На полето на производството на полупроводници, традиционалниот модел на производство со големи размери и големи капитални инвестиции се соочува со потенцијална револуција. Со претстојната изложба „CEATEC 2024“, Организацијата за промоција на Minimum Wafer Fab прикажува сосема нов метод на производство на полупроводници што користи ултра мала опрема за производство на полупроводници за процеси на литографија. Оваа иновација носи невидени можности за малите и средни претпријатија (МСП) и стартапите. Оваа статија ќе ги синтетизира релевантните информации за да ја истражи позадината, предностите, предизвиците и потенцијалното влијание на технологијата за минимална фабрика за нафора врз полупроводничката индустрија.
Производството на полупроводници е индустрија која бара многу капитал и технологија. Традиционално, за производство на полупроводници потребни се големи фабрики и чисти простории за масовно производство на наполитанки од 12 инчи. Капиталната инвестиција за секоја голема фабрика за нафора често достигнува до 2 трилиони јени (приближно 120 милијарди јени), што го отежнува влезот на малите и средните претпријатија и стартапите во оваа област. Меѓутоа, со појавата на минималната технологија на нафора, оваа ситуација се менува.
Минималните фабрики за нафора се иновативни системи за производство на полупроводници кои користат наполитанки од 0,5 инчи, што значително го намалува обемот на производството и капиталните инвестиции во споредба со традиционалните наполитанки од 12 инчи. Капиталната инвестиција за оваа производна опрема е само околу 500 милиони јени (приближно 23,8 милиони јени), овозможувајќи им на малите и средните претпријатија и стартапите да започнат со производство на полупроводници со помала инвестиција.
Потеклото на минималната технологија на нафора може да се проследи наназад до истражувачки проект инициран од Националниот институт за напредна индустриска наука и технологија (AIST) во Јапонија во 2008 година. Овој проект имаше за цел да создаде нов тренд во производството на полупроводници преку постигнување на различни , производство во мали серии. Иницијативата, предводена од јапонското Министерство за економија, трговија и индустрија, вклучуваше соработка меѓу 140 јапонски компании и организации за развој на нова генерација системи за производство, со цел значително да ги намалат трошоците и техничките бариери, дозволувајќи им на производителите на автомобили и апарати за домаќинство да произведуваат полупроводници. и сензори кои им се потребни.
**Предности на технологијата за минимална нафора:**
1. **Значајно намалени капитални инвестиции:** Традиционалните големи фабрики за нафора бараат капитални инвестиции кои надминуваат стотици милијарди јени, додека целната инвестиција за минимални фабрики за нафора е само 1/100 до 1/1000 од таа сума. Бидејќи секој уред е мал, нема потреба од големи фабрички простори или фотомаски за формирање на кола, што значително ги намалува оперативните трошоци.
2. **Флексибилни и разновидни модели на производство:** Минималните фабрики за нафора се фокусираат на производство на разновидни производи од мали серии. Овој производствен модел им овозможува на малите и средните претпријатија и стартапите брзо да се приспособат и да произведуваат според нивните потреби, задоволувајќи ја побарувачката на пазарот за приспособени и разновидни полупроводнички производи.
3. **Поедноставени производни процеси:** Опремата за производство во минималните фабрики за нафора има иста форма и големина за сите процеси, а контејнерите за транспорт на нафора (шатлови) се универзални за секој чекор. Бидејќи опремата и шатловите работат во чиста средина, нема потреба да се одржуваат големи чисти простории. Овој дизајн значително ги намалува трошоците за производство и сложеноста преку локализирана чиста технологија и поедноставени производни процеси.
4. **Ниска потрошувачка на енергија и употреба на енергија во домаќинството:** Производната опрема во минималните фабрики за нафора, исто така, има мала потрошувачка на енергија и може да работи со стандардна AC100V моќност за домаќинството. Оваа карактеристика им овозможува на овие уреди да се користат во средини надвор од чисти простории, што дополнително ја намалува потрошувачката на енергија и оперативните трошоци.
5. **Скратени производни циклуси:** Производството на полупроводници во големи размери обично бара долго време на чекање од нарачка до испорака, додека минималните фабрики за нафора може да постигнат навремено производство на потребната количина на полупроводници во посакуваната временска рамка. Оваа предност е особено очигледна во области како Интернет на нештата (IoT), кои бараат мали, високо-мешани полупроводнички производи.
**Демонстрација и примена на технологијата:**
На изложбата „CEATEC 2024“, Организацијата за промоција на минимални нафора го демонстрираше процесот на литографија користејќи ултра мала опрема за производство на полупроводници. За време на демонстрацијата, беа распоредени три машини за да се прикаже процесот на литографија, кој вклучуваше отпорно обложување, изложеност и развој. Контејнерот за транспорт на нафора (шатл) се држеше во рака, се ставаше во опремата и се активираше со притискање на копче. По завршувањето, шатлот беше подигнат и поставен на следниот уред. Внатрешниот статус и напредокот на секој уред беа прикажани на нивните соодветни монитори.
Откако овие три процеси беа завршени, нафората беше прегледана под микроскоп, при што беше откриена шема со зборовите „Среќна Ноќта на вештерките“ и илустрација од тиква. Оваа демонстрација не само што ја прикажа изводливоста на минималната технологија за фаб на нафора, туку и ја истакна нејзината флексибилност и висока прецизност.
Дополнително, некои компании почнаа да експериментираат со минимална технологија за фаб на нафора. На пример, Yokogawa Solutions, подружница на Yokogawa Electric Corporation, лансираше рационализирани и естетски пријатни машини за производство, приближно со големина на автомат за пијалоци, секоја опремена со функции за чистење, загревање и изложување. Овие машини ефективно формираат производствена линија за производство на полупроводници, а минималната површина потребна за производствена линија „mini wafer fab“ е само со големина на две тениски игралишта, само 1% од површината на 12-инчна фабрика за нафора.
Сепак, минималните фабрики за нафора моментално се борат да се натпреваруваат со големите фабрики за полупроводници. Ултра фините дизајни на кола, особено во напредните процесни технологии (како што се 7 nm и подолу), сè уште се потпираат на напредна опрема и производствени способности од големи размери. Процесите на обланда од 0,5 инчи на минималните фабрики за нафора се посоодветни за производство на релативно едноставни уреди, како што се сензори и MEMS.
Минималните фабрики за нафора претставуваат многу ветувачки нов модел за производство на полупроводници. Карактеризирани со минијатуризација, ниска цена и флексибилност, се очекува тие да обезбедат нови пазарни можности за малите и средните претпријатија и иновативните компании. Предностите на минималните фабрики за нафора се особено очигледни во специфични области на примена како што се IoT, сензори и MEMS.
Во иднина, како што технологијата созрева и понатаму ќе се промовира, минималните фабрики за нафора би можеле да станат важна сила во индустријата за производство на полупроводници. Тие не само што им обезбедуваат на малите бизниси можности да влезат во ова поле, туку може и да предизвикаат промени во структурата на трошоците и моделите на производство на целата индустрија. Постигнувањето на оваа цел ќе бара повеќе напори во технологијата, развојот на таленти и градењето на екосистемот.
На долг рок, успешната промоција на минимални фабрики за нафора може да има големо влијание врз целата индустрија за полупроводници, особено во однос на диверзификацијата на синџирот на снабдување, флексибилноста на производствениот процес и контролата на трошоците. Широката примена на оваа технологија ќе помогне да се поттикнат понатамошни иновации и напредок во глобалната индустрија за полупроводници.
Време на објавување: Октомври-25-2024 година