Від мікроскопа до 3D-моделі: як українські інженери змінили розробку напівпровідників

Напівпровідники рухають технологічний прогрес уперед і забезпечують стабільну роботу величезної кількості пристроїв. У цій статті ми говоримо зі спеціалістами компанії GlobalLogic про те, що таке напівпровідники, як вони впливають на світ, а також про унікальну технологію від українських фахівців, яка прискорила й значно полегшила розробку чипів, пише 24 Канал.

Напівпровідники та їхнє значення

Напівпровідники – це особливі матеріали (найчастіше кремній або германій), які не проводять електричний струм так добре, як метали, проте й не є ізоляторами. Завдяки можливості "налаштовувати" провідність, вони дозволяють створювати транзистори, діоди та інші базові елементи мікроелектроніки. Ці елементи об’єднуються в чипи, здатні обробляти безліч даних і виконувати складні обчислення. Саме вони перетворюють команди, які ми віддаємо смартфону чи комп’ютеру, у реальні дії – від програвання музики до керування промисловими роботами.

Щоб усвідомити значущість напівпровідників, варто зазначити, що без них неможлива робота комп’ютерів, медичних апаратів, центрів обробки даних, "розумних" приладів і транспорту з автоматизованими системами. Якби напівпровідники раптом зникли, ми втратили б більшість сучасних ґаджетів та інфраструктури. Електроніка – це не лише розваги, а й інструмент реалізації важливих завдань: від порятунку життів у лікарнях до безпеки на дорогах.

Уся складність виготовлення

Процес виготовлення напівпровідників вимагає високоточного обладнання, чистих кімнат (з мінімальною концентрацією пилу) та складних хімічних процедур. Спочатку вирощується кремнієвий кристал. Потім його розрізають на тонкі пластини, які називаються "вейферами" (від англ. wafer). На цих пластинах методом фотолітографії, травлення й пошарового нанесення матеріалів формують електронні схеми. У результаті отримуємо чипи, які можуть містити мільйони чи навіть мільярди транзисторів.

Після цього відбувається контроль якості, який має кілька етапів: перевірка електричних характеристик, виявлення відхилень, візуальні інспекції та глибинний аналіз. Одним із методів є тривимірна томографія – вона дозволяє пошарово розглянути чип зсередини. Проте вона лише генерує зображення, тоді як висновки роблять фахівці на основі аналізу даних: іноді за допомогою спеціальних алгоритмів, але остаточне рішення завжди залишається за людьми.

Навіть мінімальна похибка може спричинити збій або зниження продуктивності кінцевого продукту. Наприклад:

• Купили нову відеокарту – вона перегрівається під час незначного навантаження.
• Новий телефон не увімкнувся після розпакування.
• Записали файли на флешку чи SSD, а при спробі відкрити – отримали збій.

Таким чином тестування елементів є одним із найважливіших етапів цього процесу. Але воно стикається з низкою викликів, які еволюціонують разом із технологіями. Вони формують майбутнє мікроелектроніки та визначають глобальні технологічні тренди. Проте невелика українська команда здійснила революцію в цьому напрямку. 20 інженерів GlobalLogic в Україні у співпраці з міжнародними партнерами створили одне з небагатьох у Європі програмних рішень, що дозволяє перевіряти мікросхеми безпосередньо на виробництві – автоматично, точно і в реальному часі.

"Тут багато фахівців, з якими цікаво обговорювати ідеї. Особливо надихає, коли долучаються нові люди з власним баченням – це стимулює вчитись і розвиватись. Сам проєкт складний і унікальний для України. Коли працюєш із технологіями, які не мають прямих аналогів, часто стикаєшся з неочевидними проблемами. Але саме це робить кожне досягнення, кожну перемогу яскравішою. Це більше, ніж просто технологія — це про довіру до власних рішень і про команду, яка не боїться нових викликів", – коментує провідний розробник Владислав Михалько.

Проєкт і надалі продовжує стрімко розвиватись.

Команда зростає. Приходять нові фахівці й одразу стають частиною великої місії. Тут цінують допитливість, ініціативу та бажання зробити щось справді значуще. Бо саме з цього ми й починали: не з амбіцій, а з чесного питання "навіщо?" і небажання миритися з посередністю,
– додає техлід команди Владислав Стовманенко.

Технологія покращується

Сьогодні команда працює над новою версією рішення. Вона у 2-3 рази пришвидшує процес отримання й аналізу даних, точніше виявляє внутрішні дефекти у мікросхемах і забезпечує ще кращу візуалізацію великих обсягів інформації.

Продукт українських інженерів уже працює на міжнародних виробництвах. Напівпровідники скануються за допомогою тривимірної томографії ще до того, як потрапляють у пристрої. Інженери бачать обʼємну картину внутрішньої структури чипа й ідентифікують найменші відхилення. Це рятує компанії від потенційних мільйонних збитків через серійний брак.

"І це лише початок. За ним – історія віри в себе, професійної впертості й глибокого переконання: Україна має не просто право на місце в технологічному світі – вона вже є його частиною. І її голос звучить щоразу голосніше", – підсумовує менеджер проєкту Олександр Хорунжикевич.