Yi Zou, Kıdemli Mühendislik Direktörü, ASML Silicon Valley - Röportaj Dizisi

Yi Zou, şuradaki veri bilimi ürün mühendisliği ekiplerini yönetiyor: ASML Silikon Vadisi. ASML, daha küçük düğümlerde karşılaşılan artan karmaşıklıkları ele alan gelişmiş yazılım ve metroloji çözümleri geliştirir.

Mühendislik yapmak için seni ilgilendiren şey neydi?

Çocukken her zaman çok meraklıydım ve işlerin nasıl yürüdüğünü anlamakla ilgileniyordum. Bu, lisede fen gibi konulara yönelmeme neden oldu, ancak mühendislerin gerçek sorunları çözmek ve dünyamıza olumlu bir etki yapmak için çözümler tasarlayıp inşa eden insanlar olduğunu çabucak fark ettim.

Üniversitede, mühendislik derecelerinin fizik ve matematiğin temellerinin ötesinde, iş piyasasında birçok farklı kariyere büyük ölçüde aktarılabilen diğer önemli becerileri geliştirmeye nasıl odaklandığını da takdir ettim. Mühendisler, yaratıcı konseptten sistem tasarımına ve nihai ürüne kadar, güçlü analitik düşünme ve kritik problem çözme becerilerinin yanı sıra fikirleri hayata geçirmek için gereken büyük resim düşüncesinden detay odaklı bir yaklaşıma geçiş yapma becerisi kazanırlar.

ASML'de Kıdemli Mühendislik Direktörü olma serüveninizi bizimle paylaşır mısınız?

2014 yılında, silikon çipler tasarlayan ve üreten bir Amerikan yarı iletken şirketi olan GlobalFoundries'den ASML'ye katıldım. ASML Silicon Valley'deki İleri Teknoloji Geliştirme ekibinin bir üyesi olarak, gelişmiş kalıp çözünürlüğü gibi çiplerin üretim sürecini iyileştirmek için kullanılan litografi tekniklerini değerlendirmeye ve prototip oluşturmaya odaklanan birkaç araştırma projesine liderlik ettim.

Aynı dönemde makine öğrenimi konusunda uzmanlaşmış bir teknik ekip kurdum. Yeni bir ürün ailesinin geliştirilmesine yol açan çeşitli kritik uygulamalara derin öğrenmenin uygulanmasının fizibilitesini gösterdik. Ayrıca, yüksek hacimli üretim fabrikalarında (yongaların üretildiği fabrikalar) veri bilimi uygulamalarını keşfetmek için önde gelen bir yonga yapım şirketiyle yakın işbirliğine öncülük ettim. Bu, ASML için birçok yeni katma değer fırsatının yaratılmasına yol açtı. 2019'daki son terfimden bu yana, veri bilimi tekniklerini daha geniş müşteri pazarımıza genişletmeye devam ediyorum.

ASML, çip üreticilerine litografi yoluyla silikon üzerinde seri üretim kalıpları üretmek için ihtiyaç duydukları her şeyi (donanım, yazılım ve hizmetler) sağladığı için yarı iletken endüstrisinde bir inovasyon lideridir. Bilgisayar çipleri tasarlamak için litografinin ne olduğunu hızlıca özetler misiniz??

ASML'nin yaptığı iş, çipleri daha güçlü, daha ucuz, daha enerji verimli ve daha yaygın hale getirmek için önemli bir bileşendir. Temelde bir projeksiyon sistemi olan, ince silikon dilimleri üzerinde milyarlarca küçük yapı oluşturmak için ultraviyole ışık kullanan litografi sistemimizle başlar.

Işık, basılacak desenin ('retikül' veya 'maske' olarak bilinir) planına yansıtılır. Optikler, deseni daha önce ışığa duyarlı bir kimyasalla kaplanmış olan silikon levhaya odaklar. Pozlanmamış kısımlar kazındığında, üç boyutlu bir desen ortaya çıkar. Paralel olarak ölçüm ve pozlama yapan adımla ve tara sisteminde süreç defalarca tekrarlanır.

Bu çipler, ince tabakalar üzerinde milyarlarca küçük bağlantıya sahip devrelerin çok katlı bir "şehrini" oluşturur. Bu yapılar birlikte bir entegre devre veya çip oluşturur. Çip üreticileri bir çipe ne kadar çok yapı sıkıştırabilirse o kadar hızlı ve güçlü olur.

ASML'nin iki ana litografi sistemi türü vardır. Başlamak için EUV litografi sisteminin ne olduğunu açıklayabilir misiniz?

EUV, litografi ilerlemesinde başından beri atılan en büyük adımı temsil ediyor. EUV ışığıyla ilgili en zor şey, her şey tarafından, hatta hava tarafından emilmesidir. Ayrıca üretilmesi çok zor.

Bir EUV litografi sistemi, ışığın gofretin üzerine inecek kadar uzağa gidebildiği büyük bir yüksek vakumlu odaya sahiptir. Işık, bir dizi ultra-yansıtıcı ayna tarafından yönlendirilir. Bir EUV sistemi, mikroskobik bir erimiş kalay damlacığına (saniyede 50,000 kez hareket eder) ateşleyen ve bunu plazmaya dönüştüren, daha sonra bir ışına odaklanan EUV ışığı yayan yüksek enerjili bir lazer kullanır.

DUV litografi sisteminin EUV litografi sisteminden nasıl farklı olduğunu açıklayabilir misiniz?

DUV litografi sistemimiz, çok çeşitli yarı iletken düğümler ve teknolojiler üretmek için kullanılan endüstrinin işgücüdür. EUV, uygun fiyatlı ölçeklendirme sağlamak için en gelişmiş düğümlerde ve kritik katmanlarda DUV sistemleriyle birlikte kullanılır.

ASML'nin gerçekten etkileyici yönlerinden biri, şirketin 'klasik' PAS 5500 ve TWINSCAN litografi sistemleri gibi eski sistemleri nasıl yenilediğidir. Şu anda ne için yenileniyorlar?

Hem Moore Yasası hem de Moore'dan Daha Fazlası, uygun maliyetli çözümlerimize yönelik talebi besleyerek, hem yeni inşa edilen TWINSCAN daldırmalı ve kuru sistemlerin hem de yenilenmiş PAS 5500 ve TWINSCAN adımlayıcıları ve tarayıcılarının satışlarını artırdı.

ASML'nin çalışabileceği mevcut nanometre dalga boyu nedir?

ASML'nin en gelişmiş EUV litografi sistemleri, 13.5 nm dalga boyunda EUV ışığı sağlar.

Moore Yasası onlarca yıldır tutarlı. Moore Yasası'nın sona yaklaştığına veya daha da genişletilebileceğine inanıyor musunuz?

Moore Yasasını genişletmek giderek daha zor ve maliyetli hale geliyor, ancak henüz ölmedi. Bazılarının inanmamızı istediği gibi, fiziğin temel sınırlarına o kadar yakın değiliz. Yeni nesil çip tasarımları, daha egzotik malzemeleri, yeni paketleme teknolojilerini ve daha karmaşık 3D tasarımları içerecek. Bu yeni tasarımlar, gelişmiş yapay zeka ve 5G ile hızlı bağlantı gibi bir sonraki büyük yenilik dalgalarını mümkün kılacak ve henüz tasarlamadığımız tüketici ürünleri üretecek.

Ben kişisel olarak ASML'nin Uygulamalar iş kolunda çalışıyorum ve çip üreticileri tarafından silikon üzerinde çok daha küçük kalıpları toplu olarak üretmek için kullanılan donanımımızın performans yeteneklerini genişletmek için yazılım çözümleri geliştirmeye odaklandım. Geliştirdiğimiz yazılımlar olmadan litografi sistemlerimizin gittikçe küçülen boyutlarda çipler üretmesi imkansız olurdu.

Mühendis ekibimiz, desen oluşturma sürecini etkileyen fiziksel etkileri anlamak ve modellemek için sürekli çalışıyor, böylece bir tasarım deseninin bir silikon gofrete nasıl basılacağını tahmin edebiliyor ve istediğimiz görüntüyü oluşturmak için şeklini optimize edebiliyoruz.

Bu, büyük ölçekli, dağıtılmış yüksek performanslı bilgi işlem mimarisinin verimli ve doğru kullanımını gerektiren yinelemeli, hesaplama açısından yoğun bir süreçtir. Günümüzün gelişmiş çiplerinde milyarlarca transistör var, bu da milyarlarca modelin görüntülenmesini simüle etmemiz ve optimize etmemiz gerektiği anlamına geliyor. Bunu 24 saat içinde aşırı doğrulukla başarmak için, doğruluk ve çalışma süresi açısından model performansını iyileştirmeye devam etmenin akıllı yollarını bulmalıyız.

Bu çip düzenleri Moore Yasasını genişletmek için daha karmaşık hale geldikçe, makine öğrenimi simülasyon ve üretim sürecinin önemli bir bölümünü önemli ölçüde hızlandırabilir. ASML Silicon Valley'deki ekipler içinde veri bilimcileri, fiziksel model tarafından bilinmeyen karmaşık fiziğin anlaşılmasına yardımcı olacak yeni bir sinir ağının nasıl tasarlanacağını ve ardından fiziksel modelleme yaklaşımını artırmak için sinir ağını nasıl kullanacaklarını araştırıyorlar.

Titiz fiziksel modeller ve makine öğrenimi modelleri geliştirmek için kullanılan metodoloji çok benzer. Her ikisi de tahmini şekillendirmek için çok sayıda deneysel sonuca ve veriye ihtiyaç duyar, ancak makine öğrenimi, doğruluğu artırırken çok fazla zaman ve emek tasarrufu sağlar. Ayrıca, süreç kontrolünü geliştirmek için bir üretim ortamında üretilen büyük miktarda veriden daha tam olarak yararlanma fırsatı sunar.

Bu, sektörümüzdeki daha geniş temayı gösteren bir örnekten başka bir şey değildir: Moore Yasasını genişletme misyonuyla görevlendirilmiş teknoloji uzmanları olduğu sürece, yeni yenilikçi çözümler ölçeklendirme sorununu birçok farklı yaratıcı yolla ele alacaktır.

ASML ile ilgili paylaşmak istediğiniz başka bir şey var mı?

Silikon Vadisi'nde ASML, fiziksel modelleme ve sayısal algoritmalardaki benzersiz uzmanlığından yararlanarak Moore Yasasını genişletmeye adanmış son derece uzmanlaşmış bir yazılım merkezi kullanır.

Bu, bizi, aşağıdakiler de dahil olmak üzere, şirket için birkaç temel zorunluluğa odaklanmamız için konumlandırıyor:

• Moore Yasasını genişletmek için litografi sürecini simüle etmeye odaklanan makine öğrenimi uygulamalarımızı daha da ilerletmek için sürekli büyüyen hesaplama gücünden yararlanın,
• Modelleme optimizasyon teknolojisini geliştirmek için büyük miktarda yüksek kaliteli görüntü verisi oluşturmak ve daha iyi kullanmak kadar, model doğruluğunu daha da geliştirmek için hesaplama ve metroloji yetkinliklerimizi entegre edin ve
• Moore Yasasının devamını desteklemek için yeni nesil EUV litografi yol haritasına yönelik hesaplamalı çözümlerimizi destekleyin ve genişletin.

Bunlar farklı ürün yol haritaları olsa da, her bir paralel yol, çip üreticisinin agresif ölçeklendirme çabalarını daha da sürdürmek için çok önemlidir. Ve makine öğrenimi, her yolda kullanılan kolaylaştırıcı bir teknolojidir. İnovasyonlarımız yalnızca tüm bir tüketici teknolojisi endüstrisini ilerletmekle kalmıyor, aynı zamanda sürekli artan bilgi işlem gücü kazandıkça kendi ürünlerimizde daha fazla inovasyon sağlıyor.

Tüm sorularımızı yanıtladığınız için teşekkür ederiz. Daha fazla bilgi edinmek isteyen okuyucular şu adresi ziyaret etmelidir: ASML Silikon Vadisi