A félvezetőgyártás területén potenciális forradalom előtt áll a hagyományos nagyüzemi, nagy tőkebefektetéssel járó gyártási modell. A közelgő "CEATEC 2024" kiállítással a Minimum Wafer Fab Promotion Organization egy vadonatúj félvezető-gyártási módszert mutat be, amely ultra-kisméretű félvezetőgyártó berendezéseket használ a litográfiai eljárásokhoz. Ez az innováció példátlan lehetőségeket kínál a kis- és középvállalkozások (kkv-k) és az induló vállalkozások számára. Ez a cikk összefoglalja a releváns információkat, hogy feltárja a minimális wafer fab technológia hátterét, előnyeit, kihívásait és lehetséges hatását a félvezetőiparra.
A félvezetőgyártás erősen tőke- és technológiaigényes iparág. A félvezetőgyártás hagyományosan nagy gyárakat és tiszta helyiségeket igényel a 12 hüvelykes ostyák tömeggyártásához. Az egyes nagy ostyagyárak tőkebefektetése gyakran eléri a 2 billió jent (körülbelül 120 milliárd RMB), ami megnehezíti a kkv-k és startupok belépését erre a területre. A minimális wafer fab technológia megjelenésével azonban ez a helyzet megváltozik.
A minimális ostyafabok olyan innovatív félvezető-gyártási rendszerek, amelyek 0,5 hüvelykes lapkákat használnak, jelentősen csökkentve a gyártási méreteket és a tőkebefektetést a hagyományos 12 hüvelykes ostyákhoz képest. Az ehhez a gyártóberendezéshez szükséges tőkebefektetés mindössze körülbelül 500 millió jen (körülbelül 23,8 millió RMB), ami lehetővé teszi a kkv-k és az induló vállalkozások számára, hogy alacsonyabb befektetéssel kezdjék meg a félvezetőgyártást.
A minimális wafer fab technológia eredete egy kutatási projektre vezethető vissza, amelyet a National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) kezdeményezett 2008-ban Japánban. A projekt célja egy új irányzat megteremtése volt a félvezetőgyártásban a sokféleség elérésével. , kis szériás gyártás. A japán Gazdasági, Kereskedelmi és Ipari Minisztérium által vezetett kezdeményezés 140 japán vállalat és szervezet együttműködését jelentette a gyártási rendszerek új generációjának kifejlesztésében, amelynek célja a költségek és a műszaki akadályok jelentős csökkentése, lehetővé téve az autóipari és háztartási gépek gyártói számára a félvezetők gyártását. és szenzorokra van szükségük.
**A Minimum Wafer Fab technológia előnyei:**
1. **Jelentősen csökkentett tőkebefektetés:** A hagyományos nagy ostyafabok több százmilliárd jent meghaladó tőkebefektetést igényelnek, míg a minimális ostyafabok megcélzott befektetése ennek az összegnek csak 1/100-1/1000-e. Mivel minden eszköz kicsi, nincs szükség nagy gyári terekre vagy fotomaszkokra az áramkör kialakításához, ami jelentősen csökkenti az üzemeltetési költségeket.
2. **Rugalmas és változatos gyártási modellek:** A minimális ostyagyárak különféle kis szériás termékek gyártására összpontosítanak. Ez a gyártási modell lehetővé teszi a kkv-k és startupok számára, hogy gyorsan testreszabják és igényeiknek megfelelően gyártsanak, kielégítve a testreszabott és változatos félvezető termékek iránti piaci keresletet.
3. **Egyszerűsített gyártási folyamatok:** A minimális ostyagyártó berendezések minden folyamathoz azonos alakúak és méretűek, és az ostyaszállító tartályok (shullok) minden lépéshez univerzálisak. Mivel a berendezések és a transzferek tiszta környezetben működnek, nincs szükség nagy tiszta helyiségek fenntartására. Ez a kialakítás jelentősen csökkenti a gyártási költségeket és a bonyolultságot a lokalizált tiszta technológia és az egyszerűsített gyártási folyamatok révén.
4. **Alacsony energiafogyasztás és háztartási energiafelhasználás:** A minimális ostyalapok gyártóberendezései alacsony energiafogyasztással is rendelkeznek, és szabványos háztartási 100 V-os tápellátással működnek. Ez a jellemző lehetővé teszi, hogy ezeket az eszközöket tiszta helyiségeken kívül is használják, tovább csökkentve az energiafogyasztást és az üzemeltetési költségeket.
5. **Rövidített gyártási ciklusok:** A nagyléptékű félvezetőgyártás általában hosszú várakozási időt igényel a megrendeléstől a szállításig, míg a minimális ostyagyárak képesek a kívánt mennyiségű félvezető időben történő előállítását a kívánt időkereten belül. Ez az előny különösen nyilvánvaló az olyan területeken, mint a tárgyak internete (IoT), amelyek kisméretű, nagy keverékű félvezető termékeket igényelnek.
**A technológia bemutatása és alkalmazása:**
A "CEATEC 2024" kiállításon a Minimum Wafer Fab Promotion Organisation bemutatta a litográfiai eljárást ultra-kisméretű félvezető-gyártó berendezésekkel. A bemutató során három gépet helyeztek el, hogy bemutassák a litográfiai folyamatot, amely magában foglalta az ellenálló bevonatot, az expozíciót és a fejlesztést. Az ostyaszállító konténert (shuttle) kézben tartottuk, a berendezésbe helyeztük, és egy gombnyomással aktiváltuk. A befejezés után a kompot felvették és a következő készülékre állítottuk. Az egyes eszközök belső állapota és előrehaladása a megfelelő monitorokon megjelent.
Miután ez a három folyamat befejeződött, az ostyát mikroszkóp alatt megvizsgálták, felfedve a „Happy Halloween” feliratú mintát és egy sütőtök-illusztrációt. Ez a bemutató nemcsak a minimális wafer fab technológia megvalósíthatóságát mutatta be, hanem rávilágított annak rugalmasságára és nagy pontosságára is.
Ezenkívül néhány vállalat kísérletezni kezdett a minimális wafer fab technológiával. Például a Yokogawa Solutions, a Yokogawa Electric Corporation leányvállalata áramvonalas és esztétikus, nagyjából egy italautomata méretű gyártógépeket dobott piacra, amelyek mindegyike tisztítási, melegítési és expozíciós funkciókkal rendelkezik. Ezek a gépek gyakorlatilag egy félvezetőgyártó gyártósort alkotnak, és a "mini wafer fab" gyártósorhoz szükséges minimális terület mindössze két teniszpálya mérete, ami egy 12 hüvelykes ostyagyár területének mindössze 1%-a.
A minimális ostyagyárak azonban jelenleg nehezen tudnak versenyezni a nagy félvezetőgyárakkal. Az ultrafinom áramkörök kialakítása, különösen a fejlett folyamattechnológiákban (például 7 nm-es és az alatti), továbbra is fejlett berendezésekre és nagyszabású gyártási képességekre támaszkodik. A minimális ostyalapok 0,5 hüvelykes ostya eljárásai alkalmasabbak viszonylag egyszerű eszközök, például érzékelők és MEMS gyártására.
A minimális lapkafabok igen ígéretes új modellt jelentenek a félvezetőgyártásban. A miniatürizálás, az alacsony költség és a rugalmasság jellemzi, ezért várhatóan új piaci lehetőségeket kínálnak a kkv-k és az innovatív vállalatok számára. A minimális wafer fab előnyei különösen nyilvánvalóak bizonyos alkalmazási területeken, mint például az IoT, az érzékelők és a MEMS.
A jövőben, ahogy a technológia fejlődik és tovább népszerűsítik, a minimális ostyagyárak fontos erővé válhatnak a félvezető-gyártó iparban. Nemcsak a kisvállalkozások számára biztosítanak lehetőséget arra, hogy belépjenek erre a területre, hanem az egész iparág költségszerkezetében és termelési modelljeiben is változásokat idézhetnek elő. E cél elérése több erőfeszítést igényel a technológia, a tehetséggondozás és az ökoszisztéma-építés terén.
Hosszú távon a minimális szeletlemezek sikeres promóciója mélyreható hatást gyakorolhat az egész félvezetőiparra, különösen az ellátási lánc diverzifikációja, a gyártási folyamatok rugalmassága és a költségkontroll tekintetében. Ennek a technológiának a széles körű alkalmazása elősegíti a további innovációt és előrehaladást a globális félvezetőiparban.
Feladás időpontja: 2024.10.25