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450 mm : pas avant 2020 selon STMicroelectronics

Image 1 : 450 mm : pas avant 2020 selon STMicroelectronics

STMicroelectronics affirme que les wafers en 450 mm ne devraient pas être une réalité commerciale avant au moins 2020 et que les premières usines pilotes ne verront pas le jour avant 2017. Il y a en plus une condition importante à ces dates. Il faudra que le fondeur maîtrise bien la gravure à ultra-violet extrême (EUV) et les transistors en 3D.

Les priorités de STMicroelectronics

Le 20 décembre dernier, Carlo Bozotti, président-directeur général de STMicroelectronics, a été auditionné par la commission des affaires économiques de l’Assemblée nationale. Son exposé apporte des détails sur les enjeux économiques et technologiques du fondeur européen.

Une des réponses qui a retenu notre attention est celle de Jean-Marc Chery, directeur mondial de la recherche et développement et de l’activité de fabrication de la société :

J’en viens aux 450 millimètres. Ce diamètre ne concernera que la partie digitale avancée, appelée more Moore, pour les microprocesseurs et les mémoires. Les premières lignes pilote d’industrialisation ne verront pas le jour avant 2017 et la date à laquelle la fabrication en 450 millimètres dépassera celle en 300 millimètres se situera aux environs de 2025. Avant d’en arriver à ces étapes, il faut procéder au changement d’architecture du transistor. En outre, pour être capable de faire des traits de milliardième de mètre, il faudra remplacer la photolithographie optique classique par les nouvelles technologies mises en œuvre par le fabriquant européen ASML. Tant que ces innovations ne seront pas réalisées et maîtrisées, le diamètre 450 millimètres ne sera pas adéquat. ST ne s’y intéressera pas avant les années 2020.

À lire entre les lignes, on comprend que les priorités du fondeur sont les transistors en 3D (« changement d’architecture du transistor ») et la lithographique EUV (« remplacer la photolithographie optique classique par les nouvelles technologies mises en œuvre par le fabricant européen ASML »).

Image 2 : 450 mm : pas avant 2020 selon STMicroelectronicsUne plus grande finesse de gravure est aujourd’hui plus avantageuse qu’un grand wafer

Cette attitude n’est pas nouvelle. Les fabricants européens sont connus pour leurs réticences envers le 450 mm (cf. « Les wafers en 450 mm sont mal-aimés de l’Europe ») et l’explosion mobile qui demande des puces plus petites et moins chères ne fait que les conforter dans leur choix. Bref, l’industrie bénéficie plus aujourd’hui de l’augmentation de la finesse de gravure que de l’accroissement du diamètre des wafers. Pour mieux comprendre pourquoi le 450 mm n’est pas avantageux, nous vous invitons à lire notre dossier « Miniaturisation des transistors et agrandissement des wafers : comprendre les enjeux technologiques ».

Selon la mise à jour de 2010 de l’ITRS, l’industrie devrait pouvoir graver un demi-pitch de DRAM en 13 nm en 2020. Les prévisions pour 2025 sont officiellement inconnues, même si nous pensons qu’elles devraient tourner autour de 8 nm. Pour rappel, ces dates ne désignent pas la commercialisation du premier wafer gravé à une telle finesse, mais une sorte de moyenne de l’industrie.

Intel sera le premier à commercialiser des transistors en 3D. Ils sont attendus cette année dans les Ivy Bridge (cf. « Tri-Gate : Intel invente le transistor 3D ») Les autres fondeurs devraient le rejoindre aux environs de 2015 (cf. « Pas de transistors 3D pour TSMC avant 2015 »). Les premiers équipements de test pour une gravure à ultra-violet extrême arrivent à peine chez certains fondeurs, mais Intel lui-même n’est pas sûr que cette technologie soit prête pour son 10 nm qui est attendu en 2015 (cf. « Le 10 nm d’Intel aura-t-il l’EUV ? »). Si néanmoins tout se passe bien, ses concurrents devraient utiliser cette méthode lithographique un peu après lui.

STMicroelectronics n’est pas le seul à retarder le 450 mm au profit d’autres technologies. Le Fab Club, cette alliance menée par IBM pour la recherche et le développement, semble adopter la même attitude et même Intel, un fervent défenseur du 450 mm, avance avec prudence. La nouvelle usine Fab 42 qu’il a présenté l’an dernier utilise encore des wafers en 300 mm (cf. « Fab 42 : la nouvelle usine d’Intel à 5 milliards $ »). Pour l’instant, une seule usine du fondeur américain est censée pouvoir prochainement graver de plus grand wafers (cf. « Intel confirme sa fab en 450 mm »).