Puslaidininkių gamybos srityje tradicinis didelio masto didelės kapitalo investicijų gamybos modelis susiduria su galimu revoliucija. Būsimoje parodoje „CEATEC 2024“, „Minimal Wafer Fab“ reklamos organizacija demonstruoja visiškai naują puslaidininkių gamybos metodą, kuriame naudojamas ypač mažos puslaidininkių gamybos įranga litografijos procesams. Ši naujovė suteikia precedento neturinčias galimybes mažoms ir vidutinėms įmonėms (MVĮ) ir pradedančioms įmonėms. Šis straipsnis susintetins svarbią informaciją, siekiant ištirti minimalaus „Wafer Fab“ technologijos foną, pranašumus, iššūkius ir galimą poveikį puslaidininkių pramonei.
Puslaidininkių gamyba yra labai didelė kapitalo ir technologijomis reikalaujanti pramonė. Tradiciškai puslaidininkių gamybai reikia didelių gamyklų ir švarių kambarių, kad būtų galima masiškai gaminti 12 colių vaflius. Kapitalo investicijos kiekvienam dideliam vaflių „Fab“ dažnai siekia iki 2 trilijonų jenų (maždaug 120 milijardų RMB), todėl MVĮ ir pradedančiosios įmonėms sunku patekti į šią sritį. Tačiau atsiradus minimalioms „Wafer Fab“ technologijoms, ši situacija keičiasi.
Minimalūs vafliniai FAB yra novatoriškos puslaidininkių gamybos sistemos, kurios naudoja 0,5 colių vaflius, žymiai sumažinant gamybos mastą ir kapitalo investicijas, palyginti su tradiciniais 12 colių vafliais. Šios gamybos įrangos kapitalo investicijos yra tik apie 500 milijonų jenų (maždaug 23,8 mln. RMB), leidžiančios MVĮ ir pradedantiesiems pradėti pradėti puslaidininkių gamybą su mažesnėmis investicijomis.
Minimalios „WaFer Fab“ technologijos ištakos gali būti atsekta tyrimų projekto, kurį 2008 m. Japonijoje inicijuoja Nacionalinis pažengusiųjų pramonės mokslo ir technologijos institutas (AIST). Šiuo projektu siekta sukurti naują puslaidininkių gamybos tendenciją pasiekiant daugialypę įvairovę, mažų dalių gamybą. Iniciatyva, vadovaujama Japonijos ekonomikos, prekybos ir pramonės ministerijos, apėmė 140 Japonijos kompanijų ir organizacijų bendradarbiavimą kurti naujos kartos gamybos sistemas, siekdama žymiai sumažinti išlaidas ir technines kliūtis, leidžiančias automobilių ir namų prietaisų gamintojams gaminti jiems reikalingus puslaidininkius ir jutiklius.
** Minimalios vaflių Fab technologijos pranašumai: **
1. Kadangi kiekvienas įrenginys yra mažas, nereikia didelių gamyklos erdvių ar fotomos, kad būtų galima susidaryti grandinės, labai sumažinant veiklos sąnaudas.
2. Šis gamybos modelis leidžia MVĮ ir pradedančioms įmonėms greitai pritaikyti ir gaminti pagal jų poreikius, tenkindamas pritaikytų ir įvairių puslaidininkių produktų rinkos paklausą.
3. Kadangi įranga ir maršrutiniai autobusai veikia švarioje aplinkoje, nereikia prižiūrėti didelių švarių kambarių. Šis dizainas žymiai sumažina gamybos sąnaudas ir sudėtingumą per lokalias švarias technologijas ir supaprastintus gamybos procesus.
4. Ši savybė leidžia šiems prietaisams naudoti aplinkoje, esančioje už švarių kambarių ribų, dar labiau sumažinant energijos suvartojimą ir eksploatavimo išlaidas.
5. ** Sutrumpinti gamybos ciklai: ** Didelio masto puslaidininkių gamyba paprastai reikalauja ilgo laukimo nuo užsakymo iki pristatymo, o minimalūs vafliniai Fabs gali pasiekti reikiamą puslaidininkių kiekį per norimą laiką. Šis pranašumas ypač akivaizdus tokiose srityse kaip daiktų internetas (IoT), kuriems reikalingi maži, aukštos spalvos puslaidininkiniai produktai.
** Technologijos demonstravimas ir taikymas: **
Parodoje „CEATEC 2024“ Minimali vaflių FAB reklamos organizacija pademonstravo litografijos procesą, naudodama ypač mažą puslaidininkių gamybos įrangą. Demonstravimo metu buvo išdėstytos trys mašinos, kad būtų parodytas litografijos procesas, apimantis pasipriešinimą dangai, ekspozicija ir vystymasis. Vaflių transportavimo konteineris (šaudyklės) buvo laikomas rankoje, įdėtas į įrangą ir įjungiamas paspaudus mygtuką. Baigęs šaudyklą buvo paimtas ir nustatytas kitame įrenginyje. Kiekvieno įrenginio vidinė būsena ir eiga buvo rodomi atitinkamuose monitoriuose.
Kai šie trys procesai buvo baigti, vaflis buvo patikrintas mikroskopu, atskleidžiant modelį žodžiais „laimingas Helovinas“ ir moliūgo iliustracija. Ši demonstracija ne tik parodė minimalios „Wafer Fab“ technologijos galimybes, bet ir pabrėžė jos lankstumą ir aukštą tikslumą.
Be to, kai kurios įmonės pradėjo eksperimentuoti su minimalia „Wafer Fab“ technologija. Pavyzdžiui, „Yokogawa Solutions“, „Yokogawa Electric Corporation“ dukterinė įmonė, pristatė supaprastintas ir estetiškai mėgstančias gamybos mašinas, maždaug tokio dydžio gėrimų prekybos automatų dydį, kurių kiekvienoje yra funkcijos valyti, šildyti ir ekspoziruoti. Šios mašinos iš tikrųjų sudaro puslaidininkių gamybos liniją, o minimalus plotas, reikalingas „mini vaflių fab“ gamybos linijai, yra tik dviejų teniso kortų dydžio, tik 1% 12 colių vaflinio Fab ploto.
Tačiau „Minimal Wafer Fabs“ šiuo metu stengiasi konkuruoti su didelėmis puslaidininkių gamyklomis. Itin smulkūs grandinės dizainai, ypač pažangiose proceso technologijose (tokiose kaip 7NM ir žemiau), vis dar priklauso nuo pažangių įrangos ir didelio masto gamybos galimybių. 0,5 colio „Minimal Wafer Fab“ vaflių procesai yra tinkamesni gaminti palyginti paprastus įrenginius, tokius kaip jutikliai ir MEM.
Minimalūs vafliniai Fabs yra labai perspektyvus naujas puslaidininkių gamybos modelis. Tikimasi, kad MVĮ ir novatoriškų kompanijų MVĮ ir novatoriškų kompanijų rinkos galimybės bus miniatiūrizacijos, mažos išlaidos ir lankstumas. Minimalių vaflių Fabs pranašumai yra ypač akivaizdūs tam tikrose taikymo srityse, tokiose kaip IoT, jutikliai ir MEM.
Ateityje, kai ši technologija subręsta ir yra skatinama toliau, minimalūs vafliniai Fabs gali tapti svarbia puslaidininkių gamybos pramonės jėga. Jie ne tik suteikia mažoms įmonėms galimybę patekti į šią sritį, bet ir gali paskatinti visos pramonės išlaidų struktūros ir gamybos modelių pokyčius. Norint pasiekti šį tikslą, reikės daugiau pastangų kuriant technologijas, talentų kūrimą ir ekosistemų kūrimą.
Ilgainiui sėkmingas minimalių vaflių Fabs reklama gali turėti didelę įtaką visai puslaidininkių pramonei, ypač kalbant apie tiekimo grandinės įvairinimą, gamybos proceso lankstumą ir išlaidų kontrolę. Plačiai paplitęs šios technologijos pritaikymas padės skatinti tolesnes naujoves ir pažangą pasaulinėje puslaidininkių pramonėje.
Pašto laikas: 2012 m. Spalio 14 d