اخبار صنعت: کوچکترین ویفر فاب جهان

ویفرهای حداقل سیستم‌های تولید نیمه‌رسانای نوآورانه‌ای هستند که از ویفرهای 0.5 اینچی استفاده می‌کنند و مقیاس تولید و سرمایه‌گذاری را در مقایسه با ویفرهای 12 اینچی سنتی کاهش می‌دهند. سرمایه گذاری سرمایه برای این تجهیزات تولیدی تنها حدود 500 میلیون ین (تقریباً 23.8 میلیون یوان) است که به شرکت های کوچک و متوسط ​​و استارت آپ ها این امکان را می دهد تا با سرمایه گذاری کمتر، تولید نیمه هادی را آغاز کنند.

خاستگاه فناوری حداقل ویفر فاب را می توان به یک پروژه تحقیقاتی که توسط موسسه ملی علوم و فناوری پیشرفته صنعتی (AIST) در ژاپن در سال 2008 آغاز شد، جستجو کرد. این پروژه با هدف ایجاد یک روند جدید در تولید نیمه هادی با دستیابی به تنوع چندگانه انجام شد. ، تولید دسته کوچک. این ابتکار که توسط وزارت اقتصاد، تجارت و صنعت ژاپن رهبری می‌شود، شامل همکاری 140 شرکت و سازمان ژاپنی برای توسعه نسل جدیدی از سیستم‌های تولیدی با هدف کاهش قابل توجه هزینه‌ها و موانع فنی است که به تولیدکنندگان خودرو و لوازم خانگی اجازه می‌دهد نیمه‌رساناها را تولید کنند. و حسگرهایی که آنها نیاز دارند.

**مزایای تکنولوژی حداقل ویفر فاب:**

1. **سرمایه گذاری سرمایه به میزان قابل توجهی کاهش یافته:** فابریک های بزرگ ویفری به سرمایه گذاری بیش از صدها میلیارد ین نیاز دارند، در حالی که سرمایه گذاری هدف برای حداقل تولید ویفر تنها 1/100 تا 1/1000 از این مقدار است. از آنجایی که هر دستگاه کوچک است، نیازی به فضاهای بزرگ کارخانه یا ماسک نوری برای تشکیل مدار نیست و هزینه های عملیاتی را تا حد زیادی کاهش می دهد.

2. **مدل های تولید منعطف و متنوع:** حداقل کارخانه های ویفر بر تولید انواع محصولات دسته کوچک تمرکز دارند. این مدل تولید به شرکت‌های کوچک و متوسط ​​و استارت‌آپ‌ها اجازه می‌دهد تا به سرعت سفارشی‌سازی و مطابق با نیاز خود تولید کنند و تقاضای بازار برای محصولات نیمه‌رسانای سفارشی و متنوع را برآورده کنند.

3. **فرایندهای تولید ساده شده:** تجهیزات ساخت در حداقل فابرهای ویفر دارای شکل و اندازه یکسان برای همه فرآیندها هستند و ظروف حمل ویفر (شاتل) برای هر مرحله جهانی هستند. از آنجایی که تجهیزات و شاتل ها در یک محیط تمیز کار می کنند، نیازی به نگهداری اتاق های تمیز بزرگ نیست. این طراحی به طور قابل توجهی هزینه های ساخت و پیچیدگی را از طریق فناوری پاک بومی سازی شده و فرآیندهای تولید ساده کاهش می دهد.

4. **مصرف برق کم و مصرف برق خانگی:** تجهیزات تولیدی در فابریک های حداقل ویفر همچنین دارای مصرف برق کم هستند و می توانند با برق استاندارد AC100V خانگی کار کنند. این ویژگی به این دستگاه ها اجازه می دهد تا در محیط های خارج از اتاق های تمیز استفاده شوند و باعث کاهش بیشتر مصرف انرژی و هزینه های عملیاتی شود.

5. **دوره های تولید کوتاه شده:** تولید نیمه هادی در مقیاس بزرگ معمولاً به زمان طولانی انتظار از سفارش تا تحویل نیاز دارد، در حالی که حداقل فابریک های ویفر می توانند به تولید به موقع مقدار مورد نیاز نیمه هادی ها در بازه زمانی مورد نظر دست یابند. این مزیت به ویژه در زمینه هایی مانند اینترنت اشیا (IoT) مشهود است که به محصولات نیمه هادی کوچک و با ترکیب بالا نیاز دارند.

**نمایش و کاربرد فناوری:**

در نمایشگاه "CEATEC 2024"، سازمان ترویج حداقل ویفر فاب فرآیند لیتوگرافی را با استفاده از تجهیزات تولید نیمه هادی بسیار کوچک به نمایش گذاشت. در طول این نمایش، سه دستگاه برای نمایش فرآیند لیتوگرافی ترتیب داده شد که شامل پوشش مقاوم، نوردهی و توسعه بود. ظرف حمل ویفر (شاتل) در دست گرفته می شد، داخل تجهیزات قرار می گرفت و با فشار یک دکمه فعال می شد. پس از تکمیل، شاتل برداشته شد و روی دستگاه بعدی تنظیم شد. وضعیت داخلی و پیشرفت هر دستگاه در مانیتور مربوطه نمایش داده شد.

پس از تکمیل این سه فرآیند، ویفر زیر میکروسکوپ بررسی شد و الگویی با عبارت "Happy Halloween" و تصویر کدو حلوایی آشکار شد. این نمایش نه تنها امکان سنجی تکنولوژی حداقل ویفر فاب را نشان داد، بلکه انعطاف پذیری و دقت بالای آن را نیز برجسته کرد.

علاوه بر این، برخی از شرکت ها شروع به آزمایش با حداقل فن آوری ویفر فاب کرده اند. برای مثال، Yokogawa Solutions، یکی از شرکت‌های تابعه Yokogawa Electric Corporation، ماشین‌های تولیدی ساده و زیبایی‌شناختی را راه‌اندازی کرده است، تقریباً به اندازه یک دستگاه فروش نوشیدنی، که هر کدام دارای عملکردهایی برای تمیز کردن، گرم کردن و قرار گرفتن در معرض هستند. این ماشین ها به طور موثر یک خط تولید نیمه هادی را تشکیل می دهند و حداقل مساحت مورد نیاز برای یک خط تولید "مینی ویفر فاب" تنها به اندازه دو زمین تنیس است، یعنی فقط 1٪ از مساحت یک فاب ویفر 12 اینچی.

با این حال، حداقل کارخانه های تولید ویفر در حال حاضر برای رقابت با کارخانه های بزرگ نیمه هادی تلاش می کنند. طراحی مدارهای بسیار ظریف، به‌ویژه در فناوری‌های فرآیند پیشرفته (مانند 7 نانومتر و پایین‌تر)، همچنان بر تجهیزات پیشرفته و قابلیت‌های تولید در مقیاس بزرگ متکی هستند. فرآیندهای ویفر 0.5 اینچی حداقل فاب ویفر برای ساخت دستگاه های نسبتا ساده مانند سنسورها و MEMS مناسب تر هستند.

حداقل فابرهای ویفر نشان دهنده یک مدل جدید بسیار امیدوار کننده برای تولید نیمه هادی است. با کوچک‌سازی، هزینه کم و انعطاف‌پذیری مشخص می‌شود، انتظار می‌رود فرصت‌های بازار جدیدی را برای شرکت‌های کوچک و متوسط ​​و شرکت‌های نوآور فراهم کنند. مزایای حداقل ساخت ویفر به ویژه در زمینه های کاربردی خاص مانند اینترنت اشیا، حسگرها و MEMS مشهود است.

در آینده، همانطور که این فناوری بالغ می شود و بیشتر ترویج می شود، حداقل فابریک ویفر می تواند به یک نیروی مهم در صنعت تولید نیمه هادی تبدیل شود. آنها نه تنها فرصت هایی را برای کسب و کارهای کوچک برای ورود به این حوزه فراهم می کنند، بلکه ممکن است تغییراتی را در ساختار هزینه و مدل های تولید کل صنعت ایجاد کنند. دستیابی به این هدف مستلزم تلاش بیشتر در زمینه فناوری، توسعه استعدادها و اکوسیستم سازی است.

در بلندمدت، ارتقای موفقیت‌آمیز حداقل فابریک ویفر می‌تواند تأثیر عمیقی بر کل صنعت نیمه‌رسانا داشته باشد، به‌ویژه از نظر تنوع زنجیره تامین، انعطاف‌پذیری فرآیند تولید و کنترل هزینه. کاربرد گسترده این فناوری به نوآوری و پیشرفت بیشتر در صنعت نیمه هادی جهانی کمک می کند.