Bransjenyheter: Verdens minste wafer Fab

Minimum wafer fabs er innovative produksjonssystemer for halvledere som bruker 0,5-tommers wafere, noe som reduserer produksjonsskala og kapitalinvesteringer betydelig sammenlignet med tradisjonelle 12-tommers wafere. Kapitalinvesteringen for dette produksjonsutstyret er bare rundt 500 millioner yen (omtrent 23,8 millioner RMB), noe som gjør det mulig for små og mellomstore bedrifter og startups å begynne halvlederproduksjon med en lavere investering.

Opprinnelsen til minimum wafer fab-teknologi kan spores tilbake til et forskningsprosjekt initiert av National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) i Japan i 2008. Dette prosjektet hadde som mål å skape en ny trend innen halvlederproduksjon ved å oppnå multivariasjon , små batch produksjon. Initiativet, ledet av Japans departement for økonomi, handel og industri, involverte samarbeid mellom 140 japanske selskaper og organisasjoner for å utvikle en ny generasjon produksjonssystemer, med sikte på å redusere kostnader og tekniske barrierer betydelig, slik at produsenter av biler og husholdningsapparater kan produsere halvlederne. og sensorer de trenger.

**Fordeler med Minimum Wafer Fab-teknologi:**

1. **Vesentlig redusert kapitalinvestering:** Tradisjonelle store waferfabrikker krever kapitalinvesteringer som overstiger hundrevis av milliarder yen, mens målinvesteringen for minimum waferfabrikker bare er 1/100 til 1/1000 av dette beløpet. Siden hver enhet er liten, er det ikke behov for store fabrikkplasser eller fotomasker for kretsdannelse, noe som reduserer driftskostnadene betydelig.

2. **Fleksible og mangfoldige produksjonsmodeller:** Minimum wafer-fabrikker fokuserer på å produsere en rekke små batch-produkter. Denne produksjonsmodellen lar små og mellomstore bedrifter og startups raskt tilpasse og produsere i henhold til deres behov, og møte markedets etterspørsel etter tilpassede og varierte halvlederprodukter.

3. **Forenklede produksjonsprosesser:** Produksjonsutstyret i minimum wafer-fabrikker har samme form og størrelse for alle prosesser, og wafer-transportbeholderne (shuttle) er universelle for hvert trinn. Siden utstyret og skyttelbussene opererer i et rent miljø, er det ikke nødvendig å vedlikeholde store rene rom. Denne designen reduserer produksjonskostnadene og kompleksiteten betydelig gjennom lokalisert ren teknologi og forenklede produksjonsprosesser.

4. **Lavt strømforbruk og husholdningsstrømbruk:** Produksjonsutstyret i minimale waferfabs har også lavt strømforbruk og kan operere på standard AC100V-strøm. Denne egenskapen gjør at disse enhetene kan brukes i miljøer utenfor rene rom, noe som reduserer energiforbruket og driftskostnadene ytterligere.

5. **Forkortede produksjonssykluser:** Storskala halvlederproduksjon krever vanligvis lang ventetid fra bestilling til levering, mens minimum wafer-fabrikker kan oppnå rettidig produksjon av nødvendig mengde halvledere innenfor ønsket tidsramme. Denne fordelen er spesielt tydelig i felt som tingenes internett (IoT), som krever små, høymiksede halvlederprodukter.

**Demonstrasjon og anvendelse av teknologi:**

På "CEATEC 2024"-utstillingen demonstrerte Minimum Wafer Fab Promotion Organization litografiprosessen ved å bruke ultra-lite halvlederproduksjonsutstyr. Under demonstrasjonen ble tre maskiner arrangert for å vise frem litografiprosessen, som inkluderte resistbelegg, eksponering og utvikling. Wafertransportbeholderen (shuttle) ble holdt i hånden, plassert i utstyret og aktivert med et knappetrykk. Etter ferdigstillelse ble skyttelen plukket opp og satt på neste enhet. Den interne statusen og fremdriften til hver enhet ble vist på deres respektive skjermer.

Når disse tre prosessene var fullført, ble waferen inspisert under et mikroskop, og avslørte et mønster med ordene "Happy Halloween" og en gresskarillustrasjon. Denne demonstrasjonen viste ikke bare gjennomførbarheten av minimal wafer fab-teknologi, men fremhevet også dens fleksibilitet og høye presisjon.

I tillegg har noen selskaper begynt å eksperimentere med minimum wafer fab-teknologi. For eksempel har Yokogawa Solutions, et datterselskap av Yokogawa Electric Corporation, lansert strømlinjeformede og estetisk tiltalende produksjonsmaskiner, omtrent på størrelse med en drikkevareautomat, hver utstyrt med funksjoner for rengjøring, oppvarming og eksponering. Disse maskinene danner effektivt en produksjonslinje for halvlederproduksjon, og minimumsarealet som kreves for en "mini wafer fab" produksjonslinje er bare på størrelse med to tennisbaner, bare 1 % av arealet til en 12-tommers wafer fab.

Imidlertid sliter minimum wafer-fabrikker for tiden med å konkurrere med store halvlederfabrikker. Ultrafine kretsdesign, spesielt i avansert prosessteknologi (som 7nm og lavere), er fortsatt avhengig av avansert utstyr og storskala produksjonsevne. 0,5-tommers wafer-prosesser av minimum wafer fabs er mer egnet for å produsere relativt enkle enheter, som sensorer og MEMS.

Minimum wafer fabs representerer en svært lovende ny modell for halvlederproduksjon. Karakterisert av miniatyrisering, lave kostnader og fleksibilitet, forventes de å gi nye markedsmuligheter for SMB og innovative selskaper. Fordelene med minimum wafer fabs er spesielt tydelige i spesifikke bruksområder som IoT, sensorer og MEMS.

I fremtiden, ettersom teknologien modnes og fremmes videre, kan minimum wafer-fabrikker bli en viktig kraft i halvlederproduksjonsindustrien. De gir ikke bare små bedrifter muligheter til å gå inn på dette feltet, men kan også drive endringer i kostnadsstrukturen og produksjonsmodellene til hele industrien. Å nå dette målet vil kreve mer innsats innen teknologi, talentutvikling og økosystembygging.

I det lange løp kan den vellykkede promoteringen av minimum wafer-fabrikker ha en dyp innvirkning på hele halvlederindustrien, spesielt når det gjelder diversifisering av forsyningskjeden, produksjonsprosessfleksibilitet og kostnadskontroll. Den utbredte anvendelsen av denne teknologien vil bidra til å drive ytterligere innovasjon og fremgang i den globale halvlederindustrien.