桑迪亚国家实验室已经开始为三个核武器现代化计划生产硅片,这是其微系统和工程科学应用公司历史上最大的生产系列。
台面的今年10月,硅工厂开始生产用于B61-12寿命延长计划、W88改装370和W87 Mk21引信更换核武器的专用集成电路的基础晶圆。计划和准备工作耗时数年,参与人员超过100人。
“我们没有放过任何一个人。如果你站着不动,你就会有事做,”Jayne Bendure说,她负责组织1000个生产线项目,在晶圆生产开始前进行核对。
高级经理戴夫Sandison台面的硅晶圆厂生产准备过程始于2011年7月,说详细要求战争reserve-quality专用集成电路(asic)产生一个巨大的列表”在常规12号字体大约4英尺长,走在我办公室的墙上。”
“这是一个多年的项目,以精确和奉献的方式执行。我为这个团队感到非常、非常自豪,”微系统科学与技术总监Gil Herrera说。“现在最困难的部分开始了:我们必须制造零件。”
MESA是Sandia微系统工作的中心
MESA是Sandia在微系统研究、开发和原型制作方面的投资中心。占地40万平方英尺的洁净室、实验室和办公室综合体是设计、开发、制造、集成和认证可信赖的国家安全应用微系统的家。MESA包括完成于1988年的Silicon Fab和完成于2006年的Compound Semiconductor MicroFab。美国国防部认证的Silicon Fab是一家值得信赖的代工厂,开发和生产辐射硬化互补金属氧化物半导体集成电路和微电子机械系统的技术。MicroFab是一家绿色认证的工厂,用于III-V化合物半导体材料加工、后硅晶圆加工和先进封装以及异质结双极晶体管生产。两家工厂都从事未来核武器和国家安全应用的研究和开发。
asic产品实现团队经理凯拉·拉比(Kaila Raby)表示,开始生产是一个巨大的里程碑。硅晶厂将按照每天24小时、每周5天的正常时间表生产asic,直到2018年。此外,MicroFab正准备在4月份生产异质结双极晶体管集成电路,这将是MESA首次为库存生产这些产品,Raby说。
Raby说,这三种武器系统使用了10种不同的ASIC产品。她说,10个asic中有7个有基础晶圆,在后期生产中根据特定产品设计定制。正是硅晶厂开始生产的基础晶圆。
Sandia已经投资于MESA的新制造工具和工艺,包括用于单个设备的类似于条形码的2d标记;一种电子生产控制系统;自动批验收支持系统;流线型的质量管理;以及更注重防止缺陷,Herrera说。
他说:“过去几年我们一直在做的很多事情凑在一起,我们在做所有这些的同时,尽量减少对我们为国家安全客户和研究任务的其他工作的影响。”
确定生产需求是一个多年的项目
MESA Silicon Fab经理Dale Hetherington表示,MESA Silicon Fab在2009年完成了W76-1核武器的晶圆制造,并开始确定B61和W88项目的制造需求。
他说:“我们的大部分任务是研发和为除核武器项目之外的其他客户工作,因此,在我们为(核武器)生产做好准备、完成1000条生产线的生产计划的同时,我们仍然在为(核武器)综合体制造原型,对桑迪亚周围的其他任务和其他实验室也一样。”赫瑟林顿说。“所以这并不是说我们关闭了工厂,什么也不做,只是准备生产。”
ASIC的产量将是W76-1的3倍以上。MESA使用一种预先建造的过程:建造许多晶圆并将它们储存起来,以便在需要时随时准备好。
“我们通常建立早期,因为晶圆丁到芯片,芯片包装并交付子系统客户,然后这些子系统集成到更高级的系统,”海瑟林顿说,添加桑迪亚的生产计划因素各种芯片的B61 W88和W87 Mk21引信项目。
晶圆生产是ASIC过程的关键部分,但这只是走向最终产品和接受国家核安全局的第一步。“虽然我们构建晶片在我们的工厂,当我们完成他们需要电测试,他们需要老化和可靠性评价,他们需要包装,所以有多组工作活动从最初的客户参与设计阶段和生产,“工厂经理艾伦•米切尔说。
MESA的高级经理Paul Raglin说,MESA的晶圆厂是独一无二的:他们研发和生产专用集成电路(asic)和异质结双极晶体管,所有这些都是内部可靠的组件。“我们可以带着所有的认证直接进入库存,”他说。
拉格林说,MESA每年通过国家核安全局的技术基地和设施准备工作获得约5000万美元。W88和B61计划提供额外的资金,用于员工和材料的基础资金。
Raglin表示,Sandia硅晶圆厂复兴计划已承诺在未来7年内投入1.5亿美元用于更换老化工具,并在2020年左右将MESA转换为8英寸晶圆。
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