211service.com
Ga voor de gloed
Astronomen van de San Diego State University (SDSU) hebben naam gemaakt als bouwers van elektronische lichtdetectoren voor veel van 's werelds grote telescopen, waaronder de Keck-telescoop op Hawaï en de Hale op de Palomar-berg in Californië. Nu hebben deze astronomen hun technologie gericht op een nieuw doelwit: computerchips. Gemonteerd op microscopen in plaats van telescopen, kunnen de detectoren fouten in computerchips gemakkelijker - en mogelijk goedkoper - vinden dan bestaande methoden.
In een industrie waar kleine technologische verbeteringen een groot verschil kunnen maken in de winstmarges, zouden deze detectoren, die gevoelig zijn voor straling in het infrarode deel van het spectrum, een aanzienlijke impact kunnen hebben.
Dit verhaal maakte deel uit van ons nummer van maart 1998
- Zie de rest van het probleem
- Abonneren
We denken dat het heel nuttig zou moeten zijn, zegt Robert Leach, een SDSU-astronoom die in de jaren tachtig samen met SDSU-ingenieur Frank Beale hielp bij het pionieren van elektronische beeldvormingsapparatuur voor telescopen. Frank Low, president van de Infrared Laboratories van Tucson, Ariz, herkende het scala aan mogelijke toepassingen en begon in het voorjaar van 1996 samen te werken met SDSU-wetenschappers om infrarooddetectoren te ontwikkelen voor gebruik bij de productie van chips. De door hen ontwikkelde infraroodstralingsmicroscoop, bekend onder de afkorting IREM 1, kwam afgelopen najaar op de markt.
IREM 1 stamt af van een infrarooddetector die Low's bedrijf heeft gebouwd en die nu op de Hubble-ruimtetelescoop vliegt. Terwijl de microscoop over het oppervlak van een computerchip gaat, verzamelt alle infraroodstraling (warmte) die door de chip wordt uitgezonden zich in de 65.000 putjes of pixels van een siliciumwafel die aan het uiteinde van de microscoop is gemonteerd. Sensoren in elk putje meten de hoeveelheid opgevangen licht; in een kwestie van seconden wordt de informatie van deze pixels gecombineerd om een beeld op een computermonitor te genereren.
De apparaten zouden een netelig probleem voor computerfabrikanten kunnen oplossen, namelijk het efficiënt testen van nieuwe chips voordat ze de consument bereiken. Zelfs de kleinste fout in een computerchip - misschien een stofje dat in het circuit is ingebouwd of een plek waar de isolatie is geërodeerd - kan ervoor zorgen dat elektrische stroom tussen transistors springt, warmte lekt en prestaties ondermijnt, legt Low uit.
Om dergelijke gebreken te vinden, hebben fabrikanten hun chips aan een reeks tests onderworpen, waaronder stroom door ze laten lopen en ze nauwkeurig onderzoeken met lichtdetectoren. Maar omdat defecte chips meer warmte afgeven dan licht, is het weglekken van warmte veel gemakkelijker te detecteren. In feite is het effect behoorlijk dramatisch: het ding licht op, zegt Leach.
Hij suggereert dat chipfabrikanten IREM 1 zouden kunnen gebruiken om te scannen naar chips die duidelijk gebrekkig zijn, waardoor ingewikkelder en duurdere tests worden bespaard voor chips die deze ruwe eerste snede doorstaan, en betoogt dat het nieuwe apparaat zou kunnen leiden tot verbeteringen in het chipontwerp door terugkerende gebreken te identificeren in specifieke microcomponenten op de chip.
Dergelijke verbeteringen zijn absoluut cruciaal voor het concurrentievermogen van deze bedrijven, zegt Jeff Weir, een woordvoerder van de Semiconductor Industry Association, de belangrijkste handelsvereniging voor Amerikaanse chipfabrikanten. Alles wat het sneller en gemakkelijker maakt om een defecte chip te vinden, is belangrijk. Dingen die de productie kunnen versnellen, zijn geldmakers.
Volgens Low hebben de uitvinders al IREM's verkocht aan twee bedrijven, waarvan er één meerdere van de apparaten heeft gekocht. De eerste die ze koopt, een van 's werelds grootste chipmakers, test het apparaat in zijn productieproces. (Low weigerde de bedrijven te noemen, daarbij verwijzend naar vertrouwelijkheidscontracten.)
Infrared Labs plant nu een array van de tweede generatie die aanzienlijk sneller zal zijn dan de IREM 1. Met 16 keer zoveel pixels - 1,04 miljoen in vergelijking met de 65.000 van de IREM 1 - zal het apparaat 16 keer zoveel chipruimte kunnen bekijken onmiddelijk.