Жартылай өткізгіштер өндірісі саласында дәстүрлі ірі көлемді, жоғары капиталды инвестициялық өндіріс моделі әлеуетті төңкеріске тап болуда. Алдағы «CEATEC 2024» көрмесімен Minimum Wafer Fab Promotion Organization литографиялық процестер үшін ультра шағын жартылай өткізгіштер өндірісі жабдықтарын пайдаланатын мүлдем жаңа жартылай өткізгіштер өндірісі әдісін көрсетеді. Бұл инновация шағын және орта кәсіпорындар (ШОБ) мен стартаптар үшін бұрын-соңды болмаған мүмкіндіктер туғызуда. Бұл мақалада минималды wafer fab технологиясының жартылай өткізгіштер өнеркәсібіне әсерін, артықшылықтарын, қиындықтарын және ықтимал әсерін зерттеу үшін тиісті ақпарат жинақталады.
Жартылай өткізгіштер өндірісі - капитал мен технологияны көп қажет ететін сала. Дәстүрлі түрде жартылай өткізгіштер өндірісі 12 дюймдік пластиналарды жаппай өндіру үшін үлкен зауыттар мен таза бөлмелерді қажет етеді. Әрбір ірі пластина фабрикасына салынған капитал көбінесе 2 триллион иенге (шамамен 120 миллиард юань) жетеді, бұл ШОБ мен стартаптардың бұл салаға кіруін қиындатады. Дегенмен, минималды пластина фабрикасы технологиясының пайда болуымен бұл жағдай өзгеріп келеді.
Минималды пластина фабрикалары - бұл 0,5 дюймдік пластиналарды пайдаланатын инновациялық жартылай өткізгіш өндіріс жүйелері, бұл дәстүрлі 12 дюймдік пластиналармен салыстырғанда өндіріс көлемі мен капитал салымдарын айтарлықтай азайтады. Бұл өндірістік жабдыққа салынған капитал салымы шамамен 500 миллион иенді (шамамен 23,8 миллион юань) құрайды, бұл ШОБ мен стартаптарға жартылай өткізгіш өндірісін аз инвестициямен бастауға мүмкіндік береді.
Минималды пластина фабрикасы технологиясының бастауын 2008 жылы Жапониядағы Ұлттық озық өнеркәсіптік ғылым және технологиялар институты (AIST) бастаған зерттеу жобасынан табуға болады. Бұл жоба көп түрлі, шағын сериялы өндіріске қол жеткізу арқылы жартылай өткізгіштер өндірісінде жаңа үрдісті қалыптастыруды мақсат етті. Жапонияның Экономика, сауда және өнеркәсіп министрлігі бастаған бұл бастама 140 жапондық компания мен ұйымның жаңа буын өндірістік жүйелерін әзірлеу бойынша ынтымақтастығын қамтыды, бұл шығындар мен техникалық кедергілерді айтарлықтай азайтуға, автомобиль және тұрмыстық техника өндірушілеріне қажетті жартылай өткізгіштер мен сенсорларды шығаруға мүмкіндік береді.
**Minimum Wafer Fab технологиясының артықшылықтары:**
1. **Капиталдық инвестициялардың айтарлықтай төмендеуі:** Дәстүрлі ірі пластина фабрикалары жүздеген миллиард иеннен асатын капиталдық инвестицияларды қажет етеді, ал ең аз пластина фабрикаларына арналған мақсатты инвестиция сол соманың тек 1/100-ден 1/1000-ге дейін ғана. Әрбір құрылғы кішкентай болғандықтан, тізбекті қалыптастыру үшін үлкен зауыттық кеңістіктер немесе фотомаскалар қажет емес, бұл пайдалану шығындарын айтарлықтай азайтады.
2. **Икемді және әртүрлі өндіріс модельдері:** Минималды пластина фабрикалары әртүрлі шағын сериялы өнімдерді өндіруге бағытталған. Бұл өндіріс моделі шағын және орта бизнеске және стартаптарға өз қажеттіліктеріне сәйкес тез арада теңшеуге және өндіруге мүмкіндік береді, бұл ретте теңшелген және әртүрлі жартылай өткізгіш өнімдерге деген нарықтық сұранысты қанағаттандырады.
3. **Жеңілдетілген өндірістік процестер:** Минималды пластина фабрикаларындағы өндірістік жабдықтар барлық процестер үшін бірдей пішін мен өлшемге ие, ал пластина тасымалдау контейнерлері (шаттлдар) әр қадам үшін әмбебап болып табылады. Жабдықтар мен шаттлдар таза ортада жұмыс істейтіндіктен, үлкен таза бөлмелерді ұстаудың қажеті жоқ. Бұл дизайн жергілікті таза технология және жеңілдетілген өндірістік процестер арқылы өндіріс шығындары мен күрделілігін айтарлықтай азайтады.
4. **Төмен қуат тұтыну және тұрмыстық қуат тұтыну:** Минималды пластина фабрикаларындағы өндірістік жабдықтар да төмен қуат тұтынумен ерекшеленеді және стандартты тұрмыстық айнымалы ток 100 В қуатымен жұмыс істей алады. Бұл сипаттама бұл құрылғыларды таза бөлмелерден тыс ортада пайдалануға мүмкіндік береді, бұл энергия тұтынуды және пайдалану шығындарын одан әрі азайтады.
5. **Қысқартылған өндіріс циклдары:** Ірі көлемді жартылай өткізгіш өндірісі әдетте тапсырыстан жеткізуге дейін ұзақ күтуді қажет етеді, ал минималды пластина фабрикалары қажетті уақыт аралығында қажетті мөлшердегі жартылай өткізгіштерді уақытында өндіруге қол жеткізе алады. Бұл артықшылық, әсіресе, шағын, жоғары қоспалы жартылай өткізгіш өнімдерді қажет ететін Заттар интернеті (IoT) сияқты салаларда айқын көрінеді.
**Технологияны көрсету және қолдану:**
«CEATEC 2024» көрмесінде Minimum Wafer Fab Promotion Organization ультра шағын жартылай өткізгіш өндіріс жабдықтарын пайдалана отырып, литография процесін көрсетті. Көрсетілім барысында литография процесін көрсету үшін үш машина орналастырылды, оған кедергі жабыны, экспозиция және өңдеу кірді. Вафли тасымалдау контейнері (шаттл) қолмен ұсталып, жабдыққа салынып, түймені басу арқылы іске қосылды. Аяқталғаннан кейін шаттл алынып, келесі құрылғыға орнатылды. Әрбір құрылғының ішкі күйі мен жұмыс барысы тиісті мониторларда көрсетілді.
Осы үш процесс аяқталғаннан кейін, вафли микроскоппен тексеріліп, «Хеллоуин құтты болсын» деген жазуы бар өрнек пен асқабақ суреті анықталды. Бұл демонстрация минималды вафли жасау технологиясының мүмкіндігін ғана көрсетіп қоймай, сонымен қатар оның икемділігі мен жоғары дәлдігін де көрсетті.
Сонымен қатар, кейбір компаниялар минималды вафли фабрикасы технологиясымен тәжірибе жасай бастады. Мысалы, Yokogawa Electric Corporation компаниясының еншілес компаниясы Yokogawa Solutions компаниясы сусын сататын автоматтың көлеміндей, әрқайсысы тазалау, жылыту және экспозициялау функцияларымен жабдықталған, жетілдірілген және эстетикалық тұрғыдан жағымды өндіріс машиналарын шығарды. Бұл машиналар жартылай өткізгіш өндіріс желісін құрайды, ал «мини вафли фабрикасы» өндіріс желісі үшін қажетті минималды аумақ екі теннис кортының көлеміндей ғана, яғни 12 дюймдік вафли фабрикасы ауданының тек 1%-ын ғана құрайды.
Дегенмен, минималды пластина фабрикалары қазіргі уақытта ірі жартылай өткізгіш зауыттармен бәсекелесуде қиындықтарға тап болуда. Әсіресе озық технологиялық технологиялардағы (мысалы, 7 нм және одан төмен) аса жұқа тізбек конструкциялары әлі де озық жабдықтар мен ауқымды өндірістік мүмкіндіктерге сүйенеді. Минималды пластина фабрикаларының 0,5 дюймдік пластина процестері сенсорлар мен MEMS сияқты салыстырмалы түрде қарапайым құрылғыларды өндіруге қолайлы.
Минималды пластина фабрикалары жартылай өткізгіштер өндірісінің өте перспективалы жаңа моделін білдіреді. Миниатюризациямен, төмен құнымен және икемділігімен сипатталатын олар ШОБ және инновациялық компаниялар үшін жаңа нарықтық мүмкіндіктер береді деп күтілуде. Минималды пластина фабрикаларының артықшылықтары әсіресе IoT, сенсорлар және MEMS сияқты нақты қолдану салаларында айқын көрінеді.
Болашақта, технология жетіліп, одан әрі насихатталған сайын, минималды пластина фабрикалары жартылай өткізгіш өндірісі өнеркәсібінде маңызды күшке айналуы мүмкін. Олар шағын бизнеске осы салаға кіруге мүмкіндік беріп қана қоймай, сонымен қатар бүкіл саланың шығындар құрылымы мен өндіріс модельдеріндегі өзгерістерге әкелуі мүмкін. Бұл мақсатқа жету технология, таланттарды дамыту және экожүйе құру саласында көбірек күш-жігерді қажет етеді.
Ұзақ мерзімді перспективада минималды пластина фабрикаларын сәтті насихаттау бүкіл жартылай өткізгіштер өнеркәсібіне, әсіресе жеткізу тізбегін әртараптандыру, өндіріс процесінің икемділігі және шығындарды бақылау тұрғысынан терең әсер етуі мүмкін. Бұл технологияны кеңінен қолдану жаһандық жартылай өткізгіштер өнеркәсібіндегі инновациялар мен прогресті одан әрі дамытуға көмектеседі.
Жарияланған уақыты: 2024 жылғы 14 қазан