Á sviði hálfleiðaraframleiðslu stendur hið hefðbundna stórfellda framleiðslulíkan með mikla fjármagnsfjárfestingu frammi fyrir hugsanlegri byltingu. Með komandi "CEATEC 2024" sýningu, er Minimum Wafer Fab Promotion Organization að sýna glænýja hálfleiðara framleiðsluaðferð sem notar ofurlítinn hálfleiðara framleiðslubúnað fyrir steinþrykkjaferli. Þessi nýjung hefur í för með sér fordæmalaus tækifæri fyrir lítil og meðalstór fyrirtæki (SME) og sprotafyrirtæki. Þessi grein mun sameina viðeigandi upplýsingar til að kanna bakgrunn, kosti, áskoranir og hugsanleg áhrif lágmarks obláta tækni á hálfleiðaraiðnaðinn.
Hálfleiðaraframleiðsla er mjög fjármagns- og tæknifrekur iðnaður. Hefð er fyrir því að hálfleiðaraframleiðsla þarf stórar verksmiðjur og hrein herbergi til að fjöldaframleiða 12 tommu oblátur. Fjárfestingin fyrir hverja stóra flísagerð nær oft allt að 2 trilljónum jena (um það bil 120 milljörðum RMB), sem gerir það erfitt fyrir lítil og meðalstór fyrirtæki og sprotafyrirtæki að komast inn á þetta svið. Hins vegar, með tilkomu lágmarks obláta tækni, er þetta ástand að breytast.
Lágmarksdiskur eru nýstárleg hálfleiðara framleiðslukerfi sem nota 0,5 tommu diska, sem dregur verulega úr framleiðslustærð og fjármagnsfjárfestingu samanborið við hefðbundnar 12 tommu diskar. Fjárfestingin fyrir þennan framleiðslubúnað er aðeins um 500 milljónir jena (um það bil 23,8 milljónir RMB), sem gerir litlum og meðalstórum fyrirtækjum og sprotafyrirtækjum kleift að hefja hálfleiðaraframleiðslu með minni fjárfestingu.
Uppruna lágmarksskífutækni má rekja til rannsóknarverkefnis sem National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) hóf í Japan árið 2008. Þetta verkefni hafði það að markmiði að skapa nýja þróun í hálfleiðaraframleiðslu með því að ná fram fjölbreytileika , framleiðsla í litlum lotum. Frumkvæðið, undir forystu japanska efnahags-, viðskipta- og iðnaðarráðuneytisins, fól í sér samvinnu 140 japanskra fyrirtækja og stofnana til að þróa nýja kynslóð framleiðslukerfa, sem miðar að því að draga verulega úr kostnaði og tæknilegum hindrunum, sem gerir bíla- og heimilistækjaframleiðendum kleift að framleiða hálfleiðarana. og skynjara sem þeir þurfa.
**Kostir lágmarks Wafer Fab tækni:**
1. **Verulega minnkuð fjármagnsfjárfesting:** Hefðbundin stór oblátaframleiðsla krefst fjármagnsfjárfestinga sem fer yfir hundruð milljarða jena, á meðan markmiðsfjárfesting fyrir lágmarksdiskur er aðeins 1/100 til 1/1000 af þeirri upphæð. Þar sem hvert tæki er lítið er engin þörf fyrir stór verksmiðjurými eða ljósmyndagrímur fyrir hringrásarmyndun, sem dregur verulega úr rekstrarkostnaði.
2. **Sveigjanleg og margvísleg framleiðslulíkön:** Lágmarksþynnupakkningar leggja áherslu á framleiðslu á margs konar litlum framleiðsluvörum. Þetta framleiðslulíkan gerir litlum og meðalstórum fyrirtækjum og sprotafyrirtækjum kleift að sérsníða og framleiða fljótt í samræmi við þarfir þeirra og mæta eftirspurn markaðarins eftir sérsniðnum og fjölbreyttum hálfleiðaravörum.
3. **Einfaldaðir framleiðsluferli:** Framleiðslubúnaðurinn í lágmarksskífum hefur sömu lögun og stærð fyrir alla ferla og oblátuflutningsílátin (skutlurnar) eru alhliða fyrir hvert skref. Þar sem búnaðurinn og skutlurnar starfa í hreinu umhverfi er engin þörf á að viðhalda stórum hreinum herbergjum. Þessi hönnun dregur verulega úr framleiðslukostnaði og margbreytileika með staðbundinni hreinni tækni og einfölduðum framleiðsluferlum.
4. **Lág orkunotkun og rafmagnsnotkun heimilanna:** Framleiðslubúnaðurinn í lágmarksskífum hefur einnig litla orkunotkun og getur starfað á hefðbundnu AC100V heimilisafli. Þessi eiginleiki gerir kleift að nota þessi tæki í umhverfi utan hreinna herbergja, sem dregur enn frekar úr orkunotkun og rekstrarkostnaði.
5. **Styrktar framleiðslulotur:** Hálfleiðaraframleiðsla í stórum stíl krefst venjulega langan biðtíma frá pöntun til afhendingar, á meðan lágmarksdiskur geta náð fram tímanlegri framleiðslu á nauðsynlegu magni af hálfleiðurum innan tilskilins tímaramma. Þessi kostur er sérstaklega áberandi á sviðum eins og Internet of Things (IoT), sem krefjast lítillar háblöndunar hálfleiðaravörur.
**Sýning og beiting tækni:**
Á „CEATEC 2024“ sýningunni sýndi Minimum Wafer Fab Promotion Organization framsetningu steinþrykkja með því að nota ofurlítinn hálfleiðara framleiðslubúnað. Á sýnikennslunni var þremur vélum komið fyrir til að sýna steinþrykkjaferlið, sem innihélt viðnámshúð, útsetningu og þróun. Flaggflutningsgámurinn (skutla) var hafður í höndunum, settur í búnaðinn og virkjaður með því að ýta á hnapp. Að því loknu var skutlan tekin upp og sett á næsta tæki. Innri staða og framfarir hvers tækis voru sýndar á viðkomandi skjám.
Þegar þessum þremur ferlum var lokið var skúffan skoðuð í smásjá, þar kom í ljós mynstur með orðunum „Happy Halloween“ og graskersmynd. Þessi sýnikennsla sýndi ekki aðeins fram á hagkvæmni lágmarks flístækni heldur lagði einnig áherslu á sveigjanleika hennar og mikla nákvæmni.
Að auki hafa sum fyrirtæki byrjað að gera tilraunir með lágmarks flísartækni. Til dæmis hefur Yokogawa Solutions, dótturfyrirtæki Yokogawa Electric Corporation, sett á markað straumlínulagaðar og fagurfræðilega ánægjulegar framleiðsluvélar, nokkurn veginn á stærð við drykkjarsjálfsala, sem hver um sig er búinn aðgerðum til að þrífa, hitna og útsetningu. Þessar vélar mynda í raun hálfleiðara framleiðslulínu og lágmarksflatarmálið sem þarf fyrir "mini wafer fab" framleiðslulínu er aðeins á stærð við tvo tennisvelli, aðeins 1% af flatarmáli 12 tommu oblátu fab.
Hins vegar eiga lágmarksþynnupakkningar í erfiðleikum með að keppa við stórar hálfleiðaraverksmiðjur. Ofurfín hringrásarhönnun, sérstaklega í háþróaðri vinnslutækni (eins og 7nm og neðan), treystir enn á háþróaðan búnað og stórframleiðslugetu. 0,5 tommu skífuferli lágmarksskífunnar henta betur til að framleiða tiltölulega einföld tæki, eins og skynjara og MEMS.
Lágmarksdiskur eru mjög efnileg ný gerð fyrir hálfleiðaraframleiðslu. Einkennandi af smæðingu, litlum tilkostnaði og sveigjanleika, er búist við að þau muni skapa ný markaðstækifæri fyrir lítil og meðalstór fyrirtæki og nýsköpunarfyrirtæki. Kostir lágmarksskífunnar eru sérstaklega áberandi á sérstökum notkunarsvæðum eins og IoT, skynjara og MEMS.
Í framtíðinni, eftir því sem tæknin þroskast og er kynnt enn frekar, gætu lágmarksþynnupakkningar orðið mikilvægt afl í hálfleiðaraframleiðsluiðnaðinum. Þeir veita ekki aðeins litlum fyrirtækjum tækifæri til að fara inn á þetta sviði heldur geta þeir einnig knúið breytingar á kostnaðarskipulagi og framleiðslulíkönum alls iðnaðarins. Til að ná þessu markmiði þarf meiri viðleitni í tækni, hæfileikaþróun og vistkerfisuppbyggingu.
Þegar til lengri tíma er litið gæti árangursrík kynning á lágmarksskúffugerðum haft mikil áhrif á allan hálfleiðaraiðnaðinn, sérstaklega hvað varðar fjölbreytni aðfangakeðju, sveigjanleika í framleiðsluferli og kostnaðarstjórnun. Víðtæk beiting þessarar tækni mun hjálpa til við að knýja áfram nýsköpun og framfarir í alþjóðlegum hálfleiðaraiðnaði.
Birtingartími: 25. október 2024