In u campu di a fabricazione di semiconduttori, u mudellu tradiziunale di fabricazione à grande scala è cù investimenti di capitale elevati hè di fronte à una putenziale rivoluzione. Cù a prossima mostra "CEATEC 2024", l'Organizazione di Promozione di a Fabbricazione di Wafer Minimum presenta un novu metudu di fabricazione di semiconduttori chì utilizza apparecchiature di fabricazione di semiconduttori ultra-piccule per i prucessi di litografia. Questa innovazione porta opportunità senza precedenti per e piccule è medie imprese (PMI) è e startup. Questu articulu sintetizerà l'infurmazioni pertinenti per esplorà u sfondate, i vantaghji, e sfide è u putenziale impattu di a tecnulugia di fabbricazione di wafer minimi nantu à l'industria di i semiconduttori.
A fabricazione di semiconduttori hè un'industria à alta intensità di capitale è tecnulugia. Tradizionalmente, a fabricazione di semiconduttori richiede grandi fabbriche è camere pulite per pruduce in massa wafer di 12 pollici. L'investimentu di capitale per ogni grande fabbrica di wafer spessu ghjunghje sin'à 2 trilioni di yen (circa 120 miliardi di RMB), rendendu difficiule per e PMI è e startup l'entrata in questu campu. Tuttavia, cù l'emergenza di a tecnulugia minima di fabbricazione di wafer, sta situazione hè in cambiamentu.
I fabbriche di wafer minimi sò sistemi innovativi di fabricazione di semiconduttori chì utilizanu wafer di 0,5 pollici, riducendu significativamente a scala di pruduzzione è l'investimentu di capitale paragunatu à i wafer tradiziunali di 12 pollici. L'investimentu di capitale per questu equipaggiu di fabricazione hè solu di circa 500 milioni di yen (circa 23,8 milioni di RMB), chì permette à e PMI è à e startup di inizià a fabricazione di semiconduttori cù un investimentu più bassu.
L'urighjini di a tecnulugia di fabbricazione di wafer minimi ponu esse tracciate finu à un prughjettu di ricerca iniziatu da l'Istitutu Naziunale di Scienza è Tecnulugia Industriale Avanzata (AIST) in Giappone in u 2008. Stu prughjettu hà avutu cum'è scopu di creà una nova tendenza in a fabricazione di semiconduttori ottenendu una pruduzzione multi-varietà è in picculi lotti. L'iniziativa, guidata da u Ministeru di l'Ecunumia, di u Cummerciu è di l'Industria di u Giappone, hà implicatu a cullaburazione trà 140 cumpagnie è urganisazioni giapponesi per sviluppà una nova generazione di sistemi di fabricazione, cù l'obiettivu di riduce significativamente i costi è l'ostaculi tecnichi, permettendu à i pruduttori di automobili è di elettrodomestici di pruduce i semiconduttori è i sensori di chì anu bisognu.
Vantaghji di a tecnulugia di fabbricazione di wafer minimi:
1. **Investimentu di capitale significativamente riduttu:** E fabbriche tradiziunali di wafer di grande dimensione richiedenu investimenti di capitale chì superanu centinaie di miliardi di yen, mentre chì l'investimentu obiettivu per e fabbriche di wafer minime hè solu da 1/100 à 1/1000 di quella quantità. Siccomu ogni dispusitivu hè chjucu, ùn ci hè bisognu di grandi spazii di fabbrica o di fotomaschere per a furmazione di circuiti, riducendu assai i costi operativi.
2. **Modelli di pruduzzione flessibili è diversi:** E fabbriche di wafer minimi si cuncentrenu nantu à a fabricazione di una varietà di prudutti in picculi lotti. Stu mudellu di pruduzzione permette à e PMI è à e startup di persunalizà è pruduce rapidamente secondu i so bisogni, rispondendu à a dumanda di u mercatu per prudutti semiconduttori persunalizati è diversi.
3. **Prucessi di Pruduzzione Simplificati:** L'attrezzatura di fabricazione in e fabbriche di wafer minimi hà a listessa forma è dimensione per tutti i prucessi, è i cuntenitori di trasportu di wafer (navette) sò universali per ogni passu. Siccomu l'attrezzatura è e navette operanu in un ambiente pulitu, ùn ci hè bisognu di mantene grandi camere pulite. Stu cuncepimentu riduce significativamente i costi di fabricazione è a cumplessità attraversu una tecnulugia pulita lucalizzata è prucessi di pruduzzione simplificati.
4. **Consumu energeticu bassu è usu di energia domestica:** L'attrezzatura di fabricazione in e fabbriche di wafer minime presenta ancu un cunsumu energeticu bassu è pò funziunà cù una alimentazione domestica standard AC 100V. Sta caratteristica permette à questi dispositivi di esse aduprati in ambienti fora di e camere pulite, riducendu ulteriormente u cunsumu energeticu è i costi operativi.
5. **Cicli di fabricazione accorciati:** A fabricazione di semiconduttori à grande scala richiede tipicamente un longu tempu d'attesa da l'ordine à a consegna, mentre chì e fabbriche di wafer minimi ponu ottene una pruduzzione puntuale di a quantità necessaria di semiconduttori in u tempu desideratu. Stu vantaghju hè particularmente evidente in campi cum'è l'Internet di e Cose (IoT), chì richiedenu prudutti di semiconduttori chjuchi è à alta miscela.
**Dimustrazione è Applicazione di a Tecnulugia:**
À a mostra "CEATEC 2024", l'Organizazione di Prumuzione di a Fabbricazione di Wafer Minimum hà dimustratu u prucessu di litografia utilizendu apparecchiature di fabricazione di semiconduttori ultra-picculi. Durante a dimostrazione, trè macchine sò state disposte per presentà u prucessu di litografia, chì includeva u rivestimentu di resistenza, l'esposizione è u sviluppu. U contenitore di trasportu di wafer (navetta) hè statu tenutu in manu, piazzatu in l'apparecchiatura è attivatu cù a pressione di un buttone. Dopu à u cumpletamentu, a navetta hè stata presa è piazzata nantu à u dispositivu prossimu. U statu internu è u prugressu di ogni dispositivu sò stati visualizati nantu à i so rispettivi monitor.
Una volta chì sti trè prucessi sò stati cumpletati, a cialda hè stata ispezionata sottu à un microscopiu, rivelendu un mudellu cù e parolle "Happy Halloween" è una illustrazione di zucca. Sta dimostrazione ùn hà micca solu mostratu a fattibilità di a tecnulugia di fabbricazione di cialde minime, ma hà ancu messu in risaltu a so flessibilità è l'alta precisione.
Inoltre, alcune cumpagnie anu cuminciatu à sperimentà cù a tecnulugia di fabbricazione di wafer minimi. Per esempiu, Yokogawa Solutions, una filiale di Yokogawa Electric Corporation, hà lanciatu macchine di fabricazione simplificate è esteticamente piacevuli, circa di a dimensione di una macchina distributrice di bevande, ognuna dotata di funzioni per a pulizia, u riscaldamentu è l'esposizione. Queste macchine formanu effettivamente una linea di pruduzzione di fabricazione di semiconduttori, è l'area minima necessaria per una linea di pruduzzione di "mini wafer fab" hè solu di a dimensione di dui campi da tennis, solu l'1% di l'area di una fabbrica di wafer di 12 pollici.
Tuttavia, e fabbriche di wafer minimi attualmente luttano per cumpete cù e grande fabbriche di semiconduttori. I disinni di circuiti ultrafini, in particulare in e tecnulugie di prucessu avanzate (cum'è 7 nm è inferiori), si basanu sempre nantu à apparecchiature avanzate è capacità di fabricazione à grande scala. I prucessi di wafer di 0,5 pollici di e fabbriche di wafer minimi sò più adatti per a fabricazione di dispositivi relativamente simplici, cum'è sensori è MEMS.
I fabbrichi di wafer minimi rapprisentanu un novu mudellu assai promettente per a fabricazione di semiconduttori. Caratterizati da a miniaturizazione, u bassu costu è a flessibilità, si prevede chì furnisceranu nuove opportunità di mercatu per e PMI è l'imprese innovative. I vantaghji di i fabbrichi di wafer minimi sò particularmente evidenti in aree d'applicazione specifiche cum'è l'IoT, i sensori è i MEMS.
In u futuru, à misura chì a tecnulugia matura è hè prumossa ulteriormente, e fabbriche di wafer minimi puderanu diventà una forza impurtante in l'industria di a fabricazione di semiconduttori. Ùn solu furniscenu à e piccule imprese opportunità per entre in questu campu, ma ponu ancu purtà cambiamenti in a struttura di i costi è in i mudelli di pruduzzione di tutta l'industria. Per ghjunghje à questu scopu, ci vole più sforzi in tecnulugia, sviluppu di talenti è custruzzione di ecosistemi.
À longu andà, a prumuzione riescita di e fabbriche di wafer minimi puderia avè un impattu prufondu nantu à tutta l'industria di i semiconduttori, in particulare in termini di diversificazione di a catena di furnimentu, flessibilità di u prucessu di fabricazione è cuntrollu di i costi. L'applicazione diffusa di sta tecnulugia aiuterà à guidà ulteriore innovazione è prugressu in l'industria mundiale di i semiconduttori.
Data di publicazione: 14 d'ottobre di u 2024