Per pastaruosius 40 metų Silicio slėnis buvo ir naujų
technologijų kalvė, ir pagrindinis puslaidininkinių prietaisų rinkos
judėjimo pirmyn variklis. Tačiau pastaruoju metu šios jėgos
nebėra tokios stiprios kaip kadaise. Slėnyje įsikūrusios firmos
siekia išgyventi ir tam pradėjo ieškoti naujų senųjų technologijų
panaudojimo būdų.
Anksčiau visos šios kompanijos labiausiai vertino prognozuojamą,
reguliarią technologinę pažangą,
todėl savo gaminiams rinkdavosi tik
pačias naujausias ir pačias geriausias
mikroschemas - po to bereikėdavo tik stebėti, kaip atsiranda ir vystosi tų
modernių gaminių ištroškusi rinka.
Bet, pasibaigus dvidešimtajam amžiui,
rinkos varomąsias jėgas ištiko
stagnacija, dėl kurios konjunktūra 2001,
2002 ir 2003 metais buvo žema kaip niekad.
Prieš tai buvusios mikroschemų rinkos sumenko, naujos taip ir
nebuvo sukurtos, o procesų technologijos gerinimas tiek užtruko, kad tapo
itin vangus ir itin brangus.
"Dešimtajame dešimtmetyje mes perėjome nuo 1,2 µm
technologijos prie 1 µm, vėliau prie 0,8 µm ir
0,35 µm ir galiausiai prie 0,25 µm.
Penki technologiniai žingsniai per vieną
dešimtmetį - ir kiekvieną kartą
pagerėdavo sparta, energijos sąnaudos,
komponentų išdėstymo tankis ar kaina,
- sako kompanijos Actel prezidentas Johnas Eastas. - Bet dabar naujos
kartos technologijos tenka laukti vis ilgiau ir ilgiau, o ir pažanga po
kiekvieno perėjimo prie naujų procesų
nebėra tokia didelė. Nebeįmanoma
pasiekti tokios pat didelės kaip anksčiau
gamybos išeigos, atsirado problemų apie kurias anksčiau nežinota:
nuotėkiai dėl tuneliavimo ar trumpojo
kanalo efektai. Fizikos dėsniai netvirtina,
kad Moore dėsnis jau nebegali galioti, bet nurodo, jog norint ir ateityje juo
vadovautis, teks mokėti vis daugiau ir daugiau. Judėjimo kryptis išlieka
ta pati, bet dabar jis užtrunka vis ilgiau ir ilgiau".
Iki 0,13 µm dydžio detalių
procesų teko eiti du dešimtmečius, bet
ši technologija ir iki šiol kelia
nemažai problemų. Tarp jų svarbiausia -
būtinybė numatyti papildomus, lygiagrečius signalo kelius specifiniams
taikymams skirtuose integriniuose grandynuose ASIC.
"61 procentui visų ASIC konstrukcijų, sukurtų naudojant 0,13
µm procesus, reikia poros ar net daugiau lygiagrečių signalo kelių, o kai
kuriais atvejais būtina numatyti net
septynis ir daugiau "aplinkkelius", - sako
Robertas Humas, firmos Mentor Graphics viceprezidentas, atsakingas už
konstravimo ir testavimo padalinį.
Kadangi kiekvienu tokiu atveju reikia naujo fotošablono, o 0,13
µm šablonas kainuoja kelis šimtus
tūkstančių dolerių, visa tai sudaro
daug problemų.
Kuo mažesnis, tuo sudėtingesnis
90 nm technologija bus ne mažiau sudėtinga.
"Pasiūliau 1500 dolerių
sumą kiekvienam, kuris man įteiks 90
nm technologija pagamintą
komponentą, atitinkantį visas specifikacijas, -
sako East'as iš Actel. - Niekas taip ir nepasirodė, nors apie pasiūlymą žinoma
visame pasaulyje".
Xilinx, pirmaujantis šioje srityje tarp gamintojų, dar praėjusių
metų sausyje pranešė pradėjęs diegti 90
nm lustus savojoje Taivanio gamykloje UMC. Balandyje
Xilinx paskelbė pradėjęs gaminti 90 nm gaminių
bandomąją seriją. Bet pirmieji visiškai
specifikuoti ir atitinkantys projektinius duomenis komponentai pasirodys
tiktai šiemet.
Susidūrus su kolapso ištikta rinka ir naujų technologijų diegimo
sunkumais Silicio slėnio darbuotojams teko pradėti mąstyti apie pokyčius.
Gali būti, kad tradicinė mikroelektronika komerciniu požiūriu jau yra
išsisėmusi. Žinoma, yra kelios
technologijos - pavyzdžiui, anglies
nanovamzdeliai ar integriniai grandynai iš
polimerų - kurios potencialiai gali
užtikrinti sparčią technologinę pažangą dar
60-80 metų, bet nei viena jų iki šio
dešimtmečio pabaigos tikriausiai dar nepasieks komercinio lygmens.
Taigi, vietoje naujausių ir geriausių lustų kūrimo Silicio slėnio
mokslininkai buvo priversti uždarbiauti
ieškodami naujų taikymų jau
egzistuojančioms, senoms technologijoms.
"Kuomet konjunktūra
pasikeičia, tenka gerai pagalvoti, ką pradėti
gaminti, - sako Tony Stelliga, kompanijos Quellan prezidentas. - Mes
šiuo sunkiu metu ryžomės pagerinti
jau anksčiau sukurtos tinklų įrangos
techninius parametrus ir įveikti
didžiausią šiame kelyje laukiančią kliūtį
- kryžminius triukšmus".
Quellan sumanė pailginti eksploatuojamos telekomunikacijų
įrangos gyvavimo trukmę sukurdama
mikroschemą, kuri slopina daugelio gigabitų spartos stotyse atsirandančią
kryžminę signalų sąveiką. Ši
mikroschema teikia galimybę įstatyti į jau
esamą įrangą naujas plokštes, dėka kurių
galima išsaugoti senąją infrastruktūrą
ir tuo pat metu, padidinti jos spartą iki 5 Gb/s.
Šis išradingas signalo
procesorių technologijos variantas pradžioje
buvo ruošiamas optinio ryšio rinkai, bet dabar padeda išspręsti vieną iš
aktualiausių klausimų: kokiu būdu
telekomo operatoriai, kurių kasos vis dar apytuštės, gali atnaujinti savuosius
tinklus neišleisdamos itin daug pinigų.
Kaštus galima sumažinti gaminant
standartinius lustus
PMC-Sierra, bandydama išspręsti telekomo operatorių
nemokumo problemą, pasirinko kitą kelią.
"Telekomunikacinių paslaugų tiekėjai į naują įrangą gali pradėti
daugiau investuoti tik 2006 metais, tačiau prieš tai dar reikia pasiekti, kad jų
teikiamų paslaugų apimtys pradėtų
didėti. Šias paslaugas nulems naujos mikroschemos, bet jų kūrimo kaina
visą laiką auga, todėl pramonė yra
priversta pereiti prie standartizuotų komponentų naudojimo", -
sako Dougas Brownbridge, PMC-Sierra rinkodaros skyriaus vadovas.
Šiuo metu pagal 0,13 µm technologiją pagaminto ASIC lusto
projektavimo darbai kainuoja apie 10 mln. dolerių; laukiama, jog perėjus prie
90 nm technologijos jie kainuos 20 mln. dolerių, o prie 65 nm - tikriausiai
net 30 mln. dolerių.
"Standartinių lustų
projektavimo kaina atsiperka pradėjus masiškai
juos gaminti daugelyje fabrikų, - teigia Brownbridge. - Tuo pat metu
šitaip išnyksta ir suderinamumo problema bei paslaugų tiekėjų išlaidos,
susijusios su įrangos atnaujinimu".
Azijos gamintojai greitai suvokė, kad projektavimo išlaidas galima
pasidalinti vietoj ASIC ėmus gaminti ASSP lustus. Jais pasekė
amerikiečiai, bet ne Europa.
"PMC-Sierra mano, kad galiausiai ASSP pakeis ASIC ir Europa
liks paskutine ASIC tvirtove", - sako Brownbridge.
Vietoj integrinių grandynų
- saulės elementai
Dar vienas pavyzdys, kaip firma gali susidoroti su savo tradicinių
klientų nemokumo problema, yra Cypress
Semiconductor, savo puslaidininkinių prietaisų fabrikuose pradėjusi
gaminti saulės elementus.
Kaip ir mikroschemos, saulės elementai yra gaminami iš silicio, tik
ne tokio švaraus, koks naudojamas integriniuose grandynuose.
Cypress įsitikinusi, kad po poros metų, valstybei
remiant saulės elementų apyvarta greitai turėtų pasiekti šimtus milijonų
dolerių per metus.
Šiuo metu Kalifornijos valstija subsidijuoja 30-40 proc.
fotovoltinių modulių kainos, o valstijos
gubernatorius Arnoldas Schwarzneggeris inicijavo programą, pagal kurią dalį
reikalingos elektros energijos iki pusės per penkerius artimiausius metus
Kalifornijoje statomų namų gaus
iš saulės.
Šiuo metu Cypress Teksaso valstijoje savo fabrike kasmet
pagamina po 700 000 trijų vatų galios saulės
elementų ir stato naują fabriką
Filipinuose, gaminsiantį aštuonis milijonus
tokių elementų per metus. Cypress
įsigijo saulės elementų technologiją
rudenį. Jis nupirko iš šios
technologijos pradininkės SunPower akcijų paketą.
Panašiai reikalai klostosi ir Alliance Semiconductors
kompanijoje, kuri dar prieš porą metų gamino vien
atminties komponentus. 2001 m. Alliance nusipirko firmą, vadinamą
PulseCore, turėjusią plataus spektro
prietaisų technologiją, ir nutarė ją
panaudoti energetikams skirtų grandynų
gamyboje.
"Tikimės gerokai pakeisti energetikos agregatų architektūrą, -
sako Markas Sherwoodas, Alliance maišytų signalų gaminių skyriaus šefas.
- Pirmieji du lustai pasirodė dar prieš Naujuosius, o antrą 2004 m.
ketvirtį bus pradėti gaminti dar šeši".
Šitaip bandoma rasti naujų, retesnių taikymų, kuriuos,
įsivyravus skaitmeniniams prietaisams,
pražiopsojo analoginių prietaisų gamintojai.
"Laukiama, kad šiemet puslaidininkinių prietaisų rinka išaugs
8-9 proc., o analoginių prietaisų
rinkos augimas sudarys apie 14 procentų, - sako
Linear Technology analoginių prietaisų specialistas Dave Bellas.
- Pelno norma čia yra apie 40 proc., o pati moderniausia iš reikalingų
technologijų yra 0,6 µm. Kartu sudėjus,
tai yra idealus variantas šiandienos Silicio slėnio įmonėms".