNSE di Albany adalah Kompleks NanoTech dengan basis material (pelatihan, laboratorium, dan ruang kantor) seluas 120.000 m 2 . Luas bangunan industri bersih dari kelas pertama adalah 12 500 m 2., mereka mengumpulkan peralatan laboratorium dan produksi yang unik, termasuk jalur terintegrasi penuh untuk produksi prototipe pilot dari sirkuit terpadu pada pelat dengan diameter 300 mm dan 450 mm. Kompleks Nanoteknologi CNSE mempekerjakan lebih dari 4.000 ilmuwan, peneliti, insinyur, siswa, dan guru. Pusat dan laboratorium CNSE terletak tidak hanya di dalam nanocluster Albany, tetapi juga di luar perbatasannya di seluruh negara bagian New York (Kerbau, Rochester, Syracuse, Canandaigua, Utica). Nilai total investasi dalam pengembangan CNSE adalah lebih dari 43 miliar dolar.

Skala integrasi CNSE dengan perusahaan industri dan korporasi juga signifikan. Jumlah mitra korporat CNSE lebih dari 300 dan termasuk perusahaan dan konsorsium dunia terkemuka di bidang nano dan mikroelektronika: IBM, Intel, GlobalFoundries, Samsung, TSMC, Toshiba, Material Terapan, Tokyo Electron, ASML, Riset Lam, SEMATECH, G450C. Semua ini mengubah CNSE menjadi pusat penelitian dan pendidikan dunia terkemuka untuk nanoteknologi baik dalam hal konsentrasi spesialis dan investasi dalam infrastruktur dan volume pekerjaan yang dilakukan.

Infrastruktur CNSE




CNSE memiliki infrastruktur tidak hanya di kampus di Albany, tetapi di seluruh negara bagian. Tabel di bawah ini merangkum properti CNSE utama dan kemampuan teknologinya.
Obyek
Kota
Commissioning
Volume investasi, juta $
Luas, m2
-, 2

NanoFab 200 (CESTM)
, CNSE
1997
16,5
6500
370
22 – 90
200
NanoFab South (NFS)
, CNSE
2004
50
14000
3000
14 , 22 , 28 , 32 , 45, 65 , 90
300
NanoFab North (NFN)
, CNSE
2005
175
21200
3300
14 , 22 , 28 , 32 , 45, 65 , 90
150, 200, 300
NanoFab East (NFE)
, CNSE
2009
150
23000
–

NanoFab Central (NFC)
, CNSE
2009
9300
1400
14 , 22 , 28 , 32 , 45, 65 , 90
300
NanoFab Xtension (NFX)
, CNSE
2013
365
46000
4600
7 ( ),
10 , 14
300, 450
Zero Energy Nanotechnology (ZEN)
, CNSE
2015
191
33000
–
«» . .
(SCiTI)

–
30
, , ,
(CNSE SEDC)

1700
CIGS
(QUAD-C)

125
23000
5200
: ANS, SEMATECH, Atotech, IBM, Lam Research and Tokyo Electron
Marcy


–
766000
342000
450
3 .
CNSE's Central New York Hub for Emerging Nano Industries

2015
150
9670
CNSE's Smart System Technology & Commercialization Center (CNSE STC)
, -
2010
39
12000
2400
. .
200, 300
CNSE's Photovoltaic Manufacturing and Technology Development Facility (CNSE MDF)

5300
1850
Buffalo Medical Innovation and Commercialization Hub

250
: , , , ,
Buffalo High-Tech Manufacturing Innovation Hub at RiverBend

1
1 725
25600
: , ,
Buffalo Information Technologies Innovation and Commercialization Hub

55
IBM:
IT , ,


CNSE


Menurut informasi resmi CNSE, kompleks nanoteknologi di Albany adalah pelatihan, penelitian, pengembangan, dan sistem prototipe yang terintegrasi penuh yang menyediakan dukungan strategis bagi penghuni korporat kompleks melalui koordinasi dengan badan pemerintah, percepatan teknologi, inkubasi bisnis, prototipe pilot, dan pengukuran.

Infrastruktur penelitian dan produksi kompleks menyediakan siklus penuh pekerjaan di bidang-bidang seperti nano dan mikroelektronika, nanofotonik dan optoelektronika, nano dan mikroelektromekanis sistem (NEMS dan MEMS), nanoelektrik.

Pembuatan semikonduktor


Rangkaian lengkap peralatan terbesar di dunia untuk produksi pada pelat berdiameter 450 mm:
  • pengembangan dan produksi di bawah naungan Konsorsium G450C: CNSE, IBM, Intel, Samsung, TSMC, Global Foundries;
  • teknologi nominal 14/10 nm;
  • 10–7 teknologi nm sedang dikembangkan;
  • Pada 2016, ketersediaan peralatan akan menjadi 96%;
  • Rencana pemasangan peralatan litografi untuk 450 mm:
    • 2013 - Prototyping, 193i: Penataan 14 nm Nodules
    • 2014 Beta 193 i / kering
    • Pengujian beta 2014, EUV
    • 2015 - mulai produksi 193i / kering
    • 2016 - mulai produksi EUV
    • 2016 - Produksi 193i / kering
    • 2017 - produksi EUV



Bagian garis terintegrasi untuk pelat 450 mm.

Produksi di piring dengan diameter 300 mm
  • fasilitas produksi bersih dengan luas total 12.500 m2;
  • teknologi nominal: 14 nm, 22 nm, 28 nm, 32 nm, 45 nm, 65 nm, CMOS 90 nm, dan CMOS RF;
  • 10–7 teknologi nm sedang dikembangkan;
  • set lengkap peralatan: lebih dari 120 instalasi;
  • kapasitas produksi 5.000 peluncuran piring per bulan (30 per hari);
  • jalur pilot beroperasi 24/7;

Proses teknologi:
  • litografi (MUV, 193i, EUV, e-beam);
  • deposisi film (logam, CVD, dielektrik);
  • chemical mechanical planarization (CMP);
  • etsa;
  • set topeng (90 nm, 65 nm, 32 nm, TSV);
  • Integrasi CMOS (elemen RF pasif, transistor efek medan RF, kapasitor MDM, MEMS).
  • perlakuan panas (Cu annealing);
  • metalisasi (FEOL: NiPt (5%), Ti, TiN, TiOx, Si, Ta, TaN, TaOx. BEOL: Ta, TaN, Cu, Ti).
  • perawatan kimia cair
  • implantasi
  • studi analitis (AES, FIB, SEM, SIMS, TEM, XPS, AFM)


Perbandingan pelat berdiameter 300 mm dan pelat 450 mm pertama disusun oleh litografi perendaman 193 nm (193i). Juni 2014.

Produksi pada pelat dengan diameter 100 mm, 150 mm, 200 mm:
  • fasilitas produksi bersih di NanoFab 200 dan NanoFab Utara;
  • bahan substrat: silikon, gelas, keramik, polimer.
  • perangkat yang diproduksi: MEMS, bioMEMS, RF MEMS, mikrofluida, mikrooptik, pemrosesan 3D.

Proses teknologi:
  • penyemprotan film tipis (PVD, ALD, PECVD, penguapan;
  • penataan (pengaturan EVG Bonder / Aligner);
  • etsa (cair, TMAH, KOH, kering, oksigen);
  • ikatan (anoda, termokompresi, epoksi, sementara);
  • chemical mechanical planarization (CMP)
  • siklus pengukuran penuh.


Selain produksi mikroelektronika untuk kebutuhan peserta nanocluster, CNSE menerima pesanan untuk pembuatan pelat dengan diameter 200 mm dan 300 mm dari organisasi pihak ketiga yang bukan merupakan penghuni CNSE. Dalam hal ini, pemohon harus menghubungi Wakil Presiden Pengembangan Bisnis CNSE untuk menilai kelayakan proyek, perkiraan durasi dan biayanya. Dalam hal kesepakatan mendasar dengan ketentuan, pemohon mengisi formulir aplikasi untuk memproses pelat dan mengirimkannya bersama dengan dokumentasi teknis (topologi, persyaratan untuk masker, pelat, pengukuran) ke CNSE, di mana tagihan untuk pekerjaan ditagih. Setelah itu, para pihak menandatangani kontrak untuk memproses pelat dan proyek dimasukkan ke dalam antrian untuk produksi.

Konsorsium Global G450C


Pada bulan September 2011, Gubernur Andrew Cuomo mengumumkan penandatanganan perjanjian antara negara bagian New York dan lima perusahaan mikroelektronika terkemuka: IBM, Global Foundries, Samsung, Intel dan TSMC untuk membangun fasilitas produksi semikonduktor generasi baru di New York, berbasis di piring dengan diameter 450 mm. Negara telah berjanji untuk menginvestasikan $ 400 juta di CNSE, asalkan uang anggaran tidak dialokasikan untuk perusahaan konsorsium tertentu. Lima anggota konsorsium, pada gilirannya, berjanji untuk menginvestasikan total $ 4 miliar.

Struktur yang dibuat disebut Konsorsium Global untuk pengembangan dan implementasi pelat dengan diameter 450 mm (Global 450mm Wafer Development and Deployment Consortium, G450C). Markas besar konsorsium ini terletak di wilayah nanocluster CNSE di gedung NanoFab Xtension, ada juga salah satu garis untuk pelat 450 mm (direncanakan untuk mencapai kapasitas desainnya pada 2016).

Penciptaan konsorsium dirancang untuk menyederhanakan pembuatan di negara bagian New York pembuatan semikonduktor menggunakan teknologi generasi baru pada wafer 450 mm dengan biaya investasi lebih dari $ 10 miliar per pabrik. G450C diproyeksikan untuk menciptakan total 2.500 pekerjaan teknologi tinggi baru di negara bagian, dan jumlah pekerjaan yang diciptakan di sektor konstruksi di Albany adalah 1.500.

Tujuan G450C adalah dua proyek:
  1. IBM 22 14 .
  2. 300 450 , .


Seorang peserta dalam proyek-proyek CNSE adalah Dana Penelitian Universitas Negeri New York (Yayasan Penelitian SUNY), dan dari Negara Bagian New York - Perusahaan Pengembangan Perkotaan Kota New York melalui Empire State Development Corporation (ESDC).

Berdasarkan syarat-syarat Proyek No. 1, IBM menginvestasikan total lebih dari $ 3,6 miliar dalam R&D dan membuat prototipe menggunakan teknologi 22 nm dan 14 nm di tiga lokasi: pada nanocluster CNSE di Albany dan di pabrik-pabrik IBM di Fishkil dan Yorktown Heights.
Investasi IBM dalam proyek No. 1 ($ juta)
2011
2012
2013
2014
2015
Total
Pabrik IBM di Fishkill dan Yorktown
500
1035
870
330
90
2825
CNSE
200
200
150
150
100
800

Kewajiban investasi IBM dapat dipenuhi dengan mitra dari IBM, produsen dan pemasok peralatan dan bahan.

Pada gilirannya, berdasarkan ketentuan-ketentuan perjanjian, Foundation (CNSE) memberikan komisioning kompleks NanoFab Xtension (ditugaskan pada 2013), memberikan kepada IBM kamar bersih seluas 1000 m2 dan menarik dana anggaran dari Negara Bagian New York (melalui ESDC) dalam jumlah yang tidak lebih $ 200 juta selama 5 tahun. Dana tersebut, atas nama CNSE, memiliki semua fasilitas material dan teknis, peralatan dan peralatan menggunakan teknologi 22 nm dan 14 nm, yang diperoleh dari dana anggaran.
Investasi Negara Bagian New York dalam Proyek No. 1 ($ juta)
2011
2012
2013
2014
2015
Total
CNSE
40
70
60
30
0
200


Menurut ketentuan Proyek No. 2, Foundation (CNSE) memberikan ruang bersih tambahan seluas 2.300 m2 kepada anggota G450C. Untuk membeli peralatan, IMF menarik dana anggaran negara dalam jumlah tidak lebih dari $ 200 juta selama periode 5 tahun (tidak termasuk bahan dan fasilitas teknis). Para anggota konsorsium, pada gilirannya, berkomitmen untuk membuat total investasi bernilai lebih dari $ 825 juta. Peralatan dan material dan fasilitas teknis untuk produksi pada plat 450 mm yang dibeli IMF akan tetap menjadi milik IMF (CNSE) dan disewakan ke konsorsium dengan harga $ 1 per tahun. Kamar bersih diproduksi oleh G450C pada Juni 2015. Menurut perjanjian investasi, skema untuk pembiayaan proyek oleh para pihak pada 2011-2015. sebagai berikut (investasi negara tidak termasuk biaya konstruksi bangunan):





Jumlah investasi (juta dolar AS)
2011
2012
2013
2014
2015
Total
Negara Bagian New York
(melalui Foundation dan ESDC)
10
30
40
70
50
200
Intel
7.5
15
15
15
22
75
Samsung
7.5
15
15
15
22
75
TSMC
7.5
15
15
15
22
75
Ibm
7.5
15
15
15
22
75
Pengecoran global
7.5
15
15
15
22
75
Produsen dan pemasok peralatan
25
75
100
150
100
450

Kesimpulan


Mekanisme penciptaan nanocluster CNSE cukup tradisional untuk klaster teknologi tinggi Amerika - universitas negeri besar (SUNY) membentuk pusat penelitian khusus (CNSE), yang pada gilirannya mulai menarik perusahaan industri terkemuka dengan perkembangannya. Bantuan otoritas regional memainkan peran penting dalam hal ini - pada awalnya, dukungan untuk pemerintah negara bagian New York secara langsung melalui berbagai bentuk pengembangan strategis universitas "mereka", dan kemudian melalui insentif pajak, pembiayaan proyek infrastruktur dan hibah yang ditargetkan untuk perusahaan industri.

Peserta utama nanocluster SUNY-Albany:




Karena skala unik sumber daya keuangan dan manusia yang dapat menarik negara bagian New York karena situasi teritorial dan ekonominya, penerapan model pengembangan nanoteknologi New York terbatas pada tingkat negara bagian AS lainnya dan unit teritorial kecil negara bagian lainnya. Namun, prinsip-prinsip dasar model ini dapat berhasil digunakan untuk menyelesaikan masalah serupa di tingkat regional dan nasional yang lebih luas, termasuk di Rusia.

Disiapkan dari bahan-bahan dari sumber terbuka dan situs web resmi dari organisasi yang disebutkan

[1] Praktik Terbaik di Inisiatif Inisiatif Negara dan Regional.Ed. Ch.Wessne. Washington DC 2013

[2] "Bos SEMATECH Menguji Penelitian NanoCollege," The Times Union 20 Mei 2008.

Source: https://habr.com/ru/post/id396495/

More articles:


All Articles