În domeniul producției de semiconductori, modelul tradițional de producție pe scară largă, cu investiții de mare capital, se confruntă cu o potențială revoluție. Odată cu viitoarea expoziție „CEATEC 2024”, Organizația de promovare Minimum Wafer Fab prezintă o metodă nou-nouță de fabricare a semiconductoarelor care utilizează echipamente de fabricare a semiconductoarelor ultra-mice pentru procesele de litografie. Această inovație aduce oportunități fără precedent pentru întreprinderile mici și mijlocii (IMM-uri) și pentru startup-uri. Acest articol va sintetiza informații relevante pentru a explora fundalul, avantajele, provocările și impactul potențial al tehnologiei minim wafer fab asupra industriei semiconductoarelor.
Producția de semiconductori este o industrie foarte intensivă în capital și tehnologie. În mod tradițional, producția de semiconductori necesită fabrici mari și camere curate pentru a produce în masă napolitane de 12 inchi. Investiția de capital pentru fiecare fabrică mare de napolitane ajunge adesea la 2 trilioane de yeni (aproximativ 120 de miliarde de RMB), ceea ce face dificilă intrarea IMM-urilor și startup-urilor în acest domeniu. Cu toate acestea, odată cu apariția tehnologiei minim wafer fab, această situație se schimbă.
Fabricile minime de napolitane sunt sisteme inovatoare de fabricare a semiconductoarelor care folosesc napolitane de 0,5 inci, reducând semnificativ scara de producție și investițiile de capital în comparație cu napolitanele tradiționale de 12 inci. Investiția de capital pentru acest echipament de producție este de numai aproximativ 500 de milioane de yeni (aproximativ 23,8 milioane RMB), permițând IMM-urilor și startup-urilor să înceapă producția de semiconductori cu o investiție mai mică.
Originile tehnologiei minimum wafer fab pot fi urmărite până la un proiect de cercetare inițiat de Institutul Național de Știință și Tehnologie Industrială Avansată (AIST) din Japonia în 2008. Acest proiect și-a propus să creeze o nouă tendință în fabricarea semiconductoarelor prin realizarea unor varietăți multiple. , producție în loturi mici. Inițiativa, condusă de Ministerul Economiei, Comerțului și Industriei din Japonia, a implicat colaborarea între 140 de companii și organizații japoneze pentru a dezvolta o nouă generație de sisteme de producție, având ca scop reducerea semnificativă a costurilor și a barierelor tehnice, permițând producătorilor de automobile și de electrocasnice să producă semiconductori. și senzorii de care au nevoie.
**Avantajele tehnologiei Minimum Wafer Fab:**
1. **Investiții de capital semnificativ reduse:** Fabricile tradiționale de napolitane mari necesită investiții de capital care depășesc sute de miliarde de yeni, în timp ce investiția țintă pentru fabricile minime de napolitane este de doar 1/100 până la 1/1000 din această sumă. Deoarece fiecare dispozitiv este mic, nu este nevoie de spații mari de fabrică sau de măști foto pentru formarea circuitelor, reducând considerabil costurile operaționale.
2. **Modele de producție flexibile și diverse:** Producătorii de napolitane minime se concentrează pe fabricarea unei varietăți de produse cu loturi mici. Acest model de producție permite IMM-urilor și startup-urilor să personalizeze și să producă rapid în funcție de nevoile lor, satisfacând cererea pieței de produse semiconductoare personalizate și diverse.
3. **Procese de producție simplificate:** Echipamentele de producție în fabricile minime de napolitane au aceeași formă și dimensiune pentru toate procesele, iar containerele de transport de napolitane (navete) sunt universale pentru fiecare pas. Deoarece echipamentele și navetele funcționează într-un mediu curat, nu este nevoie să se întrețină camere curate mari. Acest design reduce semnificativ costurile de producție și complexitatea prin tehnologie curată localizată și procese de producție simplificate.
4. **Consum redus de energie și utilizare în uz casnic:** Echipamentele de producție din fabricile minime de napolitane prezintă, de asemenea, un consum redus de energie și pot funcționa cu o putere standard de 100V AC de uz casnic. Această caracteristică permite acestor dispozitive să fie utilizate în medii în afara camerelor curate, reducând în continuare consumul de energie și costurile operaționale.
5. **Ciccuri de fabricație scurtate:** Producția de semiconductori la scară largă necesită de obicei un timp lung de așteptare de la comandă până la livrare, în timp ce fabricile minime de napolitane pot obține producția la timp a cantității necesare de semiconductori în intervalul de timp dorit. Acest avantaj este evident în special în domenii precum Internetul lucrurilor (IoT), care necesită produse semiconductoare mici, cu amestec ridicat.
**Demonstrația și aplicarea tehnologiei:**
La expoziția „CEATEC 2024”, Minimum Wafer Fab Promotion Organization a demonstrat procesul de litografie folosind echipamente de fabricare a semiconductorilor ultra-mici. În timpul demonstrației, trei mașini au fost aranjate pentru a prezenta procesul de litografie, care a inclus acoperirea cu rezistență, expunerea și dezvoltarea. Containerul de transport al napolitanelor (naveta) a fost ținut în mână, introdus în echipament și activat prin apăsarea unui buton. După finalizare, naveta a fost ridicată și pusă pe următorul dispozitiv. Starea internă și progresul fiecărui dispozitiv au fost afișate pe monitoarele lor respective.
Odată ce aceste trei procese au fost finalizate, napolitana a fost inspectată la microscop, dezvăluind un model cu cuvintele „Happy Halloween” și o ilustrație de dovleac. Această demonstrație nu numai că a evidențiat fezabilitatea tehnologiei minime de fabricare a napolitanelor, dar a evidențiat și flexibilitatea și precizia ridicată a acesteia.
În plus, unele companii au început să experimenteze cu tehnologia minimă de fabricare a napolitanelor. De exemplu, Yokogawa Solutions, o subsidiară a Yokogawa Electric Corporation, a lansat mașini de producție raționalizate și plăcute din punct de vedere estetic, de dimensiunea aproximativă a unui automat de băuturi, fiecare echipată cu funcții de curățare, încălzire și expunere. Aceste mașini formează efectiv o linie de producție de fabricare a semiconductoarelor, iar suprafața minimă necesară pentru o linie de producție „mini wafer fab” este doar dimensiunea a două terenuri de tenis, doar 1% din suprafața unei fabrici de napolitane de 12 inci.
Cu toate acestea, fabricile minime de napolitane se luptă în prezent să concureze cu marile fabrici de semiconductori. Proiectele de circuite ultrafine, în special în tehnologiile avansate de proces (cum ar fi 7 nm și mai jos), se bazează în continuare pe echipamente avansate și pe capacități de producție la scară largă. Procesele de napolitană de 0,5 inci ale fabricilor minime de napolitane sunt mai potrivite pentru fabricarea de dispozitive relativ simple, cum ar fi senzori și MEMS.
Fabricile minime de napolitane reprezintă un nou model foarte promițător pentru fabricarea semiconductoarelor. Caracterizate prin miniaturizare, costuri reduse și flexibilitate, se așteaptă ca acestea să ofere noi oportunități de piață pentru IMM-uri și companii inovatoare. Avantajele fabricilor minime de napolitane sunt deosebit de evidente în domenii specifice de aplicare, cum ar fi IoT, senzori și MEMS.
În viitor, pe măsură ce tehnologia se maturizează și este promovată în continuare, fabricile minime de napolitane ar putea deveni o forță importantă în industria producției de semiconductori. Ele nu numai că oferă întreprinderilor mici oportunități de a intra în acest domeniu, dar pot, de asemenea, să conducă la schimbări în structura costurilor și modelele de producție ale întregii industrii. Atingerea acestui obiectiv va necesita mai multe eforturi în tehnologie, dezvoltarea talentelor și construirea ecosistemului.
Pe termen lung, promovarea cu succes a fabricilor minime de wafer ar putea avea un impact profund asupra întregii industrii de semiconductori, în special în ceea ce privește diversificarea lanțului de aprovizionare, flexibilitatea procesului de fabricație și controlul costurilor. Aplicarea pe scară largă a acestei tehnologii va contribui la impulsionarea inovației și a progresului în industria globală a semiconductoarelor.
Ora postării: 25-oct-2024