Puolijohteiden valmistuksen alalla perinteinen suuren mittakaavan, suuren pääoman investointien valmistusmalli on potentiaalisen vallankumouksen edessä. Tulevan "CEATEC 2024" -näyttelyn yhteydessä Minimum Wafer Fab Promotion Organisation esittelee upouuden puolijohteiden valmistusmenetelmän, jossa käytetään erittäin pieniä puolijohteiden valmistuslaitteita litografiaprosesseihin. Tämä innovaatio tuo ennennäkemättömiä mahdollisuuksia pienille ja keskisuurille yrityksille (pk-yrityksille) ja startup-yrityksille. Tässä artikkelissa syntetisoidaan olennaista tietoa, jotta voidaan tutkia minimikiekkotekniikan taustaa, etuja, haasteita ja mahdollisia vaikutuksia puolijohdeteollisuuteen.
Puolijohdevalmistus on erittäin pääoma- ja teknologiaintensiivinen toimiala. Perinteisesti puolijohteiden valmistus vaatii suuria tehtaita ja puhdastiloja 12 tuuman kiekkojen massatuotantoon. Pääomainvestoinnit jokaista suurta kiekkotehtaan kohden ovat usein jopa 2 biljoonaa jeniä (noin 120 miljardia RMB), mikä vaikeuttaa pk-yritysten ja startup-yritysten pääsyä tälle alalle. Tilanne on kuitenkin muuttumassa minimikiekkotekniikan ilmaantumisen myötä.
Minimikiekot ovat innovatiivisia puolijohdevalmistusjärjestelmiä, joissa käytetään 0,5 tuuman kiekkoja, mikä vähentää merkittävästi tuotantoa ja pääomasijoituksia perinteisiin 12 tuuman kiekkoihin verrattuna. Pääomainvestointi tähän valmistuslaitteistoon on vain noin 500 miljoonaa jeniä (noin 23,8 miljoonaa RMB), minkä ansiosta pk-yritykset ja startup-yritykset voivat aloittaa puolijohteiden valmistuksen pienemmillä investoinneilla.
Minimikiekkotekniikan alkuperä voidaan jäljittää Japanin National Institute of Advanced Industrial Science and Technologyn (AIST) vuonna 2008 käynnistämään tutkimusprojektiin. Tämän hankkeen tavoitteena oli luoda uusi suuntaus puolijohteiden valmistukseen saavuttamalla monimuotoisuus. , pieni erätuotanto. Japanin talous-, kauppa- ja teollisuusministeriön johtamassa aloitteessa 140 japanilaista yritystä ja organisaatiota teki yhteistyötä uuden sukupolven valmistusjärjestelmien kehittämiseksi. Tavoitteena on vähentää merkittävästi kustannuksia ja teknisiä esteitä, jotta auto- ja kodinkonevalmistajat voivat valmistaa puolijohteita. ja tarvitsemansa anturit.
**Minimum Wafer Fab -teknologian edut:**
1. **Huomaavasti pienemmät pääomasijoitukset:** Perinteiset suuret kiekkolevyt vaativat yli satojen miljardien jenien pääomasijoituksia, kun taas minimikiekkolevyjen tavoiteinvestointi on vain 1/100–1/1000 tästä määrästä. Koska jokainen laite on pieni, ei tarvita suuria tehdastiloja tai valonaamioita piirien muodostamiseen, mikä vähentää huomattavasti käyttökustannuksia.
2. **Joustavat ja monipuoliset tuotantomallit:** Vähimmäiskiekot keskittyvät useiden pienten erien tuotteiden valmistukseen. Tämän tuotantomallin avulla pk-yritykset ja startup-yritykset voivat nopeasti räätälöidä ja tuottaa tarpeidensa mukaan vastaamaan räätälöityjen ja monipuolisten puolijohdetuotteiden markkinoiden kysyntään.
3. **Yksinkertaistetut tuotantoprosessit:** Minimikiekkokankaiden valmistuslaitteistolla on sama muoto ja koko kaikissa prosesseissa, ja kiekkojen kuljetussäiliöt (sukkulat) ovat yleiskäyttöisiä jokaisessa vaiheessa. Koska laitteet ja sukkulat toimivat puhtaassa ympäristössä, suuria puhdastiloja ei tarvitse ylläpitää. Tämä suunnittelu vähentää merkittävästi valmistuskustannuksia ja monimutkaisuutta paikallisen puhtaan teknologian ja yksinkertaistettujen tuotantoprosessien ansiosta.
4. **Alhainen virrankulutus ja kotitalouksien virrankäyttö:** Vähimmäislevyjen valmistuslaitteistolla on myös alhainen virrankulutus ja ne voivat toimia tavallisella kotitalouksien 100 V AC -virralla. Tämä ominaisuus mahdollistaa näiden laitteiden käytön puhdastilojen ulkopuolella, mikä vähentää entisestään energiankulutusta ja käyttökustannuksia.
5. **Lyhennetyt valmistussyklit:** Laajamittainen puolijohdevalmistus vaatii tyypillisesti pitkän odotusajan tilauksesta toimitukseen, kun taas minimikiekot voivat tuottaa oikea-aikaisesti vaaditun määrän puolijohteita halutussa ajassa. Tämä etu on erityisen ilmeinen aloilla, kuten Internet of Things (IoT), jotka vaativat pieniä, erittäin sekoitettuja puolijohdetuotteita.
**Teknologian esittely ja soveltaminen:**
"CEATEC 2024" -näyttelyssä Minimum Wafer Fab Promotion Organization esitteli litografiaprosessia käyttämällä erittäin pieniä puolijohteiden valmistuslaitteita. Esittelyn aikana järjestettiin kolme konetta esittelemään litografiaprosessia, joka sisälsi estopinnoituksen, valotuksen ja kehityksen. Kiekkokuljetuskonttia (sukkula) pidettiin kädessä, asetettiin laitteistoon ja aktivoitiin napin painalluksella. Valmistumisen jälkeen sukkula otettiin ylös ja asetettiin seuraavalle laitteelle. Kunkin laitteen sisäinen tila ja edistyminen näytettiin vastaavilla näytöillä.
Kun nämä kolme prosessia oli saatu päätökseen, kiekkoa tarkasteltiin mikroskoopilla, jolloin paljastui kuvio, jossa oli sana "Happy Halloween" ja kurpitsakuvitus. Tämä esittely ei ainoastaan osoitti minimikiekkotekniikan toteutettavuutta, vaan myös korosti sen joustavuutta ja suurta tarkkuutta.
Lisäksi jotkut yritykset ovat alkaneet kokeilla minikiekkojen tekniikkaa. Esimerkiksi Yokogawa Solutions, Yokogawa Electric Corporationin tytäryhtiö, on tuonut markkinoille virtaviivaiset ja esteettisesti miellyttävät valmistuskoneet, jotka ovat suunnilleen juoma-automaatin kokoisia ja joissa jokaisessa on puhdistus-, lämmitys- ja valotustoiminnot. Nämä koneet muodostavat tehokkaasti puolijohdevalmistuslinjan, ja "minikiekkotehtaiden" tuotantolinjan vähimmäispinta-ala on vain kahden tenniskentän kokoinen, vain 1 % 12 tuuman kiekkotehtaan pinta-alasta.
Minimikiekkotehtailla on kuitenkin tällä hetkellä vaikeuksia kilpailla suurten puolijohdetehtaiden kanssa. Erittäin hienot piirisuunnittelut, erityisesti edistyneissä prosessiteknologioissa (kuten 7nm ja alle), perustuvat edelleen kehittyneisiin laitteisiin ja laajamittaiseen valmistuskykyyn. Minimikiekkokankaiden 0,5 tuuman kiekkoprosessit sopivat paremmin suhteellisen yksinkertaisten laitteiden, kuten antureiden ja MEMS-laitteiden valmistukseen.
Minimikiekot edustavat erittäin lupaavaa uutta mallia puolijohteiden valmistukseen. Niille on ominaista miniatyrisointi, alhaiset kustannukset ja joustavuus, ja niiden odotetaan tarjoavan uusia markkinamahdollisuuksia pk-yrityksille ja innovatiivisille yrityksille. Minimikiekkokankaiden edut ovat erityisen ilmeisiä tietyillä sovellusalueilla, kuten IoT, anturit ja MEMS.
Tulevaisuudessa, kun tekniikka kehittyy ja sitä edistetään entisestään, minimikiekkokankaista voi tulla tärkeä voima puolijohdeteollisuudessa. Ne eivät ainoastaan tarjoa pienyrityksille mahdollisuuksia päästä tälle alalle, vaan voivat myös saada aikaan muutoksia koko toimialan kustannusrakenteessa ja tuotantomalleissa. Tämän tavoitteen saavuttaminen vaatii enemmän ponnisteluja teknologian, lahjakkuuksien kehittämisen ja ekosysteemin rakentamisen alalla.
Pitkällä aikavälillä minikiekkojen onnistuneella edistämisellä voi olla syvällinen vaikutus koko puolijohdeteollisuuteen, erityisesti toimitusketjun monipuolistamisen, valmistusprosessin joustavuuden ja kustannusten hallinnan kannalta. Tämän teknologian laaja soveltaminen auttaa edistämään innovaatioita ja edistystä maailmanlaajuisessa puolijohdeteollisuudessa.
Postitusaika: 25.10.2024