Ии Зоу, виши директор инжењеринга, АСМЛ Силицијумска долина – серија интервјуа

Ии Зоу управља тимовима за инжењеринг производа за науку о подацима у АСМЛ Силицијумска долина. АСМЛ развија софистицирана софтверска и метролошка решења, решавајући све ескалирајуће сложености са којима се сусрећу на мањим чворовима.

Шта вас је занимало да се бавите инжењерингом?

Као дете, увек сам био веома радознао и заинтересован да разумем како ствари функционишу. То ме је навело да гравитирам предметима попут науке у средњој школи, али брзо сам схватио да су инжењери људи који су дизајнирали и изградили решења за решавање стварних проблема и позитивног утицаја на наш свет.

На колеџу сам такође ценио како су се инжењерске дипломе фокусирале на развој других важних вештина, изван основа физике и математике, које су веома преносиве на тржишту рада на многе различите каријере. Инжењери стичу снажно аналитичко размишљање и вештине решавања критичних проблема, као и способност преласка између размишљања велике слике на приступ оријентисан на детаље који је потребан за оживотворење идеја – од креативног концепта до дизајна система до крајњег производа.

Можете ли да поделите са нама свој пут како сте постали старији директор инжењеринга у АСМЛ?

Године 2014. придружио сам се АСМЛ-у из ГлобалФоундриес, америчке компаније за производњу полупроводника која дизајнира и производи силицијумске чипове. Као члан тима за развој напредне технологије у АСМЛ Силицијумској долини, водио сам неколико истраживачких пројеката фокусираних на процену и израду прототипова литографских техника које се користе за побољшање процеса производње чипова, као што је побољшана резолуција шаблона.

Током истог временског периода, изградио сам технички тим који се специјализовао за машинско учење. Показали смо изводљивост примене дубоког учења на неколико критичних апликација, што је довело до развоја нове породице производа. Такође сам водио блиску сарадњу са водећом компанијом за производњу чипова како бих истражио апликације за науку о подацима у фабрикама за производњу великог обима (фабрика у којима се праве чипови). Ово је довело до стварања неколико нових могућности додатне вредности за АСМЛ. Од моје последње промоције 2019. године, настављам да ширим технике науке о подацима на наше шире тржиште купаца.

АСМЛ је лидер у иновацијама у индустрији полупроводника, јер произвођачима чипова пружа све што им је потребно – хардвер, софтвер и услуге – за масовну производњу узорака на силицијуму путем литографије. Можете ли брзо да резимирате шта је литографија у односу на дизајнирање компјутерских чипова?

Посао који АСМЛ обавља је кључни састојак за стварање моћнијих, јефтинијих, енергетски ефикаснијих и свеприсутнијих чипова. Почиње са нашим литографским системом, који је у суштини систем за пројекцију, који користи ултраљубичасто светло да створи милијарде сићушних структура на танким кришкама силицијума.

Светлост се пројектује на нацрт узорка (познат као 'концелица' или 'маска') који ће бити одштампан. Оптика фокусира узорак на силицијумску плочицу, која је раније била обложена хемикалијом осетљивом на светлост. Када се неекспонирани делови угравирају, открива се тродимензионални образац. Процес се понавља изнова и изнова у том систему корак и скенирање, који паралелно мери и излаже.

Ти чипови формирају оно што представља „град“ са више спратова кола са милијардама сићушних веза на танким слојевима. Заједно, ове структуре чине интегрисано коло или чип. Што више структура које произвођачи чипова могу натрпати на чип, то је он бржи и моћнији.

АСМЛ има два главна типа литографских система. За почетак, можете ли објаснити шта је систем ЕУВ литографије?

ЕУВ представља највећи корак у напретку литографије од почетка. Проблем са ЕУВ светлом је што га све апсорбује, чак и ваздух. Такође је познато да је тешко генерисати.

ЕУВ литографски систем има велику комору високог вакуума у ​​којој светлост може да путује довољно далеко да слети на плочицу. Светлост је вођена низом ултрарефлектујућих огледала. ЕУВ систем користи ласер високе енергије који испаљује микроскопску капљицу растопљеног калаја (која путује 50,000 пута у секунди) и претвара је у плазму, емитујући ЕУВ светлост, која се затим фокусира у сноп.

Можете ли да објасните како се ДУВ литографски систем разликује од ЕУВ литографског система?

Наш ДУВ литографски систем је радни коњ индустрије који се користи за производњу широког спектра полупроводничких чворова и технологија. ЕУВ се користи заједно са ДУВ системима на најнапреднијим чворовима и критичним слојевима како би се омогућило приступачно скалирање.

Један од заиста импресивних аспеката АСМЛ-а је како компанија обнавља старе системе као што су 'класични' ПАС 5500 и ТВИНСЦАН литографски системи. За шта се тренутно реновирају?

И Муров закон и Више од Мура захтевају гориво за нашим исплативим решењима, подстичући продају и новоизграђених ТВИНСЦАН система за урањање и суво, као и реновираних ПАС 5500 и ТВИНСЦАН степера и скенера.

Са којом тренутном нанометарском таласном дужином АСМЛ може да ради?

АСМЛ најнапреднији ЕУВ литографски системи испоручују 13.5 нм таласне дужине ЕУВ светлости.

Муров закон је конзистентан већ више деценија, да ли верујете да је Муров закон при крају или да се може даље проширити?

Проширивање Муровог закона постаје све теже и скупље, али није мртво. Нисмо толико близу фундаменталним границама физике као што би неки желели да верујемо. Дизајн чипова следеће генерације ће укључивати више егзотичних материјала, нове технологије паковања и сложеније 3Д дизајне. Ови нови дизајни ће омогућити следеће велике таласе иновација, попут напредне вештачке интелигенције и брзог повезивања са 5Г, као и генерисање потрошачких производа које још нисмо ни замислили.

Ја лично радим у оквиру АСМЛ-овог пословања са апликацијама фокусираног на развој софтверских решења за проширење перформанси нашег хардвера, који произвођачи чипова користе за масовну производњу све мањих шаблона на силицијуму. Било би немогуће да наши системи за литографију производе чипове све мањих димензија без софтвера који развијамо.

Наш тим инжењера стално ради на разумевању и моделовању физичких ефеката који утичу на процес обликовања узорака, тако да можемо да предвидимо како ће шаблон дизајна бити одштампан на силиконској плочици и оптимизовати њен облик да генерише слику коју желимо.

Ово је понављајући, рачунарски интензиван процес који захтева ефикасно и тачно коришћење дистрибуиране рачунарске архитектуре великих размера високих перформанси. Данашњи напредни чипови имају милијарде транзистора, што значи да морамо симулирати и оптимизирати слике милијарди образаца. Да бисмо ово постигли са изузетном тачношћу у року од 24 сата, морамо пронаћи паметне начине да наставимо да побољшавамо перформансе модела, у смислу тачности и времена рада.

Како ови распореди чипова постају сложенији како би се проширио Муров закон, машинско учење може драматично убрзати кључни део процеса симулације и производње. У оквиру тимова у АСМЛ Силицијумској долини, научници података истражују како да дизајнирају нову неуронску мрежу како би помогли у разумевању сложене физике која је непозната физичком моделу, а затим да користе неуронску мрежу за проширење приступа физичком моделовању.

Методологија која се користи за развој ригорозних физичких модела и модела машинског учења су веома сличне. И једном и другом је потребно много експерименталних резултата и података да би се обликовало предвиђање, али машинско учење штеди много времена и труда, а истовремено побољшава тачност. Такође представља прилику да се потпуније искористе велике количине података генерисаних у производном окружењу како би се побољшала контрола процеса.

Ово је само један пример који илуструје ширу тему у нашој индустрији: све док постоје технолози који имају задатак да прошире Муров закон, нова иновативна решења ће се бавити проблемом скалирања кроз много различитих креативних путева.

Постоји ли још нешто што бисте желели да поделите о АСМЛ-у?

У Силицијумској долини, АСМЛ користи високо специјализовану софтверску електрану посвећену проширењу Муровог закона користећи своју јединствену експертизу у физичком моделовању и нумеричким алгоритмима.

Ово нас позиционира да се фокусирамо на неколико кључних императива за компанију, укључујући:

• Искористите све већу рачунарску снагу да додатно унапредите наше апликације за машинско учење фокусиране на симулацију процеса литографије како бисте проширили Муров закон,
• Интегришите наше рачунарске и метролошке компетенције да додатно побољшате тачност модела, као и да генеришете и боље искористите велику количину висококвалитетних података о слици за побољшање технологије оптимизације шаблона, и
• Подржите и проширите наша рачунарска решења за следећу генерацију ЕУВ литографске мапе како бисте подржали наставак Муровог закона.

Иако су ово различите мапе пута производа, свака паралелна путања је кључна за даље одржавање агресивних напора произвођача чипова за скалирање. А машинско учење је омогућавајућа технологија која се користи на сваком путу. Наше иновације не само да покрећу читаву индустрију потрошачке технологије, већ и покрећу даље иновације у оквиру наших сопствених производа док добијамо све већу рачунарску моћ.

Хвала вам што сте одговорили на сва наша питања. Читаоци који желе да сазнају више треба да посете на АСМЛ Силицијумска долина