半導体分野は現代の技術進歩の中核をなすものの、デバイスがますます複雑で小型化されたチップ設計を必要とするにつれ、こうした先進ノードの製造は途方もない課題となっている。この複雑性への取り組みを主導するのはインテルとPDFソリューションズであり、両社は半導体製造の進展に向け提携を深化させている。この協業はチップの設計と歩留まりを最適化するだけでなく、AI駆動型分析といった革新的なツールを統合し、増大する製造プロセスの複雑性に対処している。
インテルとPDFソリューションズは、ナノスケール設計技術の最先端において、電力供給、データ統合、歩留まり向上といった重要課題に取り組むことで、先進的なチップ製造における新たな基準を確立しています。
先進ノード製造におけるイノベーションの必要性
半導体製造は変革の時代を迎えている。7ナノメートル以下のプロセスノードでのチップ製造には、より複雑な構造、効率的な電力供給、温度制御、そして厳格な試験手順が求められる。インテルの18Aおよび14Aプロセスはこの複雑さの飛躍を体現しており、裏面電力供給や先進的なパッケージングといった革新的な設計要素を統合している。
これらの進歩は、設計者と製造者の協業形態を変革しつつある。PDFソリューションズのジョン・キバリアンCEOが4月のダイレクトコネクト・インテルファウンドリイベントで説明したように、「7ナノメートル以下のプロセスにおいて性能、収益性、歩留まりを最大化するには、真の共同最適化が不可欠だ。この共同最適化は事後では開始できない」。設計と製造の段階における早期の協業と精密なデータ統合が、この環境下での成功に不可欠である。
インテルとPDFが連携し、より優れたソリューションを実現する方法
インテルとPDFソリューションズは4年以上にわたり協業を続け、設計と製造をつなぐソリューションを構築してきました。両社のパートナーシップが、設計と生産における最も困難な課題の克服に向け、主要な優先事項に焦点を当てている様子をご紹介します：
初期段階における共同最適化
設計と製造を分離したプロセスとして扱うのではなく、インテルとPDFは研究開発チームが最初から製品ポートフォリオと緊密に連携することを保証する。このアプローチにより、半導体ライフサイクルの各段階間の移行が円滑になり、製造中の遅延や予期せぬ問題が最小限に抑えられる。
特筆すべき革新の一つとして、電子ビーム検査や高度な特性評価データといった技術を通じて、設計入力が製造プロセスに直接影響を与えることが可能になった点が挙げられる。
AIと機械学習を活用したデータ駆動型インサイトの実現AIと機械学習を活用したデータ駆動型インサイト
半導体製造に必要な分析の膨大な規模は、AIを活用したソリューションを不可欠なものとしている。現代のファブでは毎分、ウエハーの移動からレシピステップイベントに至るまで、膨大なデータが生成される。PDF Solutionsは高度なAIシステムを提供し、データサイロを解消。プロセス設計キット（PDK）を通じて実用的な知見を提供し、研究開発チームが生産フローを最適化する支援を行う。
AIは複雑なテストフローの管理においても重要な役割を果たす。エンジニアリングチームは、高度なパッケージングや電力供給システムを採用する18Aや14Aといった先進ノードにおいて必須となる、複数のテスト挿入を処理するためにAIをますます活用している。
電力供給とパッケージングの強化
インテルが採用した裏面給電技術は、14Aプロセスおよびそれ以降の製造プロセスにとって極めて重要な革新である。この独自機能によりエネルギー効率が向上し、チップが高度なアプリケーションの増大する性能要求を満たすことが可能となる。ただし、これらのシステムの潜在能力を最大限に引き出すには、高度なシミュレーションツールと深い協力関係が必要である。
PDFソリューションズは、裏面電源供給などのプロセス革新を単独機能として追加するのではなく設計パイプラインに組み込むことで次世代機能をサポートします。このアプローチにより市場投入までの時間を短縮しつつ、導入リスクを低減します。
収量向上のための統合分析
半導体事業の収益性において、歩留まり向上は常に中核的な課題であった。しかしキバリアンが指摘したように、「電気的特性評価データは業界共通の共通言語である」。統合分析プラットフォーム内で各工学分野を連携させることで非効率性を排除し、製造品質やスケーラビリティに影響を及ぼす可能性のある問題を早期に特定・修正することが可能となる。
統合分析に焦点を当てることで、インテルとPDFは、先進ノードが要求する複雑な製造サイクルにおいて一貫性を維持しながら歩留まり率を向上させる取り組みを連携させている。
セキュアな通信とコラボレーションによる製造プロセスの複雑性への対応
インテルとPDFは、サプライヤー、設計チーム、製造パートナーにまたがる半導体バリューチェーン全体でのコミュニケーション効率化を目指しています。このプロセスにより、すべての関係者が統一されたデータプールを基盤として活動することが保証され、エラーの削減と協業スピードの向上が図られます。
この取り組みの鍵となるのは、知的財産を損なうことなく、よりシームレスなデータ共有を可能にする堅牢で安全な通信ネットワークの構築である。
半導体設計の微細化と複雑化が進む中、インテルとPDFソリューションズの両CEOは、将来の半導体開発における成功には早期の関与と統合分析が不可欠であると強調した。
「革新は利益をもたらすが、革新を活用するにはノウハウが必要だ」とキバリアンは結論づけた。先進的な製造技術を最大限に活用するには、ツール、特性評価データ、エンジニアリングの専門知識への継続的な投資が不可欠であることを強調した。
インテルとPDFの連携が業界の進むべき道を示す
半導体業界は複雑さに慣れ親しんでいるが、インテルの18Aや14Aといった先進プロセスがリスクを高める中、共同最適化とデータ駆動型インサイトを優先するパートナーシップは競争上の必要条件となる。インテルとPDFソリューションズの協業は、こうした課題を効果的に解決する青写真として際立っている。
AIの活用、分析の統合、初期段階での協業促進を通じて、インテルとPDFは半導体設計・製造の新たな基準を確立している。先進的なチップ製造における「信じられないほど困難な」課題さえも、革新、専門知識、チームワークによって克服できることを実証している。
インテル DirectConnect イベントの詳細については こちらをご覧ください。
インテルとPDFソリューションズの協業について こちら。