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美国政府资助用于核武器和太空的抗辐射芯片制造,350nm工艺已高度过时

2019-10-30 13:18:36 来源:EETOP
据电气和电子工程师协会杂志IEEE Spectrum报道,美国政府正在投资MESA(微系统,工程,科学和应用)制造设备,该设备生产用于生产核武器等的抗辐射类芯片

MESA位于新墨西哥州美国能源部的桑迪亚国家实验室。美国政府还将再投资1亿7千万美元,以改善明尼苏达州布卢明顿市SkyWater Technology Foundry的防辐射芯片生产线,以满足美国国防部的其他需求。
 


升级MESA工厂

MESA 工厂一直在为美国生产抗辐射芯片“核武库维持了几十年。然而,尽管这些芯片已经足够先进,可以可靠地工作而不会受到辐射的破坏,但它们仍在使用一种非常过时的350nm制程技术,这种技术早在1994年就首次用于消费芯片。 
 

该工厂还生产150mm的晶圆,其尺寸与工艺节点差不多,也是高度过时了。目前,最先进的晶圆厂可生产300mm晶圆,并且200mm晶圆的供应量也非常旺盛。
 

但是美联储对升级MESA晶圆厂并不感兴趣,因为该技术已经使用了二十多年。相反,升级是为了更好的获取为制造150mm晶圆所用到工具的零部件和原材料。
 

MESA已经完成了四步过程的第一步,这将使该工厂生产200mm晶圆。转换涉及重建化学配方,调整数百个工艺参数和进行广泛的测试。升级应在2021年7月之前完成。
 

该设施还将并行升级至180nm工艺,这将使核武器芯片的晶体管密度增加一倍。 
 

MESA的微细加工高级经理Michael Holmes表示,尽管他们的主要目标是制造抗辐射芯片,但对技术进行扩展以提供更密集和更复杂的逻辑功能也很重要。
 

资助SkyWater 代工厂 90nm工艺
 

美国防部还为SkyWater Technology代工厂提供了1.7亿美元的资金,以开发用于抗辐射芯片和铜互连的90nm工艺。SkyWater应该能够使用这个“较新的”工艺节点来构建芯片,因为抗辐射要求不像Sandia的MESA设施那么严格。SkyWater的芯片将用于国防部的军事装备和太空。
 

SkyWater的抗辐射工艺依赖于绝缘体上硅(SOI)技术,该技术使用硅晶片,并在晶体管层下方埋有一层氧化物。SOI芯片在本质上比常规硅芯片更耐辐射,因为普通硅芯片会产生电荷,当它们受到辐射撞击时会干扰芯片的运行。可替代地,在SOI芯片中,氧化物层防止了由辐射引起的电荷到达晶体管层。 
 

SkyWater还将用铜代替互连线中铝的使用,这是消费芯片行业在15年前做出的这一举动。在不久的将来,铜互连的使用以及对65nm和45nm工艺技术的支持意味着SkyWater将能够制造类似于现代消费类芯片芯片。这样,该公司将能够制造用于物联网,小芯片和硅中介层的高端混合信号芯片
 

美国政府将为SkyWater设施升级的第一阶段提供8000万美元的资金,其余资金将用于下一阶段。


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关键词: 抗辐射芯片 350nm

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