Par exemple, une usine équipée de steppers photolithographiques de 180 nm — telle que Newport Wafer Fab, la plus grande usine de fabrication de semi-conducteurs du Royaume-Uni, qui est au centre d'une guerre politique et commerciale au sujet de sa vente proposée à des propriétaires étrangers — pourrait désormais produire des dispositifs ZTL avec les performances (taille, vitesse et fonctionnalités) du CMOS 35 nm en mettant en œuvre l'ITM35... à un coût beaucoup plus faible.

Selon David Summerland, PDG de SFN : « Avant Bizen, le transistor Zpolar et la logique ZTL, les puces hautes performances destinées à des applications telles que la 5G et RISC-V ne pouvaient être produites que dans des usines comme celle du géant taïwanais TSMC, qui contrôle la majeure partie de la production mondiale de semi-conducteurs hautes performances. Désormais, le Royaume-Uni et d’autres usines occidentales peuvent redevenir compétitives, voire surpasser les géants taïwanais et coréens, tout en préservant au mieux les intérêts nationaux et la propriété intellectuelle. »

SFN lance quatre ITM : l’ITM180, qui permet la fabrication de puces ZTL aux performances CMOS 180 nm à l’aide d’équipements 1 micron ; l’ITM35, qui permet la fabrication de circuits intégrés équivalents CMOS 35 nm dans des usines utilisant le nœud de processus 180 nm ; l’ITM5, qui permet d’atteindre des performances CMOS 5 nm à partir de systèmes de gravure 28 nm ; et l’ITMSubnm, qui permettra aux principales usines 3 nm actuelles d’offrir des capacités subnanométriques exceptionnelles, selon Angstrom. Le VHDL est ensuite transféré vers l’ITM choisi, qui fournit aux usines le processus de référence (POR) et le GDSii pour le circuit intégré résultant. L’infographie illustre ce processus.

Infographie : La machine à remonter le temps de l’infrastructure Bizen (ITM).
L’axe de gauche présente l’évolution des nœuds de fabrication CMOS à partir de la technologie 3 nm actuelle. Chaque ligne représente environ une décennie. L’axe de droite indique le nœud CMOS nécessaire pour atteindre les performances offertes par la combinaison du transistor Zpolar et de la logique tunnel Zpolar (ZTL) du procédé Bizen. L’augmentation du nombre de cônes illustre l’expansion des marchés au fil des décennies, des applications informatiques d’il y a 60 ans à aujourd’hui, où la puce est omniprésente et utilisée dans tous les domaines : IoT, véhicules électriques, communications, biens de consommation, défense et autres installations nationales sensibles et stratégiques. Les usines de semi-conducteurs peuvent utiliser les nœuds de traitement ITM pour employer un nœud de traitement équivalent à un CMOS plus ancien afin de produire des puces à base de ZTL offrant des performances nettement supérieures à celles de leurs équivalents CMOS désormais obsolètes. Les concepteurs de puces utilisent le langage VHDL pour l’ITM sélectionné (en fonction des performances requises). L'IMT, qui contient les bibliothèques de dispositifs (LIB) entièrement caractérisées et le kit de développement de procédés (PDK), fournit aux fabricants de puces les informations de référence de procédé (POR) et GDSii pour la fabrication de la puce ZTL.
Bizen
applique la mécanique quantique à toute technologie de traitement sur plaquette. Les puces ZTL de Bizen nécessitent un nombre considérablement réduit de couches de traitement, permettant ainsi la fabrication de dispositifs complexes dans des usines de grande géométrie à l'échelle mondiale. Summerland explique : « Une usine 180 nm utilisant l'ITM35 pour fabriquer des puces ZTL aux performances équivalentes à celles d'une puce CMOS 35 nm effectuera dix fois moins d'étapes de traitement qu'un procédé CMOS 35 nm, ce qui divise par dix le temps de production. Cela se traduit par une augmentation de 40 à 50 fois du bénéfice net pour l'usine convertie à la technologie Bizen. Parallèlement, cela contribue largement à résoudre la pénurie de semi-conducteurs. »

Bien qu'il s'agisse d'une technologie récente, le procédé Bizen est compatible avec les technologies de traitement du silicium standard et les équipements de traitement CMOS classiques. Développé depuis quatre ans au Royaume-Uni, Bizen a fait l'objet de la production par SFN de plaquettes de test de référence, caractérisées selon les spécifications du procédé. Les données de caractérisation extraites ont été intégrées à un fichier JMP et utilisées pour générer des modèles SPICE compatibles avec l'environnement de conception Cadence, reproduisant ainsi les résultats du processus de fabrication de plaquettes Synopsis.

Summerland poursuit : « Nous savons que les perspectives de la technologie CMOS s’étendent au moins jusqu’en 2036, avec des géométries de dispositifs allant jusqu’à deux angströms. Il est important de comprendre que le CMOS est une technologie logique, tandis que le MOS est un transistor. Même les CFET sont des transistors nMOS et pMOS empilés. La technologie Bizen/ZTL représente un progrès considérable et rendra obsolètes d’autres approches complexes. Les transistors Zpolar ne dépendent plus de la structure unipolaire du CMOS, tirant parti d’une entrée de déclenchement par fil inhérente et d’une taille verticale minimisée. Nous pensons que la meilleure description de la combinaison du procédé de fabrication Bizen, du transistor Zpolar et de la logique à effet tunnel Zpolar (ZTL) est celle d’une « machine à remonter le temps » : grâce à cette technologie, les concepteurs de circuits intégrés peuvent revenir 10 ans en arrière en termes de fabricabilité et 10 ans, voire plus, en avant en termes de performances, avec les dispositifs ZTL qu’ils fabriquent. Comme les circuits intégrés sont beaucoup plus simples à produire et/ou qu’il est possible de fabriquer davantage de puces par tranche, nous contribuons également à résoudre la crise de pénurie de semi-conducteurs et, en même temps, à éliminer… » Notre dépendance envers les puissances étrangères et leurs routes. Là où nous allons, nous n'avons pas besoin de routes.

 
Bizen est une technologie brevetée développée au Royaume-Uni par Search For The Next (SFN). Pour plus d'informations sur Bizen, ZTL et SFN, veuillez consulter le site https://www.wafertrain.com/blog