Dans le domaine de la fabrication de semi-conducteurs, le modèle traditionnel de fabrication d'investissement à grande échelle à grande échelle est confronté à une révolution potentielle. Avec la prochaine exposition "CEATEC 2024", l'organisation minimale de promotion Fab Wafer présente une toute nouvelle méthode de fabrication de semi-conducteurs qui utilise un équipement de fabrication de semi-conducteurs ultra-petit pour les processus de lithographie. Cette innovation offre des opportunités sans précédent pour les petites et moyennes entreprises (PME) et les startups. Cet article synthétisera les informations pertinentes pour explorer les antécédents, les avantages, les défis et l'impact potentiel de la technologie Fab Minimum Wafer sur l'industrie des semi-conducteurs.
La fabrication de semi-conducteurs est une industrie à forte intensité de capital et de technologie. Traditionnellement, la fabrication de semi-conducteurs nécessite de grandes usines et des salles blanches pour produire en masse des tranches de 12 pouces. L'investissement en capital pour chaque grande Wafer Fab atteint souvent jusqu'à 2 billions de yens (environ 120 milliards de RMB), ce qui rend difficile pour les PME et les startups d'entrer dans ce domaine. Cependant, avec l'émergence de la technologie minimale Fab Wafer, cette situation change.
Les FAB minimums à plaquettes sont des systèmes de fabrication de semi-conducteurs innovants qui utilisent des tranches de 0,5 pouce, réduisant considérablement l'échelle de production et l'investissement en capital par rapport aux plaquettes traditionnelles de 12 pouces. L'investissement en capital pour cet équipement de fabrication n'est que d'environ 500 millions de yens (environ 23,8 millions de RMB), permettant aux PME et aux startups de commencer la fabrication de semi-conducteurs avec un investissement plus bas.
Les origines de la technologie minimale Fab Wafer remontent à un projet de recherche initié par l'Institut national des sciences et technologies industrielles avancées (AIST) au Japon en 2008. Ce projet visait à créer une nouvelle tendance dans la fabrication de semi-conducteurs en réalisant plusieurs variétés , production de petits lots. L'initiative, dirigée par le ministère japonais de l'économie, du commerce et de l'industrie, a impliqué une collaboration entre 140 entreprises et organisations japonaises pour développer une nouvelle génération de systèmes de fabrication, visant à réduire considérablement les coûts et les obstacles techniques, permettant aux fabricants d'automobiles et d'appareils électroménagers pour produire les semi-conducteurs et les capteurs dont ils ont besoin.
** Avantages de la technologie minimale Fab Wafer: **
1. ** Investissement en capital considérablement réduit: ** Les gros fabriques traditionnels nécessitent des investissements en capital dépassant des centaines de milliards de yens, tandis que l'investissement cible pour les FAB minimums de wafer n'est que de 1/100 à 1/1000 de ce montant. Étant donné que chaque appareil est petit, il n'y a pas besoin de grands espaces d'usine ou de photomases pour la formation de circuits, ce qui réduit considérablement les coûts opérationnels.
2. ** Modèles de production flexibles et divers: ** Fabs minimaux à la plaquette se concentrent sur la fabrication d'une variété de produits en petit lots. Ce modèle de production permet aux PME et aux startups de personnaliser et de produire rapidement leurs besoins, répondant à la demande du marché pour des produits semi-conducteurs personnalisés et diversifiés.
3. ** Processus de production simplifiés: ** L'équipement de fabrication dans les Fabs de plaquettes minimaux a la même forme et la même taille pour tous les processus, et les conteneurs de transport de plaquettes (navettes) sont universels pour chaque étape. Étant donné que l'équipement et les navettes fonctionnent dans un environnement propre, il n'est pas nécessaire de maintenir de grandes chambres propres. Cette conception réduit considérablement les coûts de fabrication et la complexité grâce à la technologie propre localisée et à des processus de production simplifiés.
4. ** La faible consommation d'énergie et la consommation d'énergie des ménages: ** L'équipement de fabrication dans des FAB minimums à plate-forme dispose également d'une faible consommation d'énergie et peut fonctionner sur une puissance standard AC100V du ménage. Cette caractéristique permet à ces appareils d'être utilisés dans des environnements en dehors des salles propres, ce qui réduit davantage la consommation d'énergie et les coûts opérationnels.
5. ** Les cycles de fabrication raccourcis: ** La fabrication de semi-conducteurs à grande échelle nécessite généralement un long temps d'attente de la commande à la livraison, tandis que les Fabs à plaquettes minimales peuvent atteindre la production à temps de la quantité requise de semi-conducteurs dans le délai souhaité. Cet avantage est particulièrement évident dans des domaines comme l'Internet des objets (IoT), qui nécessitent de petits produits semi-conducteurs élevés.
** Démonstration et application de la technologie: **
Lors de l'exposition "CEATEC 2024", l'organisation minimale de promotion Fab Wafer a démontré le processus de lithographie à l'aide d'un équipement de fabrication de semi-conducteurs ultra-petit. Au cours de la manifestation, trois machines ont été organisées pour présenter le processus de lithographie, qui comprenait le revêtement de résistance, l'exposition et le développement. Le conteneur de transport de plaquette (navette) a été maintenu en main, placé dans l'équipement et activé avec la pression d'un bouton. Après l'achèvement, la navette a été ramassée et réglée sur l'appareil suivant. L'état interne et la progression de chaque appareil ont été affichés sur leurs moniteurs respectifs.
Une fois ces trois processus terminés, la tranche a été inspectée au microscope, révélant un modèle avec les mots "Happy Halloween" et une illustration de citrouille. Cette démonstration a non seulement présenté la faisabilité de la technologie minimale Fab Wafer, mais a également mis en évidence sa flexibilité et sa haute précision.
De plus, certaines entreprises ont commencé à expérimenter avec une technologie minimale Fab Wafer. Par exemple, Yokogawa Solutions, une filiale de Yokogawa Electric Corporation, a lancé des machines de fabrication rationalisées et esthétiques, à peu près la taille d'un distributeur automatique de boissons, chacun équipé de fonctions pour le nettoyage, le chauffage et l'exposition. Ces machines forment efficacement une ligne de production de fabrication de semi-conducteurs, et la zone minimale requise pour une ligne de production "mini fabuleuse" n'est que la taille de deux courts de tennis, à seulement 1% de la superficie d'une fabuleuse à plaquette de 12 pouces.
Cependant, les FAB de plaquettes minimales ont actuellement du mal à rivaliser avec de grandes usines de semi-conducteurs. Les conceptions de circuits ultra-fins, en particulier dans les technologies de processus avancées (comme 7 nm et moins), comptent toujours sur des équipements avancés et des capacités de fabrication à grande échelle. Les processus de plaquettes de 0,5 pouce de FAB de tranche minimale sont plus adaptés à la fabrication d'appareils relativement simples, tels que des capteurs et des MEMS.
Les FAB de plaquettes minimales représentent un nouveau modèle très prometteur pour la fabrication de semi-conducteurs. Caractérisées par la miniaturisation, le faible coût et la flexibilité, ils devraient offrir de nouvelles opportunités de marché aux PME et aux entreprises innovantes. Les avantages des FAB minimaux à plaquettes sont particulièrement évidents dans des domaines d'application spécifiques tels que l'IoT, les capteurs et les MEMS.
À l'avenir, à mesure que la technologie mûrit et est favorisée davantage, les FAB minimums pour les plaquettes pourraient devenir une force importante dans l'industrie de la fabrication de semi-conducteurs. Ils offrent non seulement aux petites entreprises des opportunités pour entrer dans ce domaine, mais peuvent également stimuler les changements dans la structure des coûts et les modèles de production de l'ensemble de l'industrie. La réalisation de cet objectif nécessitera plus d'efforts dans la technologie, le développement des talents et la construction d'écosystèmes.
À long terme, la promotion réussie des Fabs à plaquettes minimales pourrait avoir un impact profond sur l'ensemble de l'industrie des semi-conducteurs, en particulier en termes de diversification de la chaîne d'approvisionnement, de flexibilité des processus de fabrication et de contrôle des coûts. L'application généralisée de cette technologie aidera à stimuler l'innovation et les progrès dans l'industrie mondiale des semi-conducteurs.
Heure du poste: 14 octobre 2024