🏝️ 😕 💙 Nanotecnologia do estado de Nova York: como a universidade e as empresas SUNY transformaram o estado no vale do silício do século XXI 📍 ✔️ 🤾🏻

Desde os anos 90, o estado de Nova York (EUA) evoluiu de uma região com uma economia problemática para um importante centro de pesquisa e desenvolvimento no campo da nanotecnologia. Este é um bom exemplo de como uma iniciativa separada das autoridades locais em escala global pode transformar um setor altamente competitivo. Ao atrair grandes investimentos em infraestrutura universitária de P&D e estabelecer uma cooperação efetiva com empresas privadas e organizações de construção regionais, o Estado de Nova York conseguiu mudar o ambiente competitivo no setor de semicondutores dos EUA, retornando ao país uma parte significativa do fluxo de investimentos e empregos nessa indústria de alta tecnologia.

O centro para o desenvolvimento de nanotecnologia semicondutora em Nova York é uma subsidiária da Universidade Estadual de Nova York em Albany (SUNY Albany) e seu membro da Faculdade de Ciência e Tecnologia em Nanoescala (Faculdades de Ciência e Engenharia em Nanoescala, CNSE). A SUNY é a maior universidade dos EUA, com 88.000 membros do corpo docente e 468.000 estudantes, com um orçamento anual de pesquisa e desenvolvimento de cerca de US $ 1 bilhão. Os investimentos de longo prazo do estado na infraestrutura de pesquisa da universidade permitiram que ela se tornasse o principal fator econômico da região e um dos principais centros de nanotecnologia do mundo.

A SUNY-Albany University abriga um dos seis grupos estaduais de alta tecnologia criados para combinar pesquisa e desenvolvimento universitário com projetos regionais de inovação. A formação de tais grupos inovadores tornou-se possível graças à interação efetiva das autoridades estaduais, da administração da universidade e das grandes empresas. Como resultado, desde o início dos anos 2000, vários projetos importantes de investimentos no campo da alta tecnologia, nanotecnologia e semicondutores foram implementados em Nova York, o chamado "Vale Tecnológico" - o centro da produção de semicondutores mais avançada do mundo e o "Corredor da Nanotecnologia" - uma rede de centros de pesquisa e desenvolvimento no campo da nanotecnologia, e o estado de Nova York começou a ser chamado de Vale do Silício do século XXI.

Todos esses sucessos também são notáveis pelo fato de o principal iniciador e investidor dos projetos não ser o governo federal, mas a liderança estadual e as empresas de alta tecnologia, e sua implementação foi realizada pela Universidade SUNY, organizações regionais de construção e empresas privadas locais.

Corredor da nanotecnologia do vale da tecnologia do estado de Nova York Estado de Nova York

Indústria de semicondutores dos EUA: benefícios e desafios

Os Estados Unidos são o berço da indústria de semicondutores e as empresas americanas de semicondutores são líderes em termos de desenvolvimento tecnológico e participação de mercado global. No entanto, a indústria de semicondutores enfrenta desafios constantes, pois o aprimoramento da tecnologia leva a uma redução contínua no tamanho dos circuitos de semicondutores até os limites físicos da miniaturização. Por esse motivo, o custo de desenvolvimento e produção aumenta acentuadamente: por exemplo, o custo de uma planta para a produção de bolachas semicondutoras da geração atual (300 mm) é superior a 3 bilhões de dólares e bolachas da próxima geração (450 mm) - até 10 bilhões de dólares e acima.

As empresas de semicondutores respondem a esses desafios criando colaborações e, cada vez mais, terceirizando as funções de pesquisa e produção, pois são as mais caras e arriscadas. Cada vez mais empresas de semicondutores em todo o mundo, incluindo os Estados Unidos, operam com o princípio da fabless, ou seja, ordenam a produção de seus produtos por fábricas independentes (fundição), que prestam serviços sob contrato.

Os Estados Unidos começaram a perder a liderança na indústria de semicondutores desde o início dos anos 80, quando outros estados (principalmente o Japão) começaram a procurar maneiras de desenvolver suas próprias indústrias de semicondutores. A tendência para a terceirização das funções de pesquisa e produção, que se manifestou claramente na década de 1990, foi devida à criação dessas fábricas de semicondutores em países como China, Coréia, Israel e outras, prontas para aceitar pedidos de empresas americanas a preços muito mais baixos devido à baixa demanda local. impostos, mão de obra barata e amplo apoio do governo.

Além disso, alguns estados oferecem preferências significativas às empresas de semicondutores dos EUA quando estabelecem instalações locais de pesquisa e fabricação. Assim, em 2005, Israel firmou um acordo com a Intel, segundo o qual a corporação construiu uma moderna fábrica Fab28 (45 nm, 300 mm) em Kiryat Gat em troca de preferências fiscais no valor de US $ 1 bilhão.

As perspectivas de uma transferência em larga escala de instalações de fabricação de semicondutores e centros de pesquisa dos EUA para outros países, especialmente na região do Leste Asiático, causam um alarme razoável ao governo dos EUA, pois danificam significativamente a segurança e a competitividade tecnológica do país. As competências de P&D no campo do processo tecnológico - isto é, a propriedade intelectual e o know-how necessários para garantir a operação da indústria de semicondutores - concentram-se diretamente nas indústrias mais modernas. A terceirização de tais indústrias ou sua completa ausência no estado significa a perda de pessoal altamente qualificado e propriedade intelectual, sem os quais o funcionamento de uma indústria competitiva é impossível.

Da mesma forma, cadeias de suprimentos complexas para produção de chapas e outras funções tecnológicas e metrológicas também estão concentradas diretamente nas fábricas. Obviamente, essas tendências tiveram um efeito negativo na economia dos EUA e prejudicaram muitas indústrias relacionadas.

Inovação tecnológica no estado de Nova York

A crescente pressão competitiva sobre a indústria americana de semicondutores foi habilmente usada pela liderança do Estado de Nova York para combater o declínio econômico da região nos anos 90. Por iniciativa do então governador George Pataki, um grupo de trabalho foi montado por representantes governamentais e empresariais interessados para tratar de cortes de empregos nas economias tradicionais de Nova York, como a indústria siderúrgica e as empresas de alta tecnologia do estado. : General Electric, Xerox, Kodak.

A estratégia desenvolvida pelo grupo de trabalho do governador envolveu a integração de pesquisa e desenvolvimento, educação e negócios em torno de um centro de pesquisa e inovação com base na universidade. Sob a influência da IBM, a nanotecnologia foi escolhida como a área temática da inovação - ou seja, a possibilidade de manipular a matéria no nível atômico. A escolha foi determinada pela versatilidade da nanotecnologia e pelas possibilidades de sua aplicação em vários campos: comunicações, eletrônica, energia limpa, produtos farmacêuticos e medicamentos, aviação, aplicações espaciais e militares. Além disso, a escolha foi influenciada por um membro ativo do grupo de trabalho, o cientista material Alain Kaloyeros, que no início dos anos 90 era professor da Universidade SUNY-Albany [1] .

A aplicação mais óbvia para nanotecnologia no Estado de Nova York é a indústria de semicondutores. Já desde os anos 1960. em Fishkil, Nova York, as instalações de fabricação de semicondutores da IBM estavam em operação. Apesar do fato de que a IBM possuía os recursos mais avançados no campo da microeletrônica, em 1980 m. a corporação reconheceu que, à medida que os custos e riscos na produção microeletrônica aumentam, ela é obrigada a confiar cada vez mais em fontes externas de suprimento e na colaboração com fabricantes estrangeiros para garantir suprimentos estáveis de componentes modernos para seus produtos e sistemas eletrônicos.

A IBM esteve ativamente envolvida em muitas iniciativas governamentais e do setor para enfrentar os crescentes desafios tecnológicos e manter uma base de fornecedores estável que pode fornecer à corporação componentes da qualidade e volume necessários. A mais significativa dessas iniciativas foi a criação, em 1987, do consórcio de pesquisa SEMATECH, criado para melhorar a qualidade e a competitividade da indústria de semicondutores dos EUA.

SEMATECH

A SEMATECH (SEmiconductor MAnufacturing TECHnology) foi fundada em 1987 como um consórcio sem fins lucrativos ou sem fins lucrativos que realiza pesquisas básicas em áreas promissoras da tecnologia de circuitos integrados semicondutores nos estágios de sua aplicação pré-competitiva (sem produção). A SEMATECH foi criada por iniciativa do governo dos EUA como uma parceria entre o governo e 14 empresas americanas de semicondutores para garantir a superioridade tecnológica da indústria americana de semicondutores sobre os concorrentes do Japão, que ficou em primeiro lugar no mundo em termos de produção de dispositivos semicondutores em meados da década de 1980. Para fornecer suporte legal ao trabalho do consórcio SEMATECH nos EUA, em 1984, foram adotados vários atos legislativos, incluindo:A Lei de Proteção de Chip de Semicondutores forneceu proteção à propriedade intelectual, e a Lei Nacional de Pesquisa Cooperativa facilitou as restrições antitruste (antitruste) para as joint ventures envolvidas em pesquisa e desenvolvimento.

As 14 maiores empresas de microeletrônica dos EUA nos EUA foram os participantes iniciais da SEMATECH: AT&T Microelectronics, Advanced Micro Devices, IBM, Digital Equipment, Harris Semiconductor, Hewlett-Packard, Intel, LSI Logic, Micron Technology, Motorola, NCR, National Semiconductor, Rockwell International e Texas Instruments. Inicialmente, a maioria das empresas não demonstrou interesse na iniciativa governamental e ingressou no consórcio sob pressão do governo. A SEMATECH possui um orçamento anual de US $ 200 milhões. Nos primeiros cinco anos, metade do orçamento anual foi pago pelo governo dos EUA através da Agência de Pesquisa Avançada do Departamento de Defesa (DARPA). O valor restante foi contribuído pelos membros da SEMATECH no valor de 1% de suas vendas. O pagamento mínimo foi de US $ 1 milhão e o máximo foi de US $ 15 milhões.Cerca de três anos depois, o consórcio entrou em colapso constantemente, mas depois de mais dois anos, o Conselho de Administração da SEMATECH, sentindo os benefícios da parceria, comprou a participação do governo e todo o orçamento começou a ser formado apenas a partir de contribuições dos membros da SEMATECH.

Em 1994, a restrição à participação de parceiros estrangeiros foi suspensa e o consórcio incluiu os maiores fabricantes de semicondutores de outros países: Infineon (Alemanha), NEC (Japão), Panasonic (Japão), Samsung (Coréia), Toshiba (Japão), TSMC (Taiwan) ) e outros.Os membros da SEMATECH produzem um total de mais de 50% do mercado global de IC de semicondutores. De acordo com seu status, a própria SEMATECH não pode projetar, fabricar ou vender produtos semicondutores. Os membros da SEMATECH fornecem recursos financeiros e equipe de pesquisa principal para o consórcio. Do total de 400 funcionários do consórcio, 220 são representantes de empresas participantes, que deveriam trabalhar de 6 a 30 meses no principal centro de pesquisa do consórcio em Austin, Texas.

A liderança do estado de Nova York procura maneiras de fortalecer a posição do estado no setor de semicondutores desde meados da década de 1980. Durante a formação da SEMATECH em 1987, Nova York tentou, sem sucesso, tornar-se um local baseado em consórcio (em vez disso, a organização se estabeleceu no Texas). Em 1988, por iniciativa do então governador de Nova York, Mario Cuomo, um programa de treinamento avançado em tecnologia de semicondutores foi introduzido na SUNY-Albany University. Em 1995, os primeiros investimentos sérios foram feitos na infraestrutura educacional e científica da SUNY-Albany. No início dos anos 2000, foi assinado um acordo de cooperação entre a SUNY-Albany e a IBM para criar um centro de pesquisa e prototipagem de nanoeletrônica em bolachas de 300 mm de diâmetro que não tinham análogos no mundo.

O governo do estado desenvolveu um programa de subsídios em larga escala para o desenvolvimento de infraestrutura de pesquisa para a indústria de semicondutores, que tem sido amplamente apoiada pela indústria e, em alguns casos, pelo governo federal:

O Estado de Nova York destinou US $ 85 milhões para a construção do Centro de Excelência em Nanoeletrônica e Nanotecnologia, CENN. O valor total do investimento público-privado foi de 185 milhões de dólares, a IBM foi o principal investidor privado.

O Estado de Nova York alocou US $ 100 milhões para desenvolver tecnologias de fabricação de semicondutores no Albany Innovation Center. O valor total do investimento público-privado foi de US $ 300 milhões, com a Tokyo Electron como principal investidor privado.

O Estado de Nova York comprometeu US $ 35 milhões para apoiar o Interconnect Focus Center for Hyper-Integration, uma tecnologia de interconexão em nanoescala. O projeto foi co-financiado pela DARPA e pela Microelectronics Advanced Research Corporation (MARCO).

A infra-estrutura de P&D para muitos desses projetos foi financiada em parte por investimento privado através da Fuller Road Management Corporation, uma empresa privada estabelecida por meio de uma parceria entre a New York State University Research Foundation e a Albany University Foundation para gerenciar as instalações de cluster de nanotecnologia construídas.

Em setembro de 2001, o governador de Nova York George Pataki, com a participação do professor da SUNY-Albany, Alain Kaloyeros, encontrou-se com o presidente da SEMATECH, Robert Helms, que o convenceu a abrir um centro de pesquisa da SEMATECH em Nova York. Este acordo, anunciado em 2002, marcou o início de uma colaboração de pesquisa entre a SUNY-Albany e a SEMATECH. Sob os termos do contrato, os investimentos em pesquisa conjunta do estado e da SEMATECH totalizaram US $ 160 milhões e US $ 40 milhões, respectivamente; A SUNY-Albany e a SEMATECH investiram US $ 120 milhões em termos materiais (incluindo o know-how disponível para a SEMATECH); A IBM investiu US $ 100 milhões em equipamentos e outros recursos para a universidade; O Estado de Nova York investiu US $ 50 milhões adicionais na construção de dois laboratórios de pesquisa em Albany.

Chegada a Nova York em 2000-2002 O consórcio SEMATECH e a empresa japonesa Tokyo Electron marcaram o início de um influxo estável e crescente de empresas manufatureiras e fornecedores de dispositivos e equipamentos semicondutores para a área de Albany. A Tokyo Electron e a SEMATECH foram atraídas principalmente pela construção de um centro de pesquisa de wafer de semicondutores com 300 mm de diâmetro na universidade. Realizada na primeira metade dos anos 2000 a transição da indústria de semicondutores de chapas com um diâmetro de 200 mm a 300 mm reduziu significativamente o custo dos produtos, no entanto, devido a um nível sem precedentes de investimento em pesquisa e desenvolvimento e construção de fábricas. A criação de um centro de pesquisa de 300 mm em Albany deu às pequenas empresas acesso a equipamentos que somente os gigantes da indústria podiam pagar.Graças a investimentos em larga escala na infraestrutura de pesquisa SUNY-Albany, à qual outras empresas podem acessar, o estado de Nova York conseguiu reunir em um só local todos os fatores-chave necessários para formar um cluster de nanotecnologia.

Desde 2005, os investimentos na área de Albany cresceram ainda mais. Em 2005, a ASML, um dos maiores fabricantes mundiais de equipamentos de processo de semicondutores, anunciou um investimento de US $ 325 milhões em Albany. A IBM, a Advanced Micro Devices, a Micron Technology e a Infineon investiram US $ 600 milhões, e o estado investiu US $ 180 milhões no consórcio INVENT, criado para integrar as capacidades técnicas das empresas para desenvolver tecnologias avançadas de litografia. Em setembro de 2005, a IBM e a Applied Materials investiram em conjunto outros US $ 300 milhões em P&D em nanotecnologia na Albânia.
Em 2006, a AMD anunciou planos para construir uma fábrica de wafer de semicondutores de US $ 3,2 bilhões no distrito de Saratoga, resultado de quase oito anos de negociações entre a empresa e o estado. Em 2008, a IBM firmou um contrato de US $ 1,6 bilhão com o Estado de Nova York, que incluiu a construção de um centro de pesquisa MEMS e tecnologia de empacotamento de semicondutores para 675 empregos, com uma área total de 12.000 m2. O centro de ciência e tecnologia em nanoescala (CNSE), criado na estrutura da SUNY-Albany, tornou-se o proprietário e o centro do centro. Em 2010, o consórcio SEMATECH anunciou que está mudando completamente suas operações de Austin, Texas, para Albany.

Como resultado, no estado de Nova York, foi possível formar um cluster nanotecnológico no campo da nanoeletrônica e microeletrônica, que praticamente une todo o ciclo tecnológico de desenvolvimento e produção dos mais recentes componentes semicondutores, incluindo treinamento de especialistas, desenvolvimento e produção de amostras experimentais, produção comercial, desenvolvimento e produção de ferramentas necessárias , equipamentos e ferramentas.

CNSE: Faculdade de Ciência e Tecnologia em Nanoescala

Em 2004, o Colégio de Ciências e Engenharia em Nanoescala (CNSE) foi estabelecido como parte do SUNY-Albany, cujo objetivo era treinar especialistas altamente qualificados no campo da nanotecnologia. O iniciador da criação do CNSE foi o então governador de Nova York, George Pataki, que estava convencido de que a criação de uma faculdade de nanotecnologia levaria à formação de um cluster de alta tecnologia. O corpo docente foi atraído por outros institutos SUNY e empresas comerciais; além disso, o CNSE começou a atrair cientistas (incluindo IBM e SEMATECH) que trabalhavam em cargos de pesquisa na universidade. Em 2007, o número de estudantes no CNSE era de 120 em comparação aos 40 originais, e cientistas destacados estavam envolvidos na equipe, por exemplo,Ji Ung Lee, especialista em nanotubos de carbono, líder da GE Global Research.

Guia CNSE. No centro está Alain Kaloyeros, presidente e CEO da SUNY-Albany.

Em 2006, a Small Time, a publicação do mercado de ações, nomeou o CNSE "No. 1 College for the Study of Nanotechnology". Em 2007, a SEMATECH consórcio colocado no território do CNSE sua sede, permitindo que a faculdade foi construída uma área construída de 23.000 m ²e no valor de US $ 100 milhões (NanoFab East). Em uma apresentação de 2008, o CEO da SEMATECH, Michael R. Polcari, observou que, embora as atividades de pesquisa do consórcio Albany fossem limitadas principalmente à litografia, “no futuro, quase todos os principais projetos de pesquisa da SEMATECH serão realizados em Albany, incluindo desenvolvimento de tecnologia. interconexões tridimensionais ". Segundo ele, “a maioria das inovações tecnológicas nas quais os membros da SEMATECH estão trabalhando estão ocorrendo agora no CNSE, criando chips de computador mais poderosos e com maior lucratividade. O College of Nanotechnology lidera a pesquisa líder no campo da chamada litografia ultra-ultravioleta (EUV), em que a luz com comprimento de onda extremamente curto é usada para gravar os menores componentes e circuitos em uma bolacha ” [2].

Até 2015, mais de 400 estudantes de 4 áreas estudam no CNSE:

Ciências em Nanoescala (Bacharelado, Mestre, Ph.D.)
Nanotecnologia (Bacharelado, Mestre, Ph.D.)
Nanobiotecnologia (Ph.D.)
Economia de Nanoprodutos (Ph.D.)

O CNSE inclui um grande número de centros e laboratórios de pesquisa, onde professores, estudantes e representantes de empresas comerciais implementam muitos programas de pesquisa. A seguir, é apresentada uma lista de apenas alguns deles:

Centro de Desenvolvimento no campo da energia solar. Parceiros: SEMATECH, Consórcio Fotovoltaico dos Estados Unidos.
Centro de Excelência em Nanomateriais e Nanoeletrônica (CATN2).
Centro de Litografia em Nanoescala (CNL). Parceiro: Vistec Lithography, Inc.
Centro de Pesquisa em Tecnologia de Semicondutores (CSR). Parceiros: IBM, Micro dispositivos avançados, SONY, Toshiba, Tóquio Electron, Materiais aplicados.
Centro de P&D para Integração de Chip de Computador (CICC). Parceiros: IBM e SEMATECH.
Centro de Pesquisa e Desenvolvimento de Materiais Aplicados.

O núcleo do CNSE em Albany é o Complexo NanoTech, com uma base de material (treinamento, laboratório e espaço de escritório) de 120.000 m ² . A área de instalações industriais limpas de primeira classe é de 12 500 m ²., eles coletaram equipamentos de laboratório e produção exclusivos, incluindo uma linha totalmente integrada para a produção de protótipos-piloto de circuitos integrados em placas com diâmetros de 300 mm e 450 mm. O Complexo de Nanotecnologia da CNSE emprega mais de 4.000 cientistas, pesquisadores, engenheiros, estudantes e professores. Os centros e laboratórios do CNSE estão localizados não apenas dentro do nanocluster da Albânia, mas também além de suas fronteiras em todo o estado de Nova York (Buffalo, Rochester, Siracusa, Canandaigua, Utica). O valor total dos investimentos no desenvolvimento do CNSE é superior a 43 bilhões de dólares.

A escala da integração do CNSE com empresas e corporações industriais também é significativa. O número de parceiros corporativos da CNSE é mais de 300 e inclui as principais empresas e consórcios do mundo na área de nano e microeletrônica: IBM, Intel, GlobalFoundries, Samsung, TSMC, Toshiba, Materiais Aplicados, Tokyo Electron, ASML, Lam Research, SEMATECH, G450C. transforma o CNSE em um importante centro mundial de pesquisa e educação para nanotecnologia, tanto em termos de concentração de especialistas e investimentos em infraestrutura quanto no volume de trabalho realizado.

Infraestrutura CNSE

O CNSE possui infraestrutura não apenas no campus de Albany, mas em todo o estado. A tabela abaixo resume as principais propriedades do CNSE e seus recursos tecnológicos.

Object	Cidade	Comissionamento	Volume de investimentos, milhões $	Área, 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	150	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

De acordo com informações oficiais da CNSE, o complexo de nanotecnologia em Albany é um sistema totalmente integrado de treinamento, pesquisa, desenvolvimento e prototipagem que fornece suporte estratégico aos residentes corporativos do complexo por meio de coordenação com órgãos governamentais, aceleração de tecnologia, incubação de empresas, prototipagem e medição piloto.

A infraestrutura de pesquisa e produção do complexo fornece um ciclo completo de trabalho em áreas como nano e microeletrônica, nanofotônica e optoeletrônica, sistemas nano e microeletromecânicos (NEMS e MEMS), nanoeletricidade.

Fabricação de semicondutores

A maior gama completa de equipamentos do mundo para produção de chapas de 450 mm de diâmetro:

desenvolvimento e produção sob os auspícios do consórcio G450C: CNSE, IBM, Intel, Samsung, TSMC, Fundições Globais;
tecnologia nominal 14/10 nm;
tecnologias estão sendo desenvolvidas entre 10 e 7 nm;
Até 2016, a disponibilidade de equipamentos será de 96%;
plano de instalação do equipamento litográfico para 450 mm:
- 2013 - Prototipagem, 193i: Estruturação de nódulos de 14 nm
- 2014 Beta 193 i / seco
- Teste beta de 2014, EUV
- 2015 - início da produção 193i / seco
- 2016 - início da produção EUV
- 2016 - Produção 193i / seca
- 2017 - produção EUV

Seção de linha integrada para placas de 450 mm.

Produção em chapas com diâmetro de 300 mm

instalações de produção limpa, com uma área total de 12.500 m2;
tecnologias nominais: 14 nm, 22 nm, 28 nm, 32 nm, 45 nm, 65 nm, 90 nm CMOS e RF CMOS;
tecnologias estão sendo desenvolvidas entre 10 e 7 nm;
conjunto completo de equipamentos: mais de 120 instalações;
capacidade de produção de 5.000 lançamentos de chapas por mês (30 por dia);
a linha piloto opera 24/7;

Processos tecnológicos:

litografia (MUV, 193i, EUV, e-beam);
deposição de filmes (metais, CVD, dielétrico);
planarização mecânica química (CMP);
gravura;
conjuntos de máscaras (90 nm, 65 nm, 32 nm, TSV);
Integração CMOS (elementos RF passivos, transistores de efeito de campo RF, capacitores MDM, MEMS).
tratamento térmico (recozimento de Cu);
metalização (FEOL: NiPt (5%), Ti, TiN, TiOx, Si, Ta, TaN, TaOx. BEOL: Ta, TaN, Cu, Ti).
tratamento químico líquido
implantação
estudos analíticos (AES, FIB, SEM, SIMS, TEM, XPS, AFM)

Comparação de uma placa de 300 mm de diâmetro e a primeira placa de 450 mm estruturada por litografia de imersão em 193 nm (193i). Junho de 2014.

Produção em chapas com diâmetro de 100 mm, 150 mm, 200 mm:

instalações de produção limpas no NanoFab 200 e NanoFab North;
material do substrato: silício, vidro, cerâmica, polímeros.
dispositivos fabricados: MEMS, bioMEMS, RF MEMS, microfluídica, micro-óptica, processamento 3D.

Processos tecnológicos:

pulverização por película fina (PVD, ALD, PECVD, evaporação;
estruturação (configurações do EVG Bonder / Aligner);
condicionamento (líquido, TMAH, KOH, seco, oxigênio);
colagem (ânodo, termocompressão, epóxi, temporária);
planarização mecânica química (CMP)
ciclo completo de medições.

Além da produção microeletrônica para as necessidades dos participantes do nanocluster, o CNSE aceita pedidos para a fabricação de chapas com diâmetro de 200 mm e 300 mm de organizações de terceiros que não são residentes do CNSE. Nesse caso, o candidato deve entrar em contato com o vice-presidente de desenvolvimento de negócios da CNSE para avaliar a viabilidade do projeto, sua duração e custo aproximados. Em caso de concordância fundamental com as condições, o solicitante preenche o formulário de solicitação de processamento de chapas e o envia juntamente com a documentação técnica (topologia, requisitos para máscaras, chapas, medições) ao CNSE, onde é faturada a fatura do trabalho. Depois disso, as partes assinam um contrato para processar as chapas e o projeto é colocado na fila de produção.

Consórcio Global G450C

Em setembro de 2011, o governador Andrew Cuomo anunciou a assinatura de um acordo entre o estado de Nova York e as cinco principais empresas de microeletrônica: IBM, Global Foundries, Samsung, Intel e TSMC para criar a próxima geração de instalações de fabricação de semicondutores em Nova York, com base em em placas com um diâmetro de 450 mm. O estado comprometeu-se a investir US $ 400 milhões no CNSE, desde que o dinheiro do orçamento não seja alocado a nenhuma empresa de consórcio em particular. Cinco membros do consórcio, por sua vez, prometeram investir um total de US $ 4 bilhões.

A estrutura criada foi denominada Global Consortium para o desenvolvimento e implementação de chapas com um diâmetro de 450 mm (Global 450mm Wafer Development and Deployment Consortium, G450C). A sede do consórcio está localizada no território do nanocluster CNSE no edifício NanoFab Xtension, há também uma das linhas para chapas de 450 mm (está planejado para atingir sua capacidade de projeto em 2016).

A criação do consórcio foi projetada para simplificar a criação no estado de Nova York da fabricação de semicondutores usando tecnologias de nova geração em bolachas de 450 mm a um custo de investimento de mais de US $ 10 bilhões por planta. O G450C foi projetado para criar um total de 2.500 novos empregos de alta tecnologia no estado, e o número de empregos criados no setor de construção em Albany foi de 1.500.

Os objetivos do G450C são dois projetos:

IBM 22 14 .
300 450 , .

Um participante de projetos do CNSE é o Fundo de Pesquisa da Universidade do Estado de Nova York (SUNY Research Foundation), e da New York State - New York City Urban Development Corporation através da Empire State Development Corporation (ESDC).

Sob os termos do Projeto No. 1, a IBM está investindo um total de mais de US $ 3,6 bilhões em P&D e prototipagem usando tecnologias de 22 nm e 14 nm em três locais: no nanocluster CNSE em Albany e nas fábricas da IBM em Fishkil e Yorktown Heights.

	Investimento da IBM no projeto nº 1 (US $ milhões)
	2011	2012	2013	2014	2015	Total
Fábricas IBM em Fishkill e Yorktown	500	1035	870	330	90	2825
CNSE	200	200	150	150	100	800

As obrigações de investimento da IBM podem ser cumpridas com parceiros da IBM, fabricantes e fornecedores de equipamentos e materiais.

Por sua vez, nos termos do contrato, a Fundação (CNSE) fornece o comissionamento do complexo NanoFab Xtension (comissionado em 2013), fornece à IBM salas limpas de 1000 m2 e atrai recursos orçamentários do Estado de Nova York (através da ESDC) no valor não superior a US $ 200 milhões por 5 anos. O fundo, em nome da CNSE, possui todas as instalações, ferramentas e equipamentos materiais e técnicos, usando a tecnologia de 22 nm e 14 nm, adquiridos de fundos orçamentários.

	Investimento do Estado de Nova York no projeto nº 1 (US $ milhões)
	2011	2012	2013	2014	2015	Total
CNSE	40.	70	60	30	0 0	200

Sob os termos do Projeto No. 2, a Fundação (CNSE) fornece aos membros do G450C um espaço adicional para a sala limpa de 2.300 m2. Para comprar equipamentos, o Fundo atrai fundos do orçamento do Estado no valor de não mais de US $ 200 milhões durante um período de 5 anos (excluindo material e instalações técnicas). Os membros do consórcio, por sua vez, comprometem-se a fazer investimentos totais no valor de mais de US $ 825 milhões. Os equipamentos e instalações técnicas e materiais para produção em chapas de 450 mm compradas pelo Fundo permanecem propriedade do Fundo (CNSE) e são alugados a um consórcio por US $ 1 por ano. Salas limpas produzidas pelo G450C em junho de 2015. De acordo com o contrato de investimento, o esquema para financiar o projeto pelas partes em 2011–2015. da seguinte forma (o investimento estatal não inclui o custo da construção civil):

	Montante dos investimentos (em milhões de dólares)
	2011	2012	2013	2014	2015	Total
Estado de Nova York (através da Fundação e 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
Fundições globais	7,5	15	15	15	22	75
Fabricantes e fornecedores de equipamentos	25	75	100	150	100	450

Conclusões

O mecanismo de criação de nanocluster CNSE é bastante tradicional para os clusters de alta tecnologia americanos - uma grande universidade estadual (SUNY) forma um centro de pesquisa especializado (CNSE), que por sua vez começa a atrair as principais empresas industriais com seus desenvolvimentos. A assistência das autoridades regionais desempenha um papel importante nisso - inicialmente, o apoio ao governo do estado de Nova York passou diretamente por várias formas de desenvolvimento estratégico da "sua" universidade, e depois por incentivos fiscais, financiamento de projetos de infraestrutura e doações direcionadas a empresas industriais.

Os principais participantes do nanocluster SUNY-Albany:

Devido à escala única de recursos financeiros e humanos que o estado de Nova York pode atrair devido à sua situação territorial e econômica, a aplicabilidade do modelo de desenvolvimento nanotecnológico de Nova York é limitada ao nível de outros estados dos EUA e pequenas unidades territoriais de outros estados. No entanto, os princípios básicos desse modelo podem ser usados com sucesso para resolver problemas semelhantes em um nível regional e nacional mais amplo, inclusive na Rússia.

Preparado a partir de materiais de fontes abertas e sites oficiais das organizações mencionadas

[1] Melhores práticas em iniciativas de inovação estaduais e regionais.Ed. Ch.W. Wessne. Washington DC 2013

[2] “Pesquisa do NanoCollege da SEMATECH Boss Touts”, The Times Union 20 de maio de 2008.

Nanotecnologia do estado de Nova York: como a universidade e as empresas SUNY transformaram o estado no vale do silício do século XXI