ננו · מוליכים למחצה
כמה קטן זה קטן?
השנה של ננו בחמש קפיצות זום: מכדור הארץ אל המפעל, אל הפרוסה, אל השבב, ועד טרנזיסטור אחד ברוחב של חמישה ננומטר. מוכנים להתכווץ?
סקירה שנתית לדירקטוריון
חמש רמות של זום
מכדור הארץ ועד עשרים אטומים.
סיכום
ועכשיו, זום החוצה.
01 · העולם · 1 / 2
כמה שוקלים 4.2 מיליארד דולר?
הכנסות שיא, מדברים שכמעט אי אפשר לראות.
נסו לספור כמה שבבים של ננו עברו לידכם היום: במכונית, בטלפון, בשרת שענה לחיפוש שלכם, אולי במכשיר בבית החולים. ב־31 מדינות ובשנה אחת, הם הצטברו ל־4.2 מיליארד דולר, 23% יותר מהשנה שלפניה. מי דחף? בעיקר בינה מלאכותית ורכב חשמלי, שני תחומים שמתברר שהם רעבים במיוחד לשבבים.
- 4.2 מיליארד דולר הכנסות
- צמיחה של 23% בשנה
- לקוחות ב־31 מדינות
01 · העולם · 2 / 2
לאן הם נוסעים?
עיגול אחד מתפצל לחמש בועות.
פותחים את העיגול. מי הבועה הגדולה? מרכזי הנתונים, 36% מההכנסות, בזכות שבבים שמאיצים בינה מלאכותית. אחריהם הרכב, ועובדה משעשעת: מכונית חשמלית בולעת פי שלושה שבבים ממכונית רגילה. אחר כך תקשורת, רפואה ותעשייה. וכשבועה אחת מתכווצת, האחרות ממשיכות לגדול.
- מרכזי נתונים: 36% מההכנסות
- רכב: צמח ב־41% בשנה
- אף שוק לא עובר 40%
02 · המפעל · 1 / 2
אוויר נקי פי אלף מחדר ניתוח.
זום פנימה: מפעל אחד, 12 קווים, אף פעם לא כבה.
כמה אבק יש בחדר ניתוח? מעט מאוד. אצלנו, פי אלף פחות. בחדרים הנקיים של המפעל בצפון עובדים 12 קווי ייצור, 24 שעות ביממה, ובכל קו מאות מכונות שעובדות בדיוק של שבריר שערה. 2,800 אנשים בשלוש משמרות דואגים שאף גרגר לא ייכנס.
- 12 קווי ייצור, בלי הפסקה
- אוויר נקי פי 1,000 מחדר ניתוח
- 2,800 עובדים במפעל
02 · המפעל · 2 / 2
מה עובר על הפרוסה?
ארבע תחנות: אור, גילוף, שכבה, בדיקה.
הפרוסה עוברת ארבע משפחות של קווים. בליטוגרפיה מציירים עליה מעגלים באור. באיכול מגלפים את מה שמיותר. בשיקוע מניחים שכבות דקות יותר מדופן של בועת סבון. ובבדיקה מוודאים שהכול תקין לפני הצעד הבא. כשסידרנו את הקווים סביב הפרוסה, המסע שלה התקצר מ־94 ימים ל־71.
- ליטוגרפיה, איכול, שיקוע, בדיקה
- מחזור: 71 ימים במקום 94
- בדיקה אחרי כל שלב
03 · הפרוסה · 1 / 2
כמה מהם יוצאים מושלמים?
היום 93%. לפני ארבע שנים: 71%.
על כל פרוסה יש שבבים רבים, והשאלה הכי יקרה במפעל היא כמה מהם יעבדו. לפני ארבע שנים, 71%: כמעט שליש הלך לפח. היום, 93%. הסוד? בקרה חכמה שמזהה סטייה זעירה במכונה ומתקנת אותה לפני שהיא מקלקלת פרוסה שלמה. בשנה, זה שווה 310 מיליון דולר.
- תפוקה: 93%, במקום 71%
- בקרה חכמה על כל מכונה
- 310 מיליון דולר שנחסכים בשנה
03 · הפרוסה · 2 / 2
למה כל אחוז קשה יותר מהקודם?
הקו מתמתן, והיעד: 95% ב־2027.
מסתכלים על הקו ורואים שהוא מתמתן: מכל אחוז נוסף צריך לסחוט יותר. כדי להגיע ל־95% ב־2027 אנחנו מלמדים מצלמות לראות פגמים בגודל של ננומטרים, ומודלים לחזות תקלה במכונה שלושה שבועות לפני שהיא קורית. בערך כמו לשמוע את השיעול לפני ההצטננות.
- יעד 2027: תפוקה של 95%
- מצלמות שרואות ננומטרים
- התרעה שלושה שבועות מראש
04 · השבב · 1 / 2
42 מיליארד על בול דואר.
בערך חמישה טרנזיסטורים לכל אדם על כדור הארץ.
דמיינו עיר צפופה יותר מכל עיר אמיתית: 42 מיליארד טרנזיסטורים בשטח קטן מבול דואר. השבב מחולק לעשרות שכונות: ליבות עיבוד, ליבות לבינה מלאכותית, זיכרון מהיר ותקשורת. כל נקודה כאן היא שכונה כזאת, צבועה לפי התפקיד שלה. לתכנן עיר כזאת לוקח שלוש שנים וכ־600 מהנדסים.
- 42 מיליארד טרנזיסטורים בשבב אחד
- שלוש שנות תכנון
- 600 מהנדסים בכל שבב
04 · השבב · 2 / 2
איפה חם לשבב?
סריקה אחת, ומפת החום נחשפת.
כל טרנזיסטור שנפתח ונסגר משחרר קצת חום, ומיליארדים מהם יחד קובעים כמה השבב מסוגל. במפה הזאת כל אזור בשבב פוגש כל סוג עומס, ורואים בדיוק איפה הוא מזיע. בעקבותיה תכננו מחדש את ליבות הבינה המלאכותית: פי 1.8 ביצועים לכל וואט, ו־30% פחות קירור אצל הלקוח.
- פי 1.8 ביצועים לכל וואט
- ליבות בינה מלאכותית בתכנון חדש
- 30% פחות קירור אצל הלקוח
05 · הטרנזיסטור · 1 / 2
עשרים אטומים ברוחב.
חמישה ננומטר. שערה רחבה ממנו יותר מפי עשרת אלפים.
הנה הוא: הטרנזיסטור, מתג שנפתח ונסגר מיליארדי פעמים בשנייה. הרוחב שלו חמישה ננומטר, בערך עשרים אטומים בשורה. איך מקטינים עוד? משקיעים 18% מההכנסות במחקר, 756 מיליון דולר, עם 900 חוקרים ושש אוניברסיטאות. בענף, זה אחד השיעורים הגבוהים.
- 5 ננומטר: בערך 20 אטומים
- 18% מההכנסות למחקר
- 900 חוקרים, שש אוניברסיטאות
05 · הטרנזיסטור · 2 / 2
ומה בא אחרי חמישה ננומטר?
התקציב מתפצל לחמישה כיווני סקרנות.
החלק הגדול, 38%, הולך לדור הבא: שלושה ננומטר ופחות. אחריו חומרים חדשים, אריזה תלת־ממדית שבה שבבים נערמים כמו קומות בבניין, כלי תכנון שבינה מלאכותית עוזרת להם, ומחקר בסיסי לטווח הרחוק. ובכל שנה, לפחות שתי טכנולוגיות יוצאות מהמעבדה אל קו הייצור.
- 38% לדור הבא: 3 ננומטר ופחות
- אריזה תלת־ממדית: שבבים בקומות
- שתי טכנולוגיות בשנה עוברות לייצור