Applied Materials открыла центр EPIC в Кремниевой долине за 5 млрд долларов
Крупнейший в мире центр совместной разработки полупроводниковых процессов и оборудования занимает 600 тыс. квадратных футов и включает почти четыре акра чистых помещений. Основателями стали TSMC, Intel, Samsung Electronics, Micron и SK hynix.
Компания Applied Materials открыла центр разработки и промышленного освоения оборудования и процессов EPIC — вложение в 5 млрд долларов, на которые построен крупнейший в мире объект, предназначенный для совместной разработки полупроводниковых технологий и производственного оборудования. Внутри центра ведущие изготовители микросхем, системные компании, производители оборудования и университетские исследователи будут работать рядом с учёными и инженерами Applied, ускоряя разработки для эпохи искусственного интеллекта.
«По мере роста инфраструктуры для ИИ требования высокопроизводительных вычислений порождают небывалую сложность на всём пути создания микросхем, — сказал Гэри Дикерсон, президент и главный управляющий Applied Materials. — Чтобы выиграть гонку за лидерство в ИИ, отрасли нужно заново продумать и перестроить то, как мы вместе разрабатываем и осваиваем полупроводниковые технологии следующего поколения. В EPIC ведущие изготовители микросхем, разработчики систем, производители оборудования и исследователи будут работать плечом к плечу с нашими коллективами, ускоряя путь от прорыва в материалах до крупносерийного выпуска как никогда прежде».
Построен специально под ускорение разработок
Открытый на площадке Applied в Саннивейле, Калифорния, центр EPIC — один из самых сложных исследовательских строительных проектов в мире. Сооружение площадью 600 тыс. квадратных футов вмещает почти четыре акра чистых помещений высокого класса, а на его постройку ушло более шести миллионов человеко-часов. В основании уложено столько бетона, что им можно заполнить 34 олимпийских плавательных бассейна, а стали в армированной конструкции хватило бы на две Эйфелевы башни. Чистые помещения перекрыты 34 кровельными фермами, каждая длиной почти 300 футов и весом как 12 школьных автобусов.
EPIC задуман, чтобы переделать модель исследований, на которую отрасль опиралась десятилетиями. В обычной модели фундаментальное исследование материалов идёт в одном месте, разработка оборудования и процессов — в другом, а объединение процессов и опытное производство — в третьем, причём на каждом переходе нужна аккуратная передача результатов. Центр EPIC убирает эти передачи, собирая вместе тех, кто изобретает материалы, строит оборудование и делает микросхемы, в современном здании, построенном именно под промышленное освоение.
В основе EPIC простое убеждение: технологии, которых требует эпоха ИИ, слишком сложны и слишком значимы, чтобы какая-то одна компания могла создать их в одиночку.
Центр открывается с составом участников, охватывающим всю вычислительную цепочку ИИ. К компаниям-основателям TSMC, Intel, Samsung Electronics, Micron и SK hynix присоединились партнёры по разработкам Broadcom, Advantest, SCREEN, KIOXIA и Besi, а также исследовательские партнёры — Университет штата Аризона, Политехнический институт Ренсселера, Стэнфордский университет, Калифорнийский университет в Беркли и инженерная школа Samueli Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Каждый участник приносит в центр свои задачи и своих инженеров и работает в тесных защищённых циклах обучения вместе с коллективами Applied. Со временем ожидается, что к экосистеме EPIC присоединятся и другие компании и организации.
Руководители многих компаний-участников приехали на открытие и впервые увидели центр внутри. День начался с саммита, который провёл президент подразделения полупроводниковых изделий Applied Materials доктор Прабу Раджа: руководители исследований ведущих компаний, занятых проектированием, производством микросхем и выпуском оборудования, обсудили главные трудности, стоящие перед ростом мировой отрасли.
«Работа с материалами выросла из последовательной разработки: на нынешних атомных размерах многие материалы и границы между ними ведут себя совершенно по-новому, и чтобы заставить их работать в промышленном масштабе, нужна согласованная разработка и цельные решения, — сказал доктор Прабу Раджа. — EPIC — единственное место, где материалы, технологические процессы и оборудование будут разрабатываться параллельно, а это повышает долю успешных новых материалов и технологий. Поскольку инженеры самих заказчиков помогают доводить технологию ещё до того, как она попадёт на их завод, выходящее из EPIC приходит на производство готовым быстрее выйти на высокие характеристики и высокий выход годных».
Applied ожидает отдачи для обеих сторон такого партнёрства. Изготовители микросхем получают самый ранний доступ к материалам и оборудованию следующего поколения, более короткие циклы обучения и более быстрый путь к серийному выпуску. Applied получает видение задач на несколько поколений технологий вперёд, что помогает ей направлять собственные исследования туда, где они создают ценность для заказчика, и заранее закладывать свои установки и услуги в его разработки.
Что говорят в отрасли
«Три десятилетия TSMC и Applied Materials росли вместе, раздвигая границы полупроводниковой технологии на каждом крупном переходе. Тридцать лет назад передовой производственной нормой были 350 нанометров, сегодня это 2 нанометра: вместе с отраслью мы уменьшили элементы в 175 раз. По мере того как сложность производства микросхем растёт стремительно, наше сотрудничество нужно как никогда. За пределами 2 нм работа с Applied даёт нам ранний доступ к прорывным технологиям оборудования, которые определяют будущее. Это ускоряет переход от исследований к крупносерийному выпуску экономичных архитектур для ИИ — включая новую архитектуру, разводку с малым сопротивлением и передовое корпусирование», — сказал доктор Си Си Вэй, председатель совета директоров и главный управляющий TSMC.
«ИИ создаёт для полупроводниковой отрасли возможность стоимостью в многие триллионы. Чтобы её использовать, нужны непрерывные разработки в транзисторах, межсоединениях и передовом корпусировании. В Intel мы видим путь к более чем триллиону транзисторов в одном корпусе к 2030 году. По мере усложнения архитектур и роста затрат на исследования нам нужно двигаться быстрее и теснее работать с производителями оборудования. EPIC даёт нашим коллективам возможность работать рядом с Applied над материалами и процессами, помогая ускорить разработку, повысить её эффективность и быстрее выводить новые технологии на рынок», — сказал Лип-Бу Тан, главный управляющий Intel.
«Задачи ИИ, требовательные к данным, создают огромный спрос на производительную память и накопители, а разработки в материалах и процессах — необходимое условие для памяти следующего поколения. Как компания-основатель EPIC, Micron будет работать рядом с Applied Materials, ускоряя переход технологий памяти следующего поколения от исследований к крупносерийному выпуску», — сказал Санджай Мехротра, председатель совета директоров и главный управляющий Micron Technology.
«Samsung смотрит на вычисления эпохи ИИ целиком — от передовой логики и памяти до передового корпусирования. У Applied Materials исключительно широкое лидерство в технологическом оборудовании во всех трёх областях, и в EPIC мы вместе будем разрабатывать, доводить и внедрять прорывные технологии быстрее, чем прежде, — в том темпе, которого требует рост ИИ», — сказал Чжэ Хёк Сон, технический директор подразделения полупроводниковых решений Samsung Electronics.
«Определяющая трудность вычислений для ИИ — передавать данные достаточно быстро, чтобы всё более мощные процессоры были полностью загружены, а для этого нужна память с гораздо большей пропускной способностью, быстродействием и ёмкостью. В EPIC SK hynix и Applied соединят наше лидерство в передовой памяти с лидерством Applied в материалах и производственных технологиях, чтобы вместе работать над крупными переходами в HBM, DRAM и NAND», — сказал Но Чжун Квак, президент и главный управляющий SK hynix.
Остальные участники назвали свои направления работы в центре. Broadcom как партнёр по разработкам рассчитывает раньше подключаться к основополагающим технологиям Applied, связывая будущие требования систем с нужными для них новшествами в корпусировании. Advantest видит в EPIC возможность соединить опыт разработки процессов начального этапа с испытаниями и измерениями на завершающем, в том числе через свой центр разработок. SCREEN Holdings намерена совместно оптимизировать «мокрые» и «сухие» процессы, лежащие в основе архитектур следующего поколения. KIOXIA считает центр площадкой для сотрудничества между технологическими областями и ускорения разработки памяти. Besi подчёркивает, что вместе с Applied рано распознала основополагающую роль гибридного соединения для систем ИИ следующего поколения и соединяет своё лидерство в точном соединении кристалла с пластиной с опытом Applied в процессах начального этапа.
Университеты-участники говорят о двух вещах: доступе исследователей и студентов к тем же передовым средствам, которыми пользуются ведущие изготовители микросхем, причём в производственных условиях, и о подготовке кадров. Университет штата Аризона называет EPIC опорой для потока специалистов в отрасли; Калифорнийский университет в Беркли отмечает, что его исследователи смогут быстрее проверять и доводить идеи в производственной среде; Политехнический институт Ренсселера видит в центре прямой путь проверки академических результатов в настоящем производстве; Стэнфордский университет указывает на необходимость более быстрых циклов опытов и работы с промышленным оборудованием; инженерная школа Samueli Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе говорит о соединении университетских исследований с отраслевым опытом и подготовке следующего поколения инженеров.
Капитальные затраты, как ожидается, будут расти со временем и приблизятся к 5 млрд долларов по мере начала проектов заказчиков.