Yarımkeçirici istehsal sahəsində ənənəvi genişmiqyaslı, yüksək kapital qoyuluşlu istehsal modeli potensial inqilabla üzləşir. Qarşıdan gələn "CEATEC 2024" sərgisi ilə Minimum Wafer Fab Təşviqi Təşkilatı litoqrafiya prosesləri üçün ultra kiçik yarımkeçirici istehsal avadanlıqlarından istifadə edən yeni yarımkeçirici istehsal metodunu nümayiş etdirir. Bu yenilik kiçik və orta ölçülü müəssisələr (KOBİ) və startaplar üçün misli görünməmiş imkanlar yaradır. Bu məqalədə minimum wafer fab texnologiyasının yarımkeçirici sənayesinə tarixi, üstünlükləri, çətinlikləri və potensial təsirini araşdırmaq üçün müvafiq məlumatlar ümumiləşdiriləcək.
Yarımkeçirici istehsalı yüksək kapital və texnologiya tələb edən bir sənayedir. Ənənəvi olaraq, yarımkeçirici istehsalı 12 düymlük lövhələrin kütləvi istehsalı üçün böyük fabriklər və təmiz otaqlar tələb edir. Hər bir böyük lövhə fabriki üçün kapital qoyuluşu çox vaxt 2 trilyon yenə (təxminən 120 milyard RMB) çatır ki, bu da KOBİ-lərin və startapların bu sahəyə daxil olmasını çətinləşdirir. Lakin, minimum lövhə fabriki texnologiyasının ortaya çıxması ilə bu vəziyyət dəyişir.
Minimum lövhə fabrikləri, ənənəvi 12 düymlük lövhələrlə müqayisədə istehsal miqyasını və kapital qoyuluşunu əhəmiyyətli dərəcədə azaldaraq 0,5 düymlük lövhələrdən istifadə edən innovativ yarımkeçirici istehsal sistemləridir. Bu istehsal avadanlığı üçün kapital qoyuluşu cəmi 500 milyon yen (təxminən 23,8 milyon RMB) təşkil edir ki, bu da KOBİ-lərə və startaplara daha az investisiya ilə yarımkeçirici istehsalına başlamağa imkan verir.
Minimum lövhə fabriki texnologiyasının mənşəyi 2008-ci ildə Yaponiyada Milli Qabaqcıl Sənaye Elmləri və Texnologiyaları İnstitutu (AIST) tərəfindən başladılan tədqiqat layihəsinə gedib çıxır. Bu layihə çoxçeşidli, kiçik partiyalı istehsala nail olmaqla yarımkeçirici istehsalında yeni bir trend yaratmağı hədəfləyirdi. Yaponiyanın İqtisadiyyat, Ticarət və Sənaye Nazirliyinin rəhbərlik etdiyi təşəbbüs, xərcləri və texniki maneələri əhəmiyyətli dərəcədə azaltmaq, avtomobil və məişət texnikası istehsalçılarına ehtiyac duyduqları yarımkeçiriciləri və sensorları istehsal etməyə imkan verən yeni nəsil istehsal sistemlərinin inkişafı üçün 140 Yapon şirkəti və təşkilatı arasında əməkdaşlığı əhatə edirdi.
**Minimum Wafer Fab Texnologiyasının Üstünlükləri:**
1. **Kapital qoyuluşunun əhəmiyyətli dərəcədə azaldılması:** Ənənəvi böyük lövhə fabrikləri yüz milyardlarla yen məbləğindən çox kapital qoyuluşu tələb edir, minimum lövhə fabrikləri üçün hədəf investisiya isə bu məbləğin yalnız 1/100 ilə 1/1000 arasındadır. Hər bir cihaz kiçik olduğundan, dövrə formalaşdırılması üçün böyük fabrik sahələrinə və ya fotomaskalara ehtiyac yoxdur ki, bu da əməliyyat xərclərini xeyli azaldır.
2. **Çevik və Müxtəlif İstehsal Modelləri:** Minimum lövhə fabrikləri müxtəlif kiçik partiyalı məhsulların istehsalına yönəlmişdir. Bu istehsal modeli, KOBİ-lərə və startaplara tez bir zamanda ehtiyaclarına uyğun olaraq fərdiləşdirməyə və istehsal etməyə imkan verir və bununla da xüsusi hazırlanmış və müxtəlif yarımkeçirici məhsullara olan bazar tələbatını ödəyir.
3. **Sadələşdirilmiş İstehsal Prosesləri:** Minimum vafli fabriklərindəki istehsal avadanlığı bütün proseslər üçün eyni forma və ölçüyə malikdir və vafli daşıma konteynerləri (servislər) hər mərhələ üçün universaldır. Avadanlıq və servislər təmiz mühitdə işlədiyindən, geniş təmiz otaqların saxlanmasına ehtiyac yoxdur. Bu dizayn lokal təmiz texnologiya və sadələşdirilmiş istehsal prosesləri vasitəsilə istehsal xərclərini və mürəkkəbliyi əhəmiyyətli dərəcədə azaldır.
4. **Aşağı Enerji İstehlakı və Məişət Enerjisi İstifadəsi:** Minimum lövhə fabriklərindəki istehsal avadanlığı da aşağı enerji istehlakına malikdir və standart məişət AC100V gücü ilə işləyə bilər. Bu xüsusiyyət, bu cihazların təmiz otaqlardan kənar mühitlərdə istifadəsinə imkan verir və enerji istehlakını və əməliyyat xərclərini daha da azaldır.
5. **Qısaldılmış İstehsal Dövrləri:** Genişmiqyaslı yarımkeçirici istehsalı adətən sifarişdən çatdırılmaya qədər uzun bir gözləmə müddəti tələb edir, minimum lövhə fabrikləri isə istənilən vaxt çərçivəsində tələb olunan miqdarda yarımkeçiricilərin vaxtında istehsalına nail ola bilir. Bu üstünlük, xüsusilə kiçik, yüksək qarışıqlı yarımkeçirici məhsullar tələb edən Əşyaların İnterneti (IoT) kimi sahələrdə özünü göstərir.
**Texnologiyanın nümayişi və tətbiqi:**
"CEATEC 2024" sərgisində Minimum Wafer Fab Təşviqi Təşkilatı ultra kiçik yarımkeçirici istehsal avadanlıqlarından istifadə edərək litoqrafiya prosesini nümayiş etdirdi. Nümayiş zamanı müqavimət örtüyü, ekspozisiya və inkişafdan ibarət litoqrafiya prosesini nümayiş etdirmək üçün üç maşın təşkil edildi. Wafer daşıma konteyneri (servis) əldə saxlanıldı, avadanlığa yerləşdirildi və bir düymə basmaqla aktivləşdirildi. Tamamlandıqdan sonra serviks götürüldü və növbəti cihaza quraşdırıldı. Hər bir cihazın daxili vəziyyəti və irəliləyişi müvafiq monitorlarda göstərildi.
Bu üç proses başa çatdıqdan sonra, vafli mikroskop altında yoxlanıldı və üzərində "Happy Halloween" sözləri yazılmış bir naxış və balqabaq təsviri aşkar edildi. Bu nümayiş yalnız minimum vafli fabriki texnologiyasının mümkünlüyünü nümayiş etdirməklə yanaşı, həm də onun elastikliyini və yüksək dəqiqliyini vurğuladı.
Bundan əlavə, bəzi şirkətlər minimum vafli fabriki texnologiyası ilə təcrübələr aparmağa başlayıblar. Məsələn, Yokogawa Electric Corporation şirkətinin törəmə şirkəti olan Yokogawa Solutions, hər biri təmizləmə, isitmə və ifşa funksiyaları ilə təchiz olunmuş, təxminən içki satış avtomatı ölçüsündə, sadələşdirilmiş və estetik cəhətdən xoşagələn istehsal maşınlarını təqdim edib. Bu maşınlar effektiv şəkildə yarımkeçirici istehsal istehsal xəttini təşkil edir və "mini vafli fabriki" istehsal xətti üçün tələb olunan minimum sahə yalnız iki tennis kortunun ölçüsündədir ki, bu da 12 düymlük vafli fabrikinin sahəsinin yalnız 1%-ni təşkil edir.
Lakin, minimum lövhə fabrikləri hazırda böyük yarımkeçirici fabriklərlə rəqabət aparmaqda çətinlik çəkir. Xüsusilə qabaqcıl proses texnologiyalarında (məsələn, 7nm və daha aşağı) ultra incə dövrə dizaynları hələ də qabaqcıl avadanlıqlara və genişmiqyaslı istehsal imkanlarına əsaslanır. Minimum lövhə fabriklərinin 0,5 düymlük lövhə prosesləri sensorlar və MEMS kimi nisbətən sadə cihazların istehsalı üçün daha uyğundur.
Minimum lövhə fabrikləri yarımkeçirici istehsalı üçün çox perspektivli yeni bir modeldir. Miniatürləşmə, aşağı qiymət və çeviklik ilə xarakterizə olunan bu fabriklərin KOBİ-lər və innovativ şirkətlər üçün yeni bazar imkanları təmin etməsi gözlənilir. Minimum lövhə fabriklərinin üstünlükləri xüsusilə IoT, sensorlar və MEMS kimi xüsusi tətbiq sahələrində özünü göstərir.
Gələcəkdə, texnologiya inkişaf etdikcə və daha da təşviq olunduqca, minimum lövhə fabrikləri yarımkeçirici istehsal sənayesində mühüm qüvvəyə çevrilə bilər. Onlar yalnız kiçik müəssisələrə bu sahəyə daxil olmaq üçün imkanlar yaratmır, həm də bütün sənayenin xərc strukturunda və istehsal modellərində dəyişikliklərə səbəb ola bilər. Bu məqsədə çatmaq texnologiya, istedadların inkişafı və ekosistem quruculuğunda daha çox səy tələb edəcək.
Uzunmüddətli perspektivdə minimum lövhə fabriklərinin uğurlu təşviqi, xüsusən də təchizat zəncirinin şaxələndirilməsi, istehsal prosesinin çevikliyi və xərclərə nəzarət baxımından bütün yarımkeçirici sənayesinə dərin təsir göstərə bilər. Bu texnologiyanın geniş tətbiqi qlobal yarımkeçirici sənayesində daha da innovasiya və irəliləyişin təşviqinə kömək edəcəkdir.
Yazı vaxtı: 14 oktyabr 2024