Uomini e macchine

 ST Microelectronics, Manila

In tutto il lungo corridoio solo due uomini, ma tante macchine.
Poca tecnologia. Relativamente, stanno infatti eseguendo a velocita' bestiale saldature di fili di rame da 25 micron (millesimi di millimetro) dalla piastrina di silicio al frame del package. Nel 1964, quando ho iniziato la mia attivita' lavorativa, una operatrice faceva 120 saldature per ora, nel 2005 si era arrivati a 20 mila saldature per ora,

Per interagire con l'operatore, che sembra mezzo cieco, le macchine hanno bisogno di parti che per i loro fini sono inutili: dalle lampade per chiedere aiuto, in caso di guasto o malfunzionamento, al microscopio.
Un robot al posto dell'uomo avrebbe molteplici vantaggi.
Sarebbe sicuramente fornito di WiFi ed avrebbe una vista buona propria, da rendere inutile il microscopio. Anche il lettore di codici sarebbe inutile.
Il mio orologio sembra meglio organizzato: comunica con il telefono e con il modem, ha fatto amicizia con la bilancia, si collega ogni 15 minuti con l'Alfa centrale, che sa tutto sia su di me che degli altri 15 milioni di soggetti. Per il momento si limita e tenermi informato delle mia salute, ma aspira a farmi da medico.

Per il momento ci teniamo l'operatore mezzo cieco ed il medico umano, in seguito si vedra'

ST Microelectronics power devices

ST Catania dalla sua fondazione  nel 1961 ad ora ha sempre avuto come obbiettivo principale la fabbricazione di dispositivi di potenza, ma molte volte e' partita con un ritardo rilevante.

Nel caso dei transistori bipolari al silicio il ritardo era notevole.

Si iniziato nel 1973, mentre il primo dispositivo era uscito ben 15 anni prima.

Adesso con il SiC invece ST e' decisamente il pole position.

I grafici che seguono servono solo per farsi un'idea di massima.

E' tuttavia il caso di far notare che nei tre casi presentati malgrado le loro differenze condividono la stessa velocita' di crescita del 50% per anno per molti anni.

Il grafico sopra accumula dati di varia provenienza.
I dati piu' interessanti, dal 1973 al 1986, provengono dalla mia seconda operation review a Catania del 19 novembre 1981, sono dati in miliardi di lire, che ho convertito in dollari al cambio medio annuale.

In quel periodo il nome della societa' era SGS-ATES.
I dati dei PMOS e dei bipolare sono presi da un'altra operation review.
Il dato del 2005 dall'ultimo progress report del gennaio 2006.

La previsione per il SiC e' presa da Statista attribuendo ad ST un market share del 8.8 %.

Chiaramente questi dati per avere significato dovrebbero essere messi nel contesto degli andamenti realizzati dalla concorrenza o delle azioni fatte per conseguire i risultati mostrati.
Sia nel campo dei transistori bipolari che per i PMOS i primi passi sono stati mossi con un certo ritardo forse 5~6 anni per i bipolari, almeno due anni  per i PMOS.

Per il SiC invece la ST ha almeno un anno di vantaggio sul concorrente piu' vicino.

https://s3.i-micronews.com/uploads/2022/03/Power-SiC-2022-Product_Brochure.pdf

Chiaramente fra i vari dati che si trovano su internet si sono discrepanze anche di oltre un fattore due.

Il primo transistore bipolare.

Negli anni 60 Mario Conti introdusse in SGS-Fairchild il concetto del field plate poi via via perfezionato ed invento' l'energy layer che negli anni 80 ha permesso ad ST di avere dispositivi di potenza estremamente robusti. Purtroppo nel 1969 la direzione decise di abbandonare l'attivita' di ricerca sui transistori discreti. Non conosco i motivi per cui la situazione nel 1981 non fosse per niente brillante.
Per i PMOS ecco alcuni lavori demandati ad Agrate, l' autore degli studi sono io.

Ma alla fine si parti solo nel 1980.

 

Storia autobiografica della collaborazione Universita' ST. Appunti l'inizio

 

Catania, 23 gennaio 2006. Universita' di Catania, dipartimento di Fisica ed Astronomia.

In primo piano da sinistra: Giampiero Ottaviani, Giuseppe Zocchi, Gaspare Rodolico, Emanuele Rimini. Toti Pignataro, Orazio Puglisi, Natale Marino. In secondo piano: Pino Ferla, Luigi Fortuna, Salvatore Castorina. In fondo con la cravatta gialla, Gianfranco Cerofolini, in mezzo Angelo Raciti

La foto e' stata presa durante la giornata organizzata da Emanuele Rimini in occasione del mio imminente pensionamento. Raccoglie le immagini di quasi tutti i protagonisti della storia da me vissuta della collaborazione Universita' ST.

Mancano i primi  anni, Con Ercole de Castro, prima,1965 come centro di calcolo di Bologna e poi Come Lamel, CNR e vari professori di Padova per vari studi a partire dall'impiantazione ionica e soprattutto per la qualifica per lo spazio dei primi CMOS e soprattutto moltissimi ricercatori del Lamel di Bologna e della Universita'. Cito soltanto Sandro Solmi e Giorgio Baccarani ma la lista e' veramente lunga

La persona fondamentale durante il passaggio SGS- Fairchild/SGS/SGS-ATES degli anni 1968-1972 e' l'ing Pippo Zocchi.
A lui devo la conoscenza di Giampiero Ottaviani e di Emanuele Rimini.
L'ing Zocchi, credo nel 1972 o poco dopo, aveva organizzato una conferenza AEIT con me e Giampiero Ottaviani sull'impianto ionico.
A Modena, sede del prof Ottaviani, non vi era un impiantatore ionico per cui dissi che potevo trattare la parte teorica io stesso.
Fui pertanto chiamato da Zocchi che, come capo della ricerca era tre livelli gerarchici sopra di me, e mi convinse subito dell'opportunita' di dividere il tempo con Giampiero.
Da subito con Giampiero diventammo grandi amici.
Fra i tanti risultati la diffusivita' del silicio in alluminio, lo studio dell'interfaccia ossido silicio nelle ossidazione in presenza di vapori dell'azeotropo di acido cloridrico, vari studi sulla formazione di siliciuri. Nel 1982 ottenni chi l'impiattore Linear Acceletor su cui avevo lavorato moltissimo fosse donato all'Universita' di Modena. 

Una ulteriore iniziativa dell'ing, Zocchi, destinata ad avere conseguenze durature, fu una conferenza di Emanuele Rimini organizzata in ST attorno al 1974.
A quel tempo avevo introdotto un rapid thermal annealing ante litteram con un forno a doppia parete e raffreddamento con azoto a 5 atmosfere. Attrezzatura un po' troppo artigianale ed un po' pericolosa.
Rimini doveva parlare di laser annealing. Introdusse anche vari concetti sul reverse annealing.
Poco tempo dopo i concetti applicati ai processi risolsero gravi problemi di resa.

Zocchi aveva conosciuto Rimini durante la sua attivita' in ATES a Catania dal 1961 al 1968.
Chiaramente Emanuele, pur essendo a quel tempo molto giovane era riuscito ad impressionarlo.

Ulteriori attivita' promossa dall'ing Zocchi sono state il progetto MADESS ed i due piani nazionali della microelettronica.

SGS, una storia di pionieri

 E' ormai prossimo alla commercializzazione SGS, una storia di pionieri.
Curato da Anna Santi, del Politecnico di Milano lo scorso 25 maggio e' stato presentato ai numerosi autori il volume che rappresenta un importante capitolo della storia della microelettronica.

Il libro affronta una parte della storia di ST, quella iniziale piena di eventi tumultuosi, attraverso 21 testimonianze, e copre i primi passi della societa' 1959 fino all'arrivo dell'ing Pistorio, 1980
1959, colloquio di assunzione di avrebbe avuto importanti incarichi, matricola 45.
Ingegnere Virgilio Floriani, fondatore di Telettra e cofondatore di SGS con Adriano Olivetti:
Siamo di fronte ad un nuovissimo mondo, i transistors, questi granchietti a tre zampe, trasformeranno il pianeta. Emergere, senza essere solo rimorchiati dalle grandi aziende americane sara' una gigantesca sfida.
Le varie transizioni sono viste dagli angoli dei vari testimoni.
Si ha il passaggio dal Germanio al Silicio, dall'alleanza co GE a quella con Fairchild, ed anche da RCA a Siemens la fusione SGS con Ates.
I difficili anni 70 e le innumerevoli trasformazioni dello stabilimento di Catania.
Ci si ferma con l'arrivo dell'ingegnere Pasquale Pistorio e con la grandi ascesa del gruppo trainante che in 25 anni riesce a crescere del 20% per anno con un profitto medio del 20% per anno.
Creando valore per se e per quanti clienti o fornitori partecipano all'azienda.

Singapore, un capitolo da non perdere.

Una foto storica: 7 giugno 1962. Primo anniversario di Ates

 

La foto mi e' stata inviata dal dott. Giuseppe Abbondanza, proprio oggi.
Giuseppe e' la memoria storica delle origini e dello sviluppo dello stabilimento di Catania;
dal germanio, ai reattori epitassiali PAB (Preti-Abbondanza) al SiC.

La foto riunisce i vari dirigenti del tempo e segna il primo anniversario dello stabilimento di Catania, avviato con il supporto e le competenze della RCA.
Il terz'ultimo e' l'ing. Raimondo Paletto, che sicuramente ancora molti ricordano in attivita' fino ad oltre il 2010. L'ing. Paletto lascio' Catania nel 1968 per fondare il centro di Castelletto, Cornaredo (Milano).
Alla fusione fra Ates ed SGS nel 1972 divenne il capo della ricerca della nuova societa' SGS-Ates

Segnalazione di errori o proposte di aggiunte sono ben accette.

A fine mese sara' disponibile il libro SGS, una storia di pionieri, con ben 21 testimonianze fra cui quella di Paletto e di Abbondanza e di 19 altri protagonisti dell'epoca.

MUX STM 16:1 @ 5.28 GHz 4 settembre 1996

La foto sopra è di fax di G. Sommerling della Swindon Silicon Systems del 4 settembre 1996 e rappresenta la caratterizzazione del MUX STM 16:1 contenuto nel set di maschere NTB30.
Il run e'  il Y621551A. cioe' un run che ha iniziato la lavorazione nella settimana 21 del 1996. Il processo e' HSB2 E, prima fase per lo sviluppo di HSB3.
Il jitter a 5.28 GHz e' inferiore ai 15 psec.
Credo che sia fra i risultati migliori ottenuti dalla R&D di Catania nei miei 25 anni di lavoro a Catania.
Secondo i componenti del team dell'epoca, che adesso lavorano alla Qualcomm, il nostro vantaggio nel 2003 era stimabile in 10 anni.
Peccato che alla capacità del team non sia corrisposta una pari capacità della ditta di capire i risultati, o una capacità nostra a far capire che l'enorme vantaggio acquisito.

 

Lo sviluppo asintotico della microelettronica

 La tecnologia della microelettronica si sta avviando al limite della globalizzazione.

Quando cioè una sola ditta fornisce tutto il mondo.
Nel campo dei semiconduttori la cosiddetta " supplier chain" e' molto complessa.

Pat Gelsinger: The Empire strikes back

Pat Gelsinger, Intel Ceo

 

Il nuovo impulso dello sviluppo del mercato dei semiconduttori dato dallo sviluppo delle auto elettriche era prevedibile da parecchi anni. Non era prevedibile l'impulso dato dal Covid a tutte le infrastrutture  necessarie per riunioni virtuali ed acquisti on line.
L'aumento della domanda ha messo in difficoltà prima l'industria automobilistica ed adesso vari settori che dipendono dalla microelettronica.
A questa crisi si sommano le difficoltà create dalla guerra commerciale tra Stati Uniti e Cina.

Previsione del mercato dei semiconduttori

Lo sviluppo dell’industria dei semiconduttori

Una previsione conservativa. (G. Ferla)

L’industria dei semiconduttori sta per entrare in una fase di grande sviluppo come quello a cui abbiamo dal 1970 al 2000.

IEEE, history: BCD, nuovo riconoscimento per ST

 

IEEE Milestone “Multiple Silicon Technology on a Chip, 1985” – May 18, 2021

The IEEE Milestones program is a program of the IEEE History Committee, administered through the IEEE History Center, that honors significant technical achievements in all areas associated with IEEE. Milestones recognize the technological innovation and excellence for the benefit of humanity found in unique products, services, seminal papers, and patents.

Navigazione in mani sicure

La crescita dell’industria microelettronica è caratterizzata da periodi di crescita tumultuosa intercalati con crisi anche gravi.

Quando una crisi finisce, cambia lo scenario delle società.
Sopravvivono solo le società che hanno saputo prevedere i cambiamenti ed adattarsi
(Pasquale Pistorio)

I cicli della microelettronica

 Fin dagli inizi l'industria dei semiconduttori ha sofferti di cicli di crescita e di cali di fatturato molto violenti. Le cause sono molteplici, la più rilevante è sicuramente lo sbilancio fra domanda ed offerta intrinseco alla crescita tumultuosa dell'industria dei semiconduttori legata alle continue innovazioni.
A questa si sovrappongono gli effetti delle economiche e finanziarie.

I primi anni di SGS

 

Date principali

24 ottobre      1957                costituzione della SGS
30 novembre 1960                capitale sociale elevato a 2 miliardi di lire
1961                                      si avvia la lavorazione planare
1963                                       fatturato a 4.3 miliardi di lire, avvio di Rennes e Falkirk
1964                                       il germanio viene abbandonato
1966                                       massiccio acquisto in USA di prodotto finito, avvio di Marsta
1967                                       avvio di Wasserburg
9 aprile 1968                          capitale sociale a 5 miliardi di lire
1969                                       avvio di Singapore, Olivetti rileva la quota di Telettra

1970                                       fatturato a 19.4 miliardi di lire
20 novembre 1972                 Ingo Ravalico, fusione per incorporazione in ATES

I famosi e perfetti "transistors RCA" si irradieranno da Catania nel Mondo

 

Da La Sicilia del 3 agosto 1961

Gli stabilimenti della ATES

I famosi e perfetti «transistors RCA»

si irradieranno da Catania nel Mondo

Attrezzature speciali e persona/e particolarmente addestrato nei grandiosi impianti che entreranno in funzione nei prossimi mesi alla zona industriale

 

La radio e la televisione rappresentano l'aspetto più noto al pubblico di una scienza e di una tecnica della quale esse rappresentano in realtà solo un settore, la tecnica elettronica. questa tecnica ha raggiunto oggi sviluppi del tutto impensati, tutto ciò che oggi è controllato e costruito dall'uomo ha in sé il contributo dell'elettronica.
Senza quest'ultima, le più recenti conquiste umane, quali quella dello spazio, quella di particolari forme di ragionamento sintetico ottenuto per mezzo del calcolo elettronico e tante altre ancora, non sarebbero neppure pensabili.
L'industria elettronica e ‘assurta quindi, al ruolo di industria complementare a tutte le altre, tanto che il suo sviluppo deve accompagnarsi, e anzi deve precedere, quello di ogni altro settore industriale. 

Storia autobiografica dei micro. G. Ferla (da preparare)

 

M088, (196x 174mils) n-channel Silicon Gate
terza versione micro 4 bit, circa 1974

Nel dicembre del 1969 mi fu comunicato che il gruppo di circa 15 ricercatori di cui ero il responsabile sarebbe stato sciolto ed sarei passato alle dipendenze di Franco Berenga per lo sviluppo dei processi MOS.
La cosa non mi colse molto di sorpresa perché da tempo correva voce che i transistori discreti erano in difficoltà perché non generavano utile.
Il sistema per calcolare il prezzo di vendita era piuttosto bizzarro, per quello che ne sapessi.

Per generare utile il prezzo doveva essere 10 volte il costo del silicio in modo da coprire tutti i costi indiretti. Ma a parte i primi due transistori progettati per i tuner dei televisori, che erano microscopici, gli altri quali il transistore per la deflessione di quadro avevano dimensioni notevoli, ma un processo semplice e con rese elevati.

Dal silicio al SiC: gli inizi, l'epitassia.

2011, si festeggiano i 50 anni dello stabilimento di Catania
Il dott Abbondanza discute  dell'etero-epitassia  e
dell'aumento di diametro delle fette SiC

Una storia per SGS

SGS, fra le società che hanno contribuito alla nascita di ST, è quella che ha la storia di maggior rilievo.
Fu fondata solo 16 giorni dopo Fairchild, la società che ha dato origine letteralmente alla Silicon Valley.
Ha avuto nel consiglio di amministrazione Bob Noyce, detto The Mayor of the Silicon Valley.
Gordon Moore come responsabile della ricerca.
Personalmente ho ancora gli esercizi che Coppola Redi faceva svolgere per conto di Andrew Grove
Bruno Murari con il supporto di molti altri ha preso l'iniziativa di raccogliere del materiale in modo da farne un libro adesso che ancor possono contribuire persone che partecipato agli eventi che hanno dato forma ad ST. Primo fra tutti Pasquale Pistorio, poi Aldo Romano.
Senza trascurare i decani della società Raimondo Paletto e poi Abbondanza e Fabio Borri classe Dicembre 1960.

Per dare a Bruno qualcosa di utile raccoglierò in questo blog tutti i contributi dei volontari.
Questo e' uno schema in evoluzione di come seguire degli eventi un po' fuori la sfera di influenza della storica TPA.

Sommario al 31 marzo 2021

VIPower, un'invenzione su ordinazione 1/

VIPower. Vertical Integrated Power, sono integrati di potenza con flusso di corrente verticale e la capacità di tenere  800 volt ed oltre e far passare correnti anche di 10 ampere.

Al momento (2020) hanno un fatturato di quasi un decimo del fatturato di ST.
Per qualche aspetto sono i fratelli minori dei BCD, per il fatto di consentire di avere un solo dispositivo di potenza, mentre per la loro struttura i BCD possono averne parecchi.
I dispositivi a flusso di corrente verticale hanno il controllo della corrente, che è a bassa tensione e quindi non richiede grandi dimensioni, lungo la superficie del silicio e la parte che deve tenere tensione nella dimensione perpendicolare, quindi consentono densità di potenza molto elevate.

VIPower M1, VB027 accenzione elettronica, 1000v-8.5A

Vediamo come è nata l’invenzione

Memorie non volatili: dal mono bit al Terabit (in preparazione)

Le memorie non volatili hanno una storia che inizia ben prima di quanto si potrebbe supporre dal primo articolo sull'argomento di SGS-Ates

Shareholders and stakeholders: giovedi 8 dicembre STM si quota in borsa. (in preparazione 6 aprile 2021)

Per l'iniziativa Una storia per SGS  vorrei ricostruire almeno per grande linee l'andamento economico della società. Il successo delle innovazioni è misurato dal profitto generato e buona parte dei cambiamenti societari e' dettata dalle crisi finanziari della società. Inoltre il successo e lo sviluppo della società dipende in maniera essenziale dalla leader e dalla visione dei capi.