Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Внешний образ
значок изображения Фото интерьера чистой комнаты 300 мм потрясающего пробега по TSMC

В микроэлектронной - индустрии, полупроводниковый завод по изготовлению (обычно называют FAB , иногда литейный ) является завод , где такие устройства, как интегральные схемы изготовлены . [1]

Бизнес, который работает с целью изготовления конструкций других компаний, таких как полупроводниковые компании без фабрик , известен как полупроводниковый завод или литейный завод. Если литейный завод также не производит своих собственных разработок, он известен как литейный завод по производству полупроводников . [2] Когда литейный завод производит свои собственные конструкции, он известен как производитель интегрированных устройств (IDM).

Для работы фабрик требуется много дорогих устройств. По оценкам, стоимость строительства новой фабрики превышает один миллиард долларов США, что не является редкостью. TSMC инвестировала 9,3 миллиарда долларов в производство 300-миллиметровых пластин Fab15 на Тайване. [3] По оценкам тех же компаний, их будущая фабрика может стоить 20 миллиардов долларов. [4]

Центральная часть фабрики - это чистая комната , зона, в которой контролируется среда для удаления всей пыли, поскольку даже одно пятнышко может испортить микросхему, наноразмерные характеристики которой намного меньше, чем пыль. Чистое помещение также должно быть защищено от вибрации, чтобы обеспечить возможность выравнивания машин в нанометровом масштабе, и должно поддерживаться в узких диапазонах температуры и влажности. Контроль температуры и влажности имеет решающее значение для минимизации статического электричества. Источники коронного разряда также могут использоваться для уменьшения статического электричества. Часто фабрика будет построена следующим образом: (сверху вниз): крыша, которая может содержать оборудование для обработки воздуха, которое втягивает, очищает и охлаждает наружный воздух, воздухозаборник для распределения воздуха между несколькими напольными вентиляторами. блоки фильтров, которые также являются частью потолка чистого помещения, самого чистого помещения, которое может иметь или не иметь более одного этажа [5], чистого субфабрика, который может содержать системы доставки, очистки, рециркуляции и уничтожения химикатов, и цокольный этаж, который может содержать электрическое оборудование.

Чистая комната - это место, где происходит все производство, и в ней есть оборудование для производства интегральных схем, такое как степперы и / или сканеры для фотолитографии , в дополнение к машинам для травления , очистки, легирования и нарезки кубиками . Все эти устройства чрезвычайно точны и поэтому чрезвычайно дороги. Цены на наиболее распространенные единицы оборудования для обработки пластин диаметром 300 мм колеблются от 700 000 долларов США до более 4 000 000 долларов США за каждую, при этом цены на несколько единиц оборудования достигают 130 000 000 долларов США каждая (например, сканеры EUV). На типовой фабрике будет несколько сотен единиц оборудования.

История [ править ]

Обычно прогресс в технологии производства микросхем требует строительства совершенно нового завода. В прошлом оборудование для оснащения фабрики было не очень дорогим, и существовало огромное количество небольших фабрик, производящих чипы в небольших количествах. Однако стоимость самого современного оборудования с тех пор выросла до такой степени, что новая фабрика может стоить несколько миллиардов долларов.

Еще одним побочным эффектом стоимости была проблема использования старых фабрик. Для многих компаний эти старые фабрики полезны для создания проектов для уникальных рынков, таких как встроенные процессоры , флэш-память и микроконтроллеры . Однако для компаний с более ограниченным ассортиментом продукции часто лучше либо сдать фабрику в аренду, либо полностью ее закрыть. Это связано с тем, что стоимость модернизации существующего производства для производства устройств, требующих более новых технологий, превышает стоимость совершенно нового производства.

Наблюдается тенденция производства пластин все большего размера , поэтому каждый этап процесса выполняется одновременно на все большем и большем количестве микросхем. Цель состоит в том, чтобы распределить производственные затраты (химикаты, производственное время) на большее количество продаваемых чипсов. Невозможно (или, по крайней мере, неосуществимо) модифицировать оборудование для работы с пластинами большего размера. Это не означает, что литейные производства, использующие пластины меньшего размера, обязательно устарели; старые литейные предприятия могут быть дешевле в эксплуатации, иметь более высокий выход простой щепы и при этом оставаться производительными.

Промышленность намеревалась перейти от ультрасовременных пластин размером 300 мм (12 дюймов) к 450 мм к 2018 году. [6] В марте 2014 года Intel ожидала развертывания 450 мм к 2020 году. [7] Но в 2016 году , соответствующие совместные исследования были прекращены. [8]

Кроме того, идет большой толчок к полной автоматизации производства полупроводниковых чипов от начала до конца. Это часто называют концепцией « фабрики выключенного света ».

Международная производственная инициатива Sematech (ISMI), являющаяся расширением американского консорциума SEMATECH , спонсирует инициативу «300 мм Prime». Важная цель этой инициативы - дать возможность фабрикам производить большее количество микросхем меньшего размера в ответ на сокращение жизненного цикла потребительской электроники. Логика заключается в том, что такая фабрика может легче производить небольшие партии и может эффективно переключать свое производство на поставку микросхем для множества новых электронных устройств. Еще одна важная цель - сократить время ожидания между этапами обработки. [9] [10]

См. Также [ править ]

Заметки [ править ]

  1. ^ Браун, Клер; Линден, Грег (2011). Чипы и перемены: как кризис меняет полупроводниковую промышленность (1-е изд.). Кембридж, Массачусетс: MIT Press. ISBN 9780262516822.
  2. ^ Mutschler, Ann Steffora (2008). «Чистые литейные производства составляют 84% рынка, - сообщает IC Insights». Новости электроники . Австралия: Reed Business Information Pty Ltd, подразделение Reed Elsevier Inc.
  3. ^ Начало строительства на Gigafab В Центральном Тайване Архивированных 2012-01-29 в Wayback Machine , выпущенном TSMC, 16 июля 2010
  4. ^ "TSMC заявляет, что 3-нанометровая установка может стоить более 20 миллиардов долларов - TheINQUIRER" . theinquirer.net . Архивировано 12 октября 2017 года . Проверено 26 апреля 2018 года .
  5. ^ http://www.synustech.com/chn/sub_2_3.php
  6. ^ Отчет за 2011 год, архивированный 10 июля 2012 г. на Wayback Machine - Международная дорожная карта технологий для полупроводников.
  7. ^ «Intel заявляет, что 450 мм будет развернуто в конце десятилетия» . 2014-03-18. Архивировано 13 мая 2014 года . Проверено 31 мая 2014 .
  8. ^ МакГрат, Дилан. «При 450 мм на льду, 300 мм на плечах тяжелая нагрузка» . Проверено 3 января 2021 года .
  9. ^ Производители чипов следят за своими отходами
  10. ^ Пресс-релиз ISMI

Ссылки [ править ]

  • Справочник по технологии производства полупроводников, второе издание Роберта Деринга и Йошио Ниши (в твердом переплете - 9 июля 2007 г.)
  • Технология производства полупроводников Майкла Квирка и Джулиана Серда (мягкая обложка - 19 ноября 2000 г.)
  • Основы производства полупроводников и управления процессами , Гэри С. Мэй и Костас Дж. Спанос (твердая обложка - 22 мая 2006 г.)
  • Essential Guide to Semiconductors (Essential Guide Series) Джима Терли (мягкая обложка - 29 декабря 2002 г.)
  • Справочник по производству полупроводников (McGraw – Hill Handbooks), автор Hwaiyu Geng (твердый переплет - 27 апреля 2005 г.)

Дальнейшее чтение [ править ]

  • «Производители чипов следят за своими отходами», The Wall Street Journal , 19 июля 2007 г., стр. B3

Внешние ссылки [ править ]

  • Пресс-релиз ISMI