Applied Materials annonce un investissement de 4 milliards de dollars dans le centre EPIC pour la collaboration en R&D

Vue d'artiste de l'installation EPIC d'Applied Materials dans la Silicon Valley

Applied Materials est le fabricant le plus important d'équipements de production de semi-conducteurs depuis plus de 30 ans. Il vient d'annoncer ce que je considère comme un projet de collaboration vraiment nouveau avec des fabricants de puces et des universités qui vise à faire progresser les techniques de production de puces. Je parle des types d'améliorations de processus qui pourraient amener de nouvelles technologies de puces sur le marché des années plus rapidement que le statu quo.

Au cours de mes décennies d'études dans l'industrie technologique, j'ai vu de nombreuses entreprises lancer des initiatives de R&D voyantes essentiellement comme un véhicule glorifié pour le marketing et les ventes. Mais ce n'est pas du tout ce que je vois avec le nouveau Centre d'innovation et de commercialisation d'équipements et de procédés (EPIC) d'Applied. (Super acronyme, hein ?) Après avoir discuté avec les dirigeants d'Applied, et sur la base de la longue histoire d'innovation de l'entreprise, des partenaires qu'elle a déjà alignés et des fonds qu'elle investit dans ce projet, je pense que ce sera la vraie affaire : une collaboration qui apportera des contributions substantielles à l'industrie des semi-conducteurs pendant de nombreuses années à venir.

La raison d'être du Centre EPIC

Nous les tenons généralement pour acquis, mais les puces modernes sont vraiment l'une des grandes merveilles d'ingénierie de toute l'histoire humaine. Des améliorations incessantes dans la conception des circuits, les matériaux, les logiciels d'ingénierie, l'équipement de dépôt, l'emballage et de nombreux autres domaines ont permis toutes les avancées incroyables que nous avons vues dans tous les domaines, des smartphones aux dispositifs médicaux en passant par l'avionique.

Mais à mesure que ces appareils sont devenus de plus en plus sophistiqués, les équipements et les processus qui les supportent sont devenus de plus en plus complexes. Comme le montre la chronologie ci-dessous, cela entraîne des temps de cycle très longs en termes de recherche fondamentale, de développement de nouveaux équipements et de nouvelles méthodes de production et, finalement, de la commercialisation en masse de nouvelles puces.

L'approche traditionnelle du développement des semi-conducteurs nécessite 10 à 15 ans entre la recherche fondamentale ... [+] et la commercialisation de masse.

J'y ai goûté moi-même il y a de nombreuses années lorsque j'étais cadre chez AMD. La quantité de travail et d'expertise requise à chaque étape est honnêtement stupéfiante, et à certains égards, il n'est pas étonnant que l'ensemble du cycle puisse prendre 10 à 15 ans pour se dérouler.

Pourtant, il doit y avoir une meilleure façon de gérer ce que Satheesh Kuppurao, cadre d'Applied, appelle les processus itératifs "atrocement douloureux" des allers-retours entre les chercheurs et les fabricants d'équipements, puis les fabricants d'équipements et les fabricants de puces. Kuppurao, qui occupe le poste de vice-président de groupe pour le développement et la croissance des affaires chez Applied (et qui détient un doctorat en science des matériaux), a expliqué que les frictions et les goulots d'étranglement dans la façon actuelle de faire les choses peuvent entraîner des déconnexions et des retards sans fin.

"Vous ne pouvez résoudre ces défis que si tout le monde se rassemble", m'a-t-il dit. Ce qui explique pourquoi Applied a créé EPIC.

Créer des calendriers qui se chevauchent pour la recherche et le développement

L'idée clé du centre EPIC est que les délais de recherche fondamentale, de développement de nouveaux équipements et processus de fabrication, puis le déploiement dans le monde réel de la commercialisation ne doivent pas nécessairement être purement linéaires, où l'un mène au suivant comme une rangée de dominos. . En fait, comme le montre le schéma suivant, ils peuvent se chevaucher. Le gain de temps potentiel pourrait être de 30 %, ce qui signifie que même les nouvelles technologies de puces les plus complexes pourraient atteindre les utilisateurs finaux trois ans ou plus plus rapidement qu'auparavant.

L'approche Applied Materials EPIC chevauchera les phases de R&D pour réduire le délai de commercialisation de ... [+] 30 %.

En offrant un espace dédié aux laboratoires universitaires, aux entreprises d'équipement et aux fabricants de puces dans une seule installation à la pointe de la technologie, Applied entend réduire les frictions et les goulots d'étranglement traditionnels dont parlait Kuppurao. Les chercheurs de puissances d'ingénierie comme Stanford, MIT, Cal-Berkeley, Arizona State et l'Université du Texas auront la chance de côtoyer des professionnels de l'industrie d'Applied et d'autres fabricants d'équipements ainsi que des sociétés de puces telles qu'Intel, AMD, TSMC, Samsung, IBM et Nvidia.

Dans cet environnement, après avoir réalisé une masse critique de recherche fondamentale dans un nouveau domaine, les experts en développement de procédés peuvent commencer à travailler en parallèle avec les physiciens, les scientifiques des matériaux, les professeurs de génie électrique et d'autres chercheurs. Et puis, le moment venu, les ingénieurs de processus travailleront aux côtés des professionnels de la mise en œuvre qui savent comment mettre en œuvre de nouveaux processus dans les usines commerciales.

Collaboration côte à côte. Communication en temps réel. Rassembler toutes les personnes intelligentes de différents domaines dans la même pièce. Tout cela semble simple dans son concept, mais Applied possède les ressources et l'expertise pour y arriver pour certains des défis d'ingénierie les plus complexes imaginables.

Qui bénéficiera du Centre EPIC

Je n'ai aucun doute que le Centre EPIC sera un gagnant pour Applied. La société vit depuis des décennies à l'épicentre de la technologie de développement de puces, et ce projet ne fera que renforcer sa position car il permet à Applied d'influencer un nouveau domaine de la technologie des procédés après l'autre. À long terme, je m'attends à ce que l'argent que l'entreprise s'est engagée à investir - jusqu'à 4 milliards de dollars au cours des sept prochaines années, y compris les incitations gouvernementales potentielles - semblera être un petit prix à payer pour cela.

EPIC devrait également être clairement gagnant pour les fabricants de puces qui seront en mesure de commercialiser de nouveaux produits, en particulier les produits les plus avancés, beaucoup plus rapidement. Si je dirigeais l'ingénierie pour AMD ou Nvidia, je sauterais certainement sur l'occasion d'avoir un accès rapide à des processus de pointe qui pourraient accélérer l'ensemble de ma feuille de route produit.

C'est aussi formidable pour les universités concernées. Lorsque j'ai parlé avec Tristan Holtam, vice-président du groupe pour la stratégie et le développement d'entreprise et chef de cabinet du PDG d'Applied Materials, Gary Dickerson, il a été éloquent sur le rôle vital des universités dans le maintien de la force de l'écosystème des semi-conducteurs aux États-Unis. L'importance des universités - ainsi que le besoin de l'industrie d'un vivier de talents important pour répondre à sa croissance dans les années à venir - c'est pourquoi Applied veut investir dans la formation de la prochaine génération à venir dans l'industrie.

Soit dit en passant, la participation des universités s'étendra au-delà de l'installation EPIC dédiée aux laboratoires satellites gérés par Applied dans les différentes écoles impliquées. Même les meilleurs programmes d'ingénierie ne disposent souvent pas de l'équipement de production le plus récent dont ils auraient besoin pour transformer leurs résultats de recherche en procédés commercialement viables. Mais l'EPIC et les laboratoires satellites devraient changer cela, en donnant à ces programmes de recherche universitaire l'accès à des environnements de laboratoire gérés par des professionnels équipés d'excellents outils au moindre coût. Applied estime que cela ne fera qu'augmenter le taux de réussite des innovations issues de ces grandes écoles d'ingénieurs.

En plus de cela, imaginez quelle expérience d'apprentissage incroyable - et opportunité de carrière - ce sera pour de jeunes étudiants diplômés brillants qui ont la chance de résoudre des problèmes du monde réel aux côtés de technologues vétérans d'Applied, Intel, TSMC et ainsi de suite.

De la Silicon Valley au monde

Le bâtiment EPIC Center de 180 000 pieds carrés, qui devrait être achevé au début de 2026, sera situé sur un campus Applied dans la Silicon Valley. Comme Holtam me l'a fait remarquer, les sociétés cotées en bourse dans un rayon de 50 milles de ce site ont une valeur marchande globale de plus de 10 000 milliards de dollars, soit environ un tiers de la valeur totale du S&P 500. Outre les sociétés d'équipement de puces et de puces comme AMD, Broadcom, Intel, Lam Research, Maxim, Nvidia et Xilinx, le quartier des entreprises d'Applied comprend d'autres grands noms comme Apple, Google, Cisco, Meta, Oracle et Salesforce.

Toutes ces entreprises, même celles qui ne fabriquent pas leurs propres puces, bénéficieront du travail d'EPIC. D'ici la fin de cette décennie, Applied prédit que le marché mondial des semi-conducteurs dépassera 1 000 milliards de dollars de revenus annuels, soit environ deux fois plus qu'aujourd'hui. Bon nombre des nouvelles technologies à l'origine de cette croissance (IA, véhicules définis par logiciel, IoT, réseaux électriques intelligents, etc.) s'appuieront sur des techniques de production de puces qui sont des ordres de grandeur plus complexes que celles qui nous ont amenés jusqu'ici. Comme si cela ne suffisait pas, nous pouvons également nous attendre à une pression croissante sur l'industrie pour réduire son empreinte carbone, qui continuera de croître rapidement à moins que des méthodes de production plus efficaces ne soient créées.

Pour toutes ces raisons, une approche globale pour améliorer la technologie de production de puces est parfaitement logique. Applied est l'entreprise idéale pour diriger cela, et ses plans pour le centre EPIC semblent très bien pensés.

Sécuriser le processus

La seule réserve que j'ai - une que j'ai partagée avec les dirigeants d'Applied à qui j'ai parlé - concerne la sécurité. Les technologies de production dont nous parlons sont incroyablement sensibles, et pas seulement en termes de concurrence sur le marché, ce qui pourrait rendre certains fabricants de puces réticents à travailler ensemble dans une installation de R&D partagée. Les méthodes de fabrication de puces avancées sont dans de nombreux cas également considérées comme stratégiquement importantes par le gouvernement fédéral, ce qui signifie que l'Oncle Sam est très attentif à la façon dont ces technologies se répandent dans d'autres pays, en particulier la Chine. La sécurité est donc primordiale.

Holtam était certainement déjà conscient de ces risques. Il a souligné que parce qu'Applied était depuis si longtemps un fournisseur majeur d'équipements de production pour les plus grands fabricants de puces, il avait également eu des décennies pour développer des protocoles stricts pour séparer les personnes ou la propriété intellectuelle de différentes entreprises qui ne devraient pas entrer en contact les unes avec les autres.

Au-delà de cela, il a souligné qu'une grande partie du travail prévu pour le Centre EPIC sera si fondamental qu'il sera pré-compétitif. En d'autres termes, il ne s'agira pas des améliorations hautement personnalisées qui permettront au fabricant X de produire un certain type de puce 3 % plus rapidement que le fabricant Y. Les efforts seront plutôt concentrés sur les types de percées qui créent une marée montante. pour soulever des bateaux dans l'industrie des semi-conducteurs.

Une initiative forte qui devrait produire des résultats tangibles

EPIC passe le "test de l'odeur" pour moi en tant que projet qui est bien plus qu'un stratagème marketing. Ce ne sera pas seulement un lieu de diffusion de démos sympas, ce que tant de vitrines R&D d'entreprise finissent par être. Au contraire, cela ressemble à un endroit où un véritable travail de percée sera effectué. Pour cette raison, je pense qu'EPIC pourrait finir par créer de nombreux avantages pour les universités et les entreprises directement impliquées, ainsi que pour l'industrie des puces dans son ensemble.

Je garderai un œil sur les progrès à mesure qu'EPIC sera en ligne. Construire un environnement qui favorise une véritable co-création n'est pas facile, surtout dans une industrie aussi compétitive que celle des semi-conducteurs. Mais si une entreprise peut le faire, Applied Materials le peut.

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