Në fushën e prodhimit të gjysmëpërçuesve, modeli tradicional i prodhimit në shkallë të gjerë dhe me investime të larta kapitale po përballet me një revolucion të mundshëm. Me ekspozitën e ardhshme "CEATEC 2024", Organizata e Promovimit të Fabrikave Minimale të Ngjiturave (MWF) po shfaq një metodë krejt të re prodhimi gjysmëpërçuesish që përdor pajisje prodhimi gjysmëpërçuesish ultra të vogla për proceset e litografisë. Kjo risi po sjell mundësi të papara për ndërmarrjet e vogla dhe të mesme (NVM) dhe startup-et. Ky artikull do të sintetizojë informacionin përkatës për të eksploruar sfondin, avantazhet, sfidat dhe ndikimin e mundshëm të teknologjisë së fabrikave minimale të ngjiturave në industrinë e gjysmëpërçuesve.
Prodhimi i gjysmëpërçuesve është një industri me kapital dhe teknologji të lartë. Tradicionalisht, prodhimi i gjysmëpërçuesve kërkon fabrika të mëdha dhe dhoma të pastra për të prodhuar në masë pllaka 12-inçëshe. Investimi kapital për çdo fabrikë të madhe pllakash shpesh arrin deri në 2 trilionë jen (afërsisht 120 miliardë RMB), duke e bërë të vështirë për ndërmarrjet e vogla dhe të mesme dhe startup-et të hyjnë në këtë fushë. Megjithatë, me shfaqjen e teknologjisë së fabrikës minimale të pllakave, kjo situatë po ndryshon.
Fabrikat minimale të pllakave janë sisteme inovative prodhimi gjysmëpërçuesësh që përdorin pllaka 0.5 inç, duke ulur ndjeshëm shkallën e prodhimit dhe investimet kapitale krahasuar me pllakat tradicionale 12 inç. Investimi kapital për këtë pajisje prodhimi është vetëm rreth 500 milionë jen (afërsisht 23.8 milionë RMB), duke u mundësuar ndërmarrjeve të vogla dhe të mesme dhe startup-eve të fillojnë prodhimin e gjysmëpërçuesve me një investim më të ulët.
Origjina e teknologjisë së fabrikës minimale të pllakave të shpërndara mund të gjurmohet në një projekt kërkimor të iniciuar nga Instituti Kombëtar i Shkencës dhe Teknologjisë Industriale të Avancuar (AIST) në Japoni në vitin 2008. Ky projekt synonte të krijonte një trend të ri në prodhimin e gjysmëpërçuesve duke arritur prodhim të shumëllojshëm dhe në sasi të vogla. Iniciativa, e udhëhequr nga Ministria e Ekonomisë, Tregtisë dhe Industrisë e Japonisë, përfshinte bashkëpunimin midis 140 kompanive dhe organizatave japoneze për të zhvilluar një brez të ri sistemesh prodhimi, duke synuar të ulte ndjeshëm kostot dhe barrierat teknike, duke u lejuar prodhuesve të automobilave dhe pajisjeve shtëpiake të prodhonin gjysmëpërçuesit dhe sensorët që u nevojiten.
**Avantazhet e Teknologjisë Minimum Wafer Fab:**
1. **Investime Kapitale të Ulura Konsiderueshëm:** Fabrikat tradicionale të mëdha të pllakave të shpërndarjes kërkojnë investime kapitale që tejkalojnë qindra miliardë jen, ndërsa investimi i synuar për fabrikat minimale të pllakave të shpërndarjes është vetëm 1/100 deri në 1/1000 të asaj shume. Meqenëse çdo pajisje është e vogël, nuk ka nevojë për hapësira të mëdha fabrike ose fotomaska për formimin e qarqeve, duke ulur ndjeshëm kostot operative.
2. **Modele Prodhimi Fleksibël dhe të Diversifikuara:** Fabrikat minimale të pllakave të prera përqendrohen në prodhimin e një larmie produktesh në sasi të vogla. Ky model prodhimi u lejon ndërmarrjeve të vogla dhe të reja të personalizohen dhe të prodhojnë shpejt sipas nevojave të tyre, duke përmbushur kërkesën e tregut për produkte gjysmëpërçuese të personalizuara dhe të diversifikuara.
3. **Procese Prodhimi të Thjeshtuara:** Pajisjet e prodhimit në fabrikat minimale të napolitanëve kanë të njëjtën formë dhe madhësi për të gjitha proceset, dhe kontejnerët e transportit të napolitanëve (transportuesit) janë universalë për secilin hap. Meqenëse pajisjet dhe tranzitorët funksionojnë në një mjedis të pastër, nuk ka nevojë të mirëmbahen dhoma të mëdha të pastra. Ky dizajn ul ndjeshëm kostot e prodhimit dhe kompleksitetin përmes teknologjisë së pastër të lokalizuar dhe proceseve të thjeshtuara të prodhimit.
4. **Konsum i ulët energjie dhe përdorim i ulët i energjisë në shtëpi:** Pajisjet e prodhimit në fabrika minimale të pllakave të ngjirura karakterizohen gjithashtu nga konsum i ulët energjie dhe mund të funksionojnë me energji standarde shtëpiake AC100V. Kjo karakteristikë lejon që këto pajisje të përdoren në mjedise jashtë dhomave të pastra, duke ulur më tej konsumin e energjisë dhe kostot operative.
5. **Cikle të Shkurtuara Prodhimi:** Prodhimi i gjysmëpërçuesve në shkallë të gjerë zakonisht kërkon një kohë të gjatë pritjeje nga porosia deri në dorëzim, ndërsa fabrikat minimale të pllakave të pllakës mund të arrijnë prodhimin në kohë të sasisë së kërkuar të gjysmëpërçuesve brenda afatit të dëshiruar. Ky avantazh është veçanërisht i dukshëm në fusha si Interneti i Gjërave (IoT), të cilat kërkojnë produkte gjysmëpërçuese të vogla me përzierje të lartë.
**Demonstrim dhe Zbatim i Teknologjisë:**
Në ekspozitën "CEATEC 2024", Organizata e Promovimit të Minimum Wafer Fab demonstroi procesin e litografisë duke përdorur pajisje ultra të vogla prodhimi gjysmëpërçuesish. Gjatë demonstrimit, u vendosën tre makina për të shfaqur procesin e litografisë, i cili përfshinte veshjen me rezistencë, ekspozimin dhe zhvillimin. Ena e transportit të wafer-it (transportuesi) mbahej në dorë, vendosej në pajisje dhe aktivizohej me shtypjen e një butoni. Pas përfundimit, tranziti merrej dhe vendosej në pajisjen tjetër. Statusi i brendshëm dhe progresi i secilës pajisje u shfaqën në monitorët përkatës.
Pasi përfunduan këto tre procese, napolitani u inspektua nën mikroskop, duke zbuluar një model me fjalët "Gëzuar Halloweenin" dhe një ilustrim kungulli. Ky demonstrim jo vetëm që tregoi fizibilitetin e teknologjisë së fabrikës minimale të napolitanëve, por gjithashtu nxori në pah fleksibilitetin dhe saktësinë e lartë të saj.
Për më tepër, disa kompani kanë filluar të eksperimentojnë me teknologjinë e fabrikës minimale të wafer-ave. Për shembull, Yokogawa Solutions, një degë e Yokogawa Electric Corporation, ka lançuar makina prodhimi të efektshme dhe estetikisht tërheqëse, afërsisht sa madhësia e një makine shitjeje pijesh, secila e pajisur me funksione për pastrim, ngrohje dhe ekspozim. Këto makina formojnë në mënyrë efektive një linjë prodhimi gjysmëpërçuesish, dhe sipërfaqja minimale e kërkuar për një linjë prodhimi "mini fabrike wafer" është vetëm sa madhësia e dy fushave të tenisit, vetëm 1% e sipërfaqes së një fabrike wafer-ash 12 inç.
Megjithatë, fabrikat minimale të pllakave të shpërndara aktualisht kanë vështirësi të konkurrojnë me fabrikat e mëdha të gjysmëpërçuesve. Projektimet e qarqeve ultra të imëta, veçanërisht në teknologjitë e përparuara të procesit (siç janë 7 nm e poshtë), ende mbështeten në pajisje të përparuara dhe aftësi prodhimi në shkallë të gjerë. Proceset minimale të pllakave të shpërndara 0.5 inç të fabrikave minimale të pllakave të shpërndara janë më të përshtatshme për prodhimin e pajisjeve relativisht të thjeshta, siç janë sensorët dhe MEMS.
Fabrikat minimale të pllakave të shpërndara përfaqësojnë një model të ri shumë premtues për prodhimin e gjysmëpërçuesve. Të karakterizuara nga miniaturizimi, kostoja e ulët dhe fleksibiliteti, ato pritet të ofrojnë mundësi të reja tregu për ndërmarrjet e vogla dhe të mesme dhe kompanitë inovative. Avantazhet e fabrikave minimale të pllakave të shpërndara janë veçanërisht të dukshme në fusha specifike aplikimi si IoT, sensorët dhe MEMS.
Në të ardhmen, ndërsa teknologjia përparon dhe promovohet më tej, fabrikat minimale të pllakave të shpërndara mund të bëhen një forcë e rëndësishme në industrinë e prodhimit të gjysmëpërçuesve. Ato jo vetëm që u ofrojnë bizneseve të vogla mundësi për të hyrë në këtë fushë, por gjithashtu mund të nxisin ndryshime në strukturën e kostos dhe modelet e prodhimit të të gjithë industrisë. Arritja e këtij qëllimi do të kërkojë më shumë përpjekje në teknologji, zhvillimin e talenteve dhe ndërtimin e ekosistemit.
Në planin afatgjatë, promovimi i suksesshëm i fabrikave minimale të pllakave të shpërndara mund të ketë një ndikim të thellë në të gjithë industrinë e gjysmëpërçuesve, veçanërisht në aspektin e diversifikimit të zinxhirit të furnizimit, fleksibilitetit të procesit të prodhimit dhe kontrollit të kostos. Zbatimi i gjerë i kësaj teknologjie do të ndihmojë në nxitjen e inovacionit dhe përparimit të mëtejshëm në industrinë globale të gjysmëpërçuesve.
Koha e postimit: 14 tetor 2024