DARPA, ABD Savunma Bakanlığı için 3D entegre çoklu yongalı gelişmiş ‘yarı iletken mikro sistemleri’ geliştirmek üzere Austin’deki Teksas Üniversitesi’ndeki (UT) Teksas Elektronik Enstitüsü’nü (TIE) seçti. Bu proje, yüksek performanslı, enerji açısından verimli, hafif ve kompakt savunma sistemleri üretmek için ulusal bir Ar-Ge ve prototipleme tesisi oluşturmayı içeriyor.
1,4 milyar dolarlık proje
Proje DARPA’nın bir parçasıdır Yeni Nesil Mikroelektronik Üretimi (NGMM) 3D paketleme teknolojileri tasarlamayı ve askeri ve sivil kullanım için uygun tesisler inşa etmeyi amaçlayan program. Proje 1,4 milyar dolarlık bir yatırım içeriyor, DARPA 840 milyon dolar katkıda bulunuyor ve Teksas Yasama Meclisi TIE’ye 552 milyon dolar daha yatırıyor.
Bu fon, hem savunma sektörü hem de yarı iletken endüstrisi için 3DHI çoklu yonga entegrasyonunda ikili kullanımlı yenilikleri teşvik etmek üzere ayarlanan iki UT üretim tesisinin modernizasyonu için kullanılacak. Bu tesisler kendi kendine yetecek ve akademi, endüstri (startup’lar dahil) ve hükümet tarafından erişilebilir olacak.
Program, her biri 2,5 yıl süren iki aşamayı kapsıyor. İlk aşamada TIE, merkezin altyapısını ve temel yeteneklerini oluşturmaya odaklanacak. İkinci aşama, DoC için önemli olan 3B entegre (3DHI) donanım prototipleri oluşturmayı ve çeşitli süreçleri otomatikleştirmeyi içerecek. Ek olarak, TIE, DARPA ile ayrı olarak finanse edilen diğer tasarım zorlukları konusunda iş birliği yapacak.
“Önde gelen mikroelektronik üretimine yatırım yaparak, bu savunmasız tedarik zincirini güvence altına almaya, ulusal güvenliğimizi ve küresel rekabet gücümüzü artırmaya ve kritik teknolojilerde inovasyonu teşvik etmeye yardımcı oluyoruz,” dedi ABD Senatörü John Cornyn. “DARPA’nın UT TIE ile ortaklığı sayesinde bu kaynakların sağlayacağı yeni nesil yüksek performanslı yarı iletkenler, yalnızca savunmamızı güçlendirmekle kalmayacak, aynı zamanda ABD’nin bu kritik sektördeki liderlik rolünü geri kazanmasının yolunu açacak ve önümüzdeki yıllarda Teksas liderliğinde daha fazla ilerleme görmeyi dört gözle bekliyorum.”
Askeri düzeyde 3D paketleme
Modern askeri uygulamalar, genellikle bu sistemleri karmaşıklaştıran ve daha pahalı hale getiren birkaç ayrı çipe dayanır. Jetlerin veya insansız hava araçlarının birçok çip kullanmasının nedeni basittir: her çip belirli bir uygulamadan sorumludur (örneğin, radar GaN kullanılarak yapılan yüksek güçlü bir çiptir, nişan alma yardımı gelişmiş bir toplu silikon üretim sürecinde yapılan tipik bir yüksek performanslı çiptir) ve bu belirli iş yükü için en uygun işlem teknolojisi kullanılarak üretilir. Yeni proje, farklı mantığı tek bir pakette birleştiren ve bu paketi mümkün olduğunca küçük yapan çoklu çiplet tasarımları oluşturmaya çalışacaktır. Sonuç olarak, bu paketler içinde sistemler (SiP) daha küçük, daha hafif askeri cihazlara olanak tanıyacaktır.
Intel, GlobalFoundries veya TSMC (şimdi ABD’de) gibi şirketler tarafından sunulan işlem teknolojilerinin çoğu birçok kullanım için yeterince iyi olsa da, bazı havacılık ve askeri uygulamalar daha fazla sertlik gerektirir, bu nedenle uzmanlaşmış işlem teknolojileri en azından bir süre daha kullanılmaya devam edecektir. Yine de Intel’in 18A’sı bazı askeri uygulamalara giriyor ve bu, öncü düğümlerin bu alana girmesi için sadece bir başlangıç.
Çoklu yonga paketleme teknolojilerine gelince, işler benzerdir. Gelişmiş paketleme teknolojileri havacılık ve askeri düzeyde olmalıdır ve bunlar, ABD DoC’nin tüm ihtiyaçlarını karşılayan mevcut üreticilerin ‘hazır’ yöntemleri gibi görünmemektedir. DARPA’nın MGMM 2023 yılı sonlarında tanıtılacak program devreye giriyor.
Özet
Gelişmiş çok yongalı işlemciler ABD’nin ulusal güvenliğini ve küresel askeri liderliğini güçlendirirken, proje kapsamında geliştirilen Teksas’taki laboratuvarlar ve üretim kapasitesi sivil uygulama geliştiricileri ve üreticileri tarafından da erişilebilir olacak. Bu da ABD’nin bilimsel inovasyonuna ve endüstriyel gücüne potansiyel bir katkı anlamına geliyor.
