תעשיית המוליכים למחצה נשענת במידה רבה על דיוק תת-ננומטרי, שבו אפילו פגמים מיקרוסקופיים עלולים להפוך פרוסות סיליקון שלמות לחסרות תועלת. מרכז ה-PDC (בקרת ואבחון תהליכים) העולמי של אפלייד מטיריאלס, השוכן באזור ההייטק של רחובות, משמש כמתקן המחקר, הפיתוח והייצור העיקרי של החברה עבור ציוד מטרולוגיה ובדיקה מתקדם מחוץ לארצות הברית. מתקן זה חיוני לשרשרת האספקה העולמית של ייצור שבבים, ועוסק בתכנון ובייצור של מכונות הבודקות ומודדות מאפיינים מיקרוסקופיים על גבי פרוסות סיליקון מתקדמות. באמצעות מערכות אלקטרו-אופטיות מתוחכמות, מיקרוסקופיית אלקטרונים ואלגוריתמים של למידה עמוקה, המרכז ברחובות מבטיח שמפעלי ייצור המוליכים למחצה המובילים בעולם יוכלו לייצר שבבים בעלי תפוקה גבוהה בקנה מידה רחב. החטיבה הישראלית פועלת כאקוסיסטם אינטגרטיבי, המאגד תחת קורת גג אחת הכל - החל ממחקר בסיסי ראשוני ועד לייצור חומרת חדרים נקיים בקנה מידה מלא בקמפוס אחוד אחד.
אבולוציה היסטורית ורכישות אסטרטגיות
שורשיו של מרכז ה-PDC העולמי מגיעים לשתי רכישות ישראליות מכריעות שביצעה אפלייד מטיריאלס בשלהי שנות ה-90. בשנים 1996 ו-1997 רכשה ענקית עמק הסיליקון שתי חברות הייטק חלוצות מקומיות, אופאל (Opal) ואורבוט מכשירים (Orbot Instruments), בשווי עסקה כולל של כ-285 מיליון דולרים. אופאל הייתה ידועה במיקרוסקופי האלקטרונים הסורקים שלה למדידת ממדים קריטיים (CD-SEM), בעוד אורבוט התמחתה במערכות בדיקה אופטיות עבור פרוסות סיליקון עם תבניות ומעגלים מודפסים. על ידי מיזוג הנכסים הטכנולוגיים המשלימים הללו, הקימה אפלייד מטיריאלס את החטיבה הישראלית הייעודית שלה, ובחרה ברחובות כבסיס הפעילות שלה. במהלך שלושת העשורים הבאים, רכישה ראשונית זו צמחה והפכה למרכז המחקר והייצור הגדול ביותר של התאגיד מחוץ לצפון אמריקה.
פיתוח קמפוס ה-PDC ברחובות
כדי לתמוך בהתקדמות הטכנולוגית המהירה שלה, אפלייד מטיריאלס הרחיבה באופן אגרסיבי את נוכחותה הפיזית באזור התעשייה של רחובות. הקמפוס החדיש משתרע כיום על פני שלושה בנייני ענק, כאשר מתקן רביעי נבנה כדי לתת מענה לכוח האדם המתרחב ולביקושי הייצור. המתקן כולל חדרי נקיים עצומים שבהם מכונות בדיקה מתוחכמות ביותר, כגון מיקרוסקופ האלקטרונים הסורק PROVision, מורכבות, מכוילות ונבדקות. מערכות מטרולוגיה יוקרתיות אלו נשלחות לאחר מכן ישירות מישראל למפעלי ייצור מוליכים למחצה גדולים ברחבי העולם. על ידי שמירה על המחקר והייצור תחת קורת גג אחת, אפלייד מטיריאלס מאיצה את לולאת המשוב בין מהנדסי ההרכבה הפיזית לבין מפתחי התוכנה.
עובדות מפתח ומדדים תפעוליים
- מתקן רחובות מהווה את מרכז המחקר, הפיתוח והייצור הגדול ביותר של אפלייד מטיריאלס מחוץ לארצות הברית.
- החטיבה הישראלית מעסיקה למעלה מ-2,000 אנשי מקצוע מיומנים ביותר, כולל פיזיקאים, מפתחי תוכנה, מומחי אלגוריתמים ומהנדסי חומרה.
- לאפלייד מטיריאלס ישראל מבנה תפעולי אינטגרטיבי ביותר שבו חדרים נקיים מתקדמים לחומרה ומשרדי פיתוח תוכנה שוכנים זה לצד זה באותו קמפוס.
ניתוח טכנולוגי אסטרטגי
חטיבת ה-Process Diagnostics and Control (בקרת ואבחון תהליכים) פועלת בצומת קריטי של פיזיקה תעשייתית מודרנית ומדעי המחשב. מוליכים למחצה מתקדמים משתמשים כיום ברכיבים שרוחבם נמדד בננומטרים בודדים בלבד, דבר המצריך ציוד מטרולוגיה המבוסס על אלומות אלקטרונים ברזולוציה גבוהה במיוחד. בראיון עומק של Calcalistech עם רפי בן עמי, מנכ"ל אפלייד מטיריאלס ישראל, הדגישה החברה כי הביקוש העולמי לשבבים מתקדמים בבינה מלאכותית ובמרכזי נתונים ממשיך לנסוק. כדי לענות על ביקוש זה, המרכז ברחובות משלב אלגוריתמים של למידת מכונה ישירות בחומרת האלקטרו-אופטיקה שלו כדי לאוטם את זיהוי הפגמים. שילוב זה של תוכנת למידה עמוקה וחומרת מכניקה מדויקת מאפשר ליצרני הסיליקון לזהות חריגות בתהליך בזמן אמת, ובכך לחסוך מיליארדי דולרים באובדן תפוקת פרוסות סיליקון.
בנוסף, שילוב הבינה המלאכותית המתקדמת בכלי מטרולוגיה שינה מן היסוד את האופן שבו מפעלי ייצור פועלים. המערכות המתוכננות ברחובות אינן מסתפקות בצילום תמונות ברזולוציה גבוהה בלבד; הן מנתחות מיליוני נקודות נתונים בשנייה כדי לסווג ולחזות את מקור הפגמים. גישת אבחון פרואקטיבית זו מאפשרת למפעלי ייצור מוליכים למחצה להתאים את תהליכי הייצור שלהם לפני שפגמים נרחבים בפרוסות הסיליקון באים לידי ביטוי. כתוצאה מכך, המחקר שנערך על ידי כוח העבודה המקומי מתועד בפירוט בפורטל הרשמי Applied Materials Israel Overview, הממחיש את מנהיגותם במטרולוגיה עולמית של מוליכים למחצה. הסינרגיה העמוקה הזו בין אנליטיקה מבוססת תוכנה לבין הרכבת חומרה פיזית מדרגת ומבססת את מעמדה של ישראל כצומת חיוני ובלתי נפרד באקוסיסטם הטכנולוגי הבינלאומי.
חשיבות כלכלית ותעשייתית
מרכז ה-PDC ברחובות ממלא תפקיד קריטי בגיוון מגזר הטכנולוגיה בישראל, אשר נטה היסטורית באופן מובהק לכיוון של פיתוח תוכנה טהור. על ידי שמירה על תשתית ייצור פיזית איתנה, הקמפוס מספק תעסוקה תעשייתית איכותית במגוון רחב של דרגים מקצועיים, מטכנאי רצפת ייצור ועד לחוקרים בעלי תואר דוקטור. על פי דיווחים על השקעות מקומיות בתחום המוליכים למחצה במסגרת הסיקור של Calcalistech על מגזר ההייטק, מחויבותה של החברה להרחבת התשתית המקומית ממחישה את חוסנו של מגזר הייצור המתקדם בישראל חרף רוחות גאו-פוליטיות נגדיות. נוכחות מתמשכת זו תומכת בשרשרת אספקה מקומית ענפה של עיבוד שבבי מדויק, ייצור אופטיקה וספקי לוגיסטיקה. בסופו של דבר, הצלחתו של המרכז ברחובות מוכיחה כי ישראל מסוגלת לארח פעילויות תעשייתיות פיזיות ומורכבות לצד אקוסיסטם התוכנה והבינה המלאכותית המובילים שלה ברמה העולמית.