No campo de fabricação de semicondutores, o modelo tradicional de fabricação de investimentos em larga escala e alto capital está enfrentando uma revolução potencial. Com a próxima exposição "Ceatec 2024", a organização mínima de promoção Fab Wafer está apresentando um novo método de fabricação de semicondutores que utiliza equipamentos de fabricação de semicondutores ultra-pequenos para processos de litografia. Essa inovação está trazendo oportunidades sem precedentes para pequenas e médias empresas (PMEs) e startups. Este artigo sintetizará informações relevantes para explorar os antecedentes, vantagens, desafios e o impacto potencial da tecnologia Fab mínima na indústria de semicondutores.
A fabricação de semicondutores é uma indústria altamente capital e intensiva em tecnologia. Tradicionalmente, a fabricação de semicondutores requer grandes fábricas e quartos limpos para produzir as bolachas de 12 polegadas em massa. O investimento de capital para cada grande fabricante de wafer geralmente atinge até 2 trilhões de ienes (aproximadamente 120 bilhões de RMB), dificultando as PMEs e as startups para entrar nesse campo. No entanto, com o surgimento da tecnologia Fab mínima, essa situação está mudando.
Os Fabs mínimos de wafer são sistemas inovadores de fabricação de semicondutores que usam bolachas de 0,5 polegadas, reduzindo significativamente a escala de produção e o investimento de capital em comparação com as bolachas tradicionais de 12 polegadas. O investimento de capital para este equipamento de fabricação é de apenas cerca de 500 milhões de ienes (aproximadamente 23,8 milhões de RMB), permitindo que as PME e as startups iniciem a fabricação de semicondutores com um investimento mais baixo.
As origens da tecnologia Fab mínima de wafer podem ser rastreadas até um projeto de pesquisa iniciado pelo Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia Industrial Avançada (AIST) no Japão em 2008. Este projeto teve como objetivo criar uma nova tendência na fabricação de semicondutores, alcançando a produção de múltiplas variações e pequenos lotes. A iniciativa, liderada pelo Ministério da Economia, Comércio e Indústria do Japão, envolveu a colaboração entre 140 empresas e organizações japonesas para desenvolver uma nova geração de sistemas de fabricação, com o objetivo de reduzir significativamente os custos e as barreiras técnicas, permitindo que os fabricantes de eletrodomésticos automotivos e os semicondutores e sensores precisem.
** Vantagens do mínimo de tecnologia Fab Technology: **
1. ** Investimento de capital significativamente reduzido: ** FABs de wafer tradicionais grandes exigem investimentos de capital que excedam centenas de bilhões de ienes, enquanto o investimento alvo do mínimo de Wafer Fabs é de apenas 1/100 a 1/1000 desse valor. Como cada dispositivo é pequeno, não há necessidade de grandes espaços de fábrica ou máscaras para a formação de circuitos, reduzindo bastante os custos operacionais.
2. Esse modelo de produção permite que as PMEs e as startups personalizem e produzam rapidamente de acordo com suas necessidades, atendendo à demanda do mercado por produtos semicondutores personalizados e diversos.
3. ** Processos de produção simplificados: ** O equipamento de fabricação no mínimo de wafer Fabs tem a mesma forma e tamanho para todos os processos, e os contêineres de transporte de wafer (ônibus) são universais para cada etapa. Como os equipamentos e ônibus operam em um ambiente limpo, não há necessidade de manter grandes salas limpas. Esse design reduz significativamente os custos de fabricação e a complexidade por meio de tecnologia limpa localizada e processos de produção simplificados.
4. ** Uso de baixo consumo de energia e energia doméstica: ** O equipamento de fabricação em Fabs de wafer mínimo também possui baixo consumo de energia e pode operar com energia padrão AC100V doméstico padrão. Essa característica permite que esses dispositivos sejam usados em ambientes fora de salas limpas, reduzindo ainda mais o consumo de energia e os custos operacionais.
5. ** Ciclos de fabricação reduzidos: ** A fabricação de semicondutores em larga escala normalmente requer um longo tempo de espera, desde a ordem da entrega, enquanto os Fabs mínimos podem atingir a produção pontual da quantidade necessária de semicondutores dentro do prazo desejado. Essa vantagem é particularmente evidente em campos como a Internet das Coisas (IoT), que requerem pequenos produtos de semicondutores de alta mistura.
** Demonstração e aplicação da tecnologia: **
Na exposição "CEATEC 2024", a organização mínima de promoção FAB FAB demonstrou o processo de litografia usando equipamentos de fabricação de semicondutores ultra-pequenos. Durante a demonstração, foram organizadas três máquinas para mostrar o processo de litografia, que incluía resistir ao revestimento, exposição e desenvolvimento. O contêiner de transporte de wafer (ônibus) foi mantido na mão, colocado no equipamento e ativado com a pressão de um botão. Após a conclusão, o ônibus foi recolhido e definido no próximo dispositivo. O status interno e o progresso de cada dispositivo foram exibidos em seus respectivos monitores.
Depois que esses três processos foram concluídos, a bolacha foi inspecionada sob um microscópio, revelando um padrão com as palavras "Happy Halloween" e uma ilustração de abóbora. Essa demonstração não apenas mostrou a viabilidade da tecnologia Fab mínima, mas também destacou sua flexibilidade e alta precisão.
Além disso, algumas empresas começaram a experimentar a tecnologia Fab mínima de wafer. Por exemplo, a Yokogawa Solutions, uma subsidiária da Yokogawa Electric Corporation, lançou máquinas de fabricação simplificadas e esteticamente agradáveis, aproximadamente o tamanho de uma máquina de venda automática de bebidas, cada uma equipada com funções para limpeza, aquecimento e exposição. Essas máquinas formam efetivamente uma linha de produção de fabricação de semicondutores, e a área mínima necessária para uma linha de produção "mini wafer fabulosa" é apenas do tamanho de dois tribunais de tênis, apenas 1% da área de uma wafer de 12 polegadas FAB.
No entanto, atualmente os FABs mínimos lutam para competir com grandes fábricas de semicondutores. Os projetos de circuitos ultra-finos, especialmente em tecnologias avançadas de processo (como 7nm e abaixo), ainda dependem de equipamentos avançados e recursos de fabricação em larga escala. Os processos de wafer de 0,5 polegadas de Fabs mínimos de wafer são mais adequados para fabricar dispositivos relativamente simples, como sensores e MEMS.
Os Fabs mínimos representam um novo modelo altamente promissor para a fabricação de semicondutores. Caracterizados por miniaturização, baixo custo e flexibilidade, eles devem oferecer novas oportunidades de mercado para PMEs e empresas inovadoras. As vantagens dos Fabs mínimos de wafer são particularmente evidentes em áreas de aplicação específicas, como IoT, sensores e MEMS.
No futuro, à medida que a tecnologia amadurece e é promovida, o mínimo de festas de wafer pode se tornar uma força importante na indústria de fabricação de semicondutores. Eles não apenas oferecem às pequenas empresas oportunidades para entrar neste campo, mas também podem impulsionar mudanças na estrutura de custos e nos modelos de produção de todo o setor. Atingir esse objetivo exigirá mais esforços em tecnologia, desenvolvimento de talentos e construção de ecossistemas.
A longo prazo, a promoção bem -sucedida de Fabs de wafer mínima pode ter um impacto profundo em toda a indústria de semicondutores, particularmente em termos de diversificação da cadeia de suprimentos, flexibilidade do processo de fabricação e controle de custos. A aplicação generalizada dessa tecnologia ajudará a impulsionar mais inovação e progresso na indústria global de semicondutores.
Hora de postagem: 14-2024 de outubro