No campo de fabricación de semiconductores, o modelo tradicional de fabricación de investimentos a gran escala e alta capital está enfrentando unha revolución potencial. Coa próxima exposición "CEATEC 2024", a organización mínima de promoción de Fab Wafer mostra un novo método de fabricación de semiconductores que utiliza equipos de fabricación de semiconductores ultra-pequenos para procesos de litografía. Esta innovación trae oportunidades sen precedentes para pequenas e medianas empresas (pemes) e startups. Este artigo sintetizará información relevante para explorar os antecedentes, vantaxes, retos e impacto potencial da tecnoloxía FAF mínima de oblea na industria de semiconductores.
A fabricación de semiconductores é unha industria moi capital e intensiva en tecnoloxía. Tradicionalmente, a fabricación de semiconductores require grandes fábricas e cuartos limpos para producir masas de 12 polgadas. O investimento de capital para cada gran fabuloso Wafer chega a miúdo ata 2 billóns de iens (aproximadamente 120 mil millóns de RMB), dificultando a entrada para que as pemes e as startups entren neste campo. Non obstante, coa aparición da tecnoloxía FAF Mínima de Wafer, esta situación está cambiando.
As FABs mínimas de obleas son sistemas de fabricación de semiconductores innovadores que usan obleas de 0,5 polgadas, reducindo significativamente a escala de produción e o investimento de capital en comparación coas obleas tradicionais de 12 polgadas. O investimento en capital deste equipo de fabricación é de só 500 millóns de iens (aproximadamente 23,8 millóns de RMB), permitindo ás pemes e ás startups comezar a fabricar semiconductores cun investimento máis baixo.
As orixes da tecnoloxía FAF MINIMIM WAFER pódense remontar a un proxecto de investigación iniciado polo Instituto Nacional de Ciencias e Tecnoloxía Industrial Avanzada (AIST) en Xapón en 2008. Este proxecto tiña como obxectivo crear unha nova tendencia na fabricación de semiconductores logrando a produción de varios lotes de pequenos. A iniciativa, dirixida polo Ministerio de Economía, Comercio e Industria de Xapón, implicou a colaboración entre 140 empresas e organizacións xaponesas para desenvolver unha nova xeración de sistemas de fabricación, co obxectivo de reducir significativamente os custos e as barreiras técnicas, permitindo aos fabricantes de automoción e aparellos domésticos producir os semiconductores e sensores que precisan.
** Vantaxes da tecnoloxía FAF mínima de oblea: **
1. ** Investimento de capital reducido significativamente: ** Fabs tradicionais de obleas grandes requiren investimentos de capital superiores a centos de miles de millóns de iens, mentres que o investimento obxectivo para Fabs mínimo de obleas é de só 1/100 a 1/1000 desa cantidade. Dado que cada dispositivo é pequeno, non hai necesidade de grandes espazos de fábrica ou fotomasks para a formación de circuítos, reducindo enormemente os custos operativos.
2. ** Modelos de produción flexibles e diversos: ** Fabs mínimas de obleas céntranse na fabricación de diversos produtos de lotes. Este modelo de produción permite ás pemes e startups personalizar e producir rapidamente segundo as súas necesidades, atendendo á demanda do mercado de produtos semicondutores personalizados e diversos.
3. ** Procesos de produción simplificados: ** Os equipos de fabricación en Fabs mínimas de oblea teñen a mesma forma e tamaño para todos os procesos, e os contedores de transporte de obleas (lanzadeiras) son universais para cada paso. Dado que os equipos e as lanzadeiras funcionan nun ambiente limpo, non hai que manter grandes cuartos limpos. Este deseño reduce significativamente os custos de fabricación e a complexidade a través de tecnoloxía limpa localizada e procesos de produción simplificados.
4. ** baixo consumo de enerxía e uso de enerxía doméstica: ** Os equipos de fabricación en Fabs de oblea mínima tamén inclúen un baixo consumo de enerxía e pode operar con enerxía estándar AC100V doméstica. Esta característica permite que estes dispositivos se usen en ambientes fóra de cuartos limpos, reducindo aínda máis o consumo de enerxía e os custos operativos.
5. ** Ciclos de fabricación acurtados: ** A fabricación de semiconductores a gran escala normalmente require un longo tempo de espera desde a orde ata a entrega, mentres que as FABS de obleas mínimas poden alcanzar a produción puntual da cantidade requirida de semiconductores no prazo desexado. Esta vantaxe é particularmente evidente en campos como Internet of Things (IoT), que requiren pequenos produtos de semiconductores de alta mestura.
** Demostración e aplicación da tecnoloxía: **
Na exposición "CEATEC 2024", a organización mínima de promoción de Fab Wafer demostrou o proceso de litografía empregando equipos de fabricación de semiconductores ultra-pequenos. Durante a demostración, dispuxéronse tres máquinas para amosar o proceso de litografía, que incluíu revestimento, exposición e desenvolvemento resistentes. O recipiente de transporte de obleas (Shuttle) mantívose na man, colocouse no equipo e activouse co botón de prensa. Despois de completar, a lanzadeira foi recollida e fixada no seguinte dispositivo. O estado interno e o progreso de cada dispositivo mostráronse nos seus respectivos monitores.
Unha vez completados estes tres procesos, a oblea foi inspeccionada baixo un microscopio, revelando un patrón coas palabras "Happy Halloween" e unha ilustración de cabaza. Esta demostración non só mostrou a viabilidade da tecnoloxía FAF Mínima de oblea, senón que tamén destacou a súa flexibilidade e alta precisión.
Ademais, algunhas empresas comezaron a experimentar coa tecnoloxía FAF mínima de Wafer. Por exemplo, Yokogawa Solutions, unha filial de Yokogawa Electric Corporation, lanzou máquinas de fabricación racionalizadas e esteticamente agradables, aproximadamente o tamaño dunha máquina expendedora de bebidas, cada unha equipada con funcións para a limpeza, calefacción e exposición. Estas máquinas forman efectivamente unha liña de produción de fabricación de semiconductores e a área mínima necesaria para unha liña de produción "Mini Wafer Fab" é só o tamaño de dúas pistas de tenis, só o 1% da superficie dunha oblea de 12 polgadas.
Non obstante, os Fabs de obleas mínimas loitan actualmente por competir con grandes fábricas de semiconductores. Os deseños de circuítos ultra-finos, especialmente en tecnoloxías avanzadas de procesos (como 7nm e abaixo), aínda dependen de equipos avanzados e capacidades de fabricación a gran escala. Os procesos de oblea de 0,5 polgadas de FABS de obleas mínimas son máis adecuados para fabricar dispositivos relativamente sinxelos, como sensores e MEMS.
As FABs mínimas de obleas representan un novo modelo moi prometedor para a fabricación de semiconductores. Caracterizados por miniaturización, baixo custo e flexibilidade, espérase que proporcionen novas oportunidades de mercado para pemes e empresas innovadoras. As vantaxes das FABs mínimas de obleas son especialmente evidentes en áreas de aplicación específicas como IoT, sensores e MEMS.
No futuro, a medida que a tecnoloxía madura e se promove máis, as FABS mínimas de obleas poderían converterse nunha forza importante na industria de fabricación de semiconductores. Non só proporcionan ás pequenas empresas oportunidades para entrar neste campo, senón que tamén poden impulsar cambios na estrutura de custos e modelos de produción de toda a industria. A consecución deste obxectivo requirirá máis esforzos en tecnoloxía, desenvolvemento de talentos e construción de ecosistemas.
A longo prazo, a promoción exitosa de Fabs mínimas de obleas podería ter un profundo impacto en toda a industria de semiconductores, particularmente en termos de diversificación da cadea de subministración, flexibilidade do proceso de fabricación e control de custos. A aplicación xeneralizada desta tecnoloxía axudará a impulsar unha maior innovación e progreso na industria global de semiconductores.
Tempo de publicación: 14 de outubro-2024