Хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн салбарт уламжлалт том хэмжээний, өндөр хөрөнгө оруулалттай үйлдвэрлэлийн загвар нь хувьсгал хийх боломжтой тулгарч байна. Удахгүй болох "CEATEC 2024" үзэсгэлэнгийн үеэр Минимум Вафер Фабыг Сурталчлах Байгууллага нь литографийн процесст хэт жижиг хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмжийг ашигладаг цоо шинэ хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн аргыг танилцуулж байна. Энэхүү инноваци нь жижиг, дунд үйлдвэрүүд (ЖДҮ) болон стартапуудад урьд өмнө байгаагүй боломжийг авчирч байна. Энэхүү нийтлэлд минимум вафер фаб технологийн хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн салбар дахь үндэслэл, давуу тал, бэрхшээл, болзошгүй нөлөөллийг судлах холбогдох мэдээллийг нэгтгэх болно.
Хагас дамжуулагч үйлдвэрлэл нь хөрөнгө оруулалт, технологи их шаарддаг салбар юм. Уламжлал ёсоор хагас дамжуулагч үйлдвэрлэл нь 12 инчийн вафли үйлдвэрлэхийн тулд том үйлдвэрүүд болон цэвэрхэн өрөө шаарддаг. Том вафли үйлдвэр бүрийн хөрөнгө оруулалт ихэвчлэн 2 их наяд иен (ойролцоогоор 120 тэрбум юань) хүртэл хүрдэг тул жижиг дунд үйлдвэрүүд болон стартапууд энэ салбарт ороход хүндрэл учруулдаг. Гэсэн хэдий ч хамгийн бага вафли үйлдвэрийн технологи гарч ирснээр энэ байдал өөрчлөгдөж байна.
Минимум вафлины үйлдвэрүүд нь 0.5 инчийн вафли ашигладаг инновацийн хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн системүүд бөгөөд уламжлалт 12 инчийн вафлитай харьцуулахад үйлдвэрлэлийн хэмжээ болон хөрөнгө оруулалтыг мэдэгдэхүйц бууруулдаг. Энэхүү үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмжийн хөрөнгө оруулалт ердөө 500 сая иен (ойролцоогоор 23.8 сая юань) бөгөөд энэ нь жижиг, дунд үйлдвэрүүд болон стартапуудад бага хөрөнгө оруулалтаар хагас дамжуулагч үйлдвэрлэл эхлүүлэх боломжийг олгодог.
Хамгийн бага вафлины үйлдвэрийн технологийн үүсэл гарал үүслийг 2008 онд Японы Дэвшилтэт Үйлдвэрлэлийн Шинжлэх Ухаан, Технологийн Үндэсний Хүрээлэн (AIST) санаачилсан судалгааны төслөөс харж болно. Энэхүү төсөл нь олон төрлийн, жижиг багцын үйлдвэрлэлийг бий болгосноор хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн шинэ чиг хандлагыг бий болгох зорилготой байв. Японы Эдийн засаг, Худалдаа, Аж Үйлдвэрийн Яамны удирдсан энэхүү санаачилга нь шинэ үеийн үйлдвэрлэлийн системийг хөгжүүлэхийн тулд Японы 140 компани, байгууллагын хамтын ажиллагааг хамарсан бөгөөд энэ нь зардал, техникийн саад бэрхшээлийг эрс багасгаж, автомашин, гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэл үйлдвэрлэгчдэд шаардлагатай хагас дамжуулагч, мэдрэгчийг үйлдвэрлэх боломжийг олгох зорилготой юм.
**Минимум вафлины технологийн давуу талууд:**
1. **Хөрөнгө оруулалт мэдэгдэхүйц буурсан:** Уламжлалт том вафлины үйлдвэрүүд хэдэн зуун тэрбум иенээс давсан хөрөнгө оруулалт шаарддаг бол хамгийн бага вафлины үйлдвэрүүдийн зорилтот хөрөнгө оруулалт нь энэ хэмжээний ердөө 1/100-1/1000 байдаг. Төхөөрөмж бүр жижиг тул хэлхээ үүсгэхэд зориулж том үйлдвэрийн зай эсвэл фотомаск шаардлагагүй тул үйл ажиллагааны зардлыг эрс бууруулдаг.
2. **Уян хатан ба олон төрлийн үйлдвэрлэлийн загварууд:** Хамгийн бага вафлийн үйлдвэрүүд нь төрөл бүрийн жижиг багцын бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд чиглэгддэг. Энэхүү үйлдвэрлэлийн загвар нь жижиг, дунд үйлдвэрүүд болон стартапуудад өөрсдийн хэрэгцээнд нийцүүлэн хурдан захиалга хийж, үйлдвэрлэх боломжийг олгодог бөгөөд захиалгат болон олон төрлийн хагас дамжуулагч бүтээгдэхүүний зах зээлийн эрэлтийг хангадаг.
3. **Хялбаршуулсан үйлдвэрлэлийн процессууд:** Хамгийн бага вафлины үйлдвэрүүдийн үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмж нь бүх процесст ижил хэлбэр, хэмжээтэй байдаг бөгөөд вафлины тээвэрлэлтийн савнууд (шаттл) нь алхам бүрт түгээмэл байдаг. Тоног төхөөрөмж болон шаттлууд нь цэвэр орчинд ажилладаг тул том, цэвэр өрөөг хадгалах шаардлагагүй. Энэхүү загвар нь орон нутгийн цэвэр технологи, хялбаршуулсан үйлдвэрлэлийн процессоор дамжуулан үйлдвэрлэлийн зардал, нарийн төвөгтэй байдлыг эрс бууруулдаг.
4. **Бага эрчим хүчний хэрэглээ болон ахуйн цахилгаан эрчим хүчний хэрэглээ:** Хамгийн бага вафлины үйлдвэрүүдийн үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмж нь мөн бага эрчим хүчний хэрэглээтэй бөгөөд ахуйн хэрэглээний стандарт AC100V хүчдэлээр ажиллах боломжтой. Энэ шинж чанар нь эдгээр төхөөрөмжийг цэвэр өрөөнөөс гадуур орчинд ашиглах боломжийг олгодог бөгөөд ингэснээр эрчим хүчний хэрэглээ болон ашиглалтын зардлыг бууруулдаг.
5. **Үйлдвэрлэлийн мөчлөгийг богиносгосон:** Том хэмжээний хагас дамжуулагч үйлдвэрлэл нь захиалгаас хүргэлт хүртэл удаан хүлээх хугацаа шаарддаг бол хамгийн бага вафлийн үйлдвэрүүд хүссэн хугацаанд шаардлагатай хэмжээний хагас дамжуулагчийг цаг тухайд нь үйлдвэрлэх боломжтой. Энэхүү давуу тал нь жижиг, өндөр холимог хагас дамжуулагч бүтээгдэхүүн шаарддаг Эд зүйлсийн интернет (IoT) зэрэг салбарт онцгой тод илэрдэг.
**Технологийн үзүүлэн ба хэрэглээ:**
"CEATEC 2024" үзэсгэлэн дээр Minimum Wafer Fab Promotion Organization нь хэт жижиг хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмж ашиглан литографийн процессыг үзүүлэв. Үзүүлэнгийн үеэр эсэргүүцлийн бүрхүүл, ил гаргах, боловсруулах зэрэг литографийн процессыг үзүүлэх гурван машиныг байрлуулсан. Вафер тээвэрлэх савыг (шаттл) гартаа барьж, тоног төхөөрөмжид хийж, товчлуур дарахад идэвхжүүлсэн. Дууссаны дараа шаттлыг авч дараагийн төхөөрөмж дээр суурилуулсан. Төхөөрөмж бүрийн дотоод байдал болон явцыг тус тусын монитор дээр харуулсан.
Эдгээр гурван үйл явц дууссаны дараа вафлийг микроскопоор шалгаж үзэхэд "Happy Halloween" гэсэн бичигтэй хээ болон хулууны зураг илэрсэн. Энэхүү үзүүлбэр нь зөвхөн хамгийн бага вафлийн үйлдвэрийн технологийн хэрэгжих боломжийг харуулаад зогсохгүй уян хатан байдал, өндөр нарийвчлалыг онцолсон юм.
Түүнчлэн зарим компаниуд хамгийн бага вафли үйлдвэрлэх технологийг туршиж эхэлсэн. Жишээлбэл, Йокогава Цахилгаан Корпорацийн охин компани болох Йокогава Шийдэлс нь ундаа худалдах автомат машины хэмжээтэй, цэвэрлэх, халаах, ил гаргах функцээр тоноглогдсон, хялбаршуулсан, гоо зүйн хувьд тааламжтай үйлдвэрлэлийн машинуудыг худалдаанд гаргасан. Эдгээр машинууд нь хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн шугамыг үр дүнтэй бүрдүүлдэг бөгөөд "мини вафли үйлдвэрлэх" шугамд шаардагдах хамгийн бага талбай нь ердөө хоёр теннисний талбайн хэмжээтэй буюу 12 инчийн вафли үйлдвэрлэх үйлдвэрийн талбайн ердөө 1%-ийг эзэлдэг.
Гэсэн хэдий ч хамгийн бага вафлийн үйлдвэрүүд одоогоор том хагас дамжуулагч үйлдвэрүүдтэй өрсөлдөхөд бэрхшээлтэй тулгарч байна. Ялангуяа дэвшилтэт процессын технологи (7nm ба түүнээс доош гэх мэт)-д хэт нарийн хэлхээний загварууд нь дэвшилтэт тоног төхөөрөмж, томоохон хэмжээний үйлдвэрлэлийн чадавхид тулгуурладаг хэвээр байна. Хамгийн бага вафлийн үйлдвэрүүдийн 0.5 инчийн вафлийн процессууд нь мэдрэгч болон MEMS зэрэг харьцангуй энгийн төхөөрөмж үйлдвэрлэхэд илүү тохиромжтой.
Хамгийн бага вафлины үйлдвэрүүд нь хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн өндөр ирээдүйтэй шинэ загварыг төлөөлж байна. Жижигрүүлэлт, хямд өртөг, уян хатан чанараараа онцлогтой эдгээр нь жижиг дунд үйлдвэрүүд болон инновацийн компаниудад шинэ зах зээлийн боломжуудыг олгоно гэж найдаж байна. Хамгийн бага вафлины үйлдвэрүүдийн давуу талууд нь IoT, мэдрэгч, MEMS зэрэг тодорхой хэрэглээний салбарт онцгой тод илэрдэг.
Ирээдүйд технологи хөгжин дэвшиж, цаашид сурталчлагдахын хэрээр хамгийн бага вафлийн үйлдвэрүүд хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн салбарт чухал хүч болж магадгүй юм. Эдгээр нь жижиг бизнесүүдэд энэ салбарт нэвтрэх боломжийг олгоод зогсохгүй салбарын өртгийн бүтэц, үйлдвэрлэлийн загварт өөрчлөлт оруулахад хүргэж болзошгүй юм. Энэ зорилгод хүрэхийн тулд технологи, авьяас чадварыг хөгжүүлэх, экосистемийг бий болгох чиглэлээр илүү их хүчин чармайлт гаргах шаардлагатай болно.
Урт хугацаанд хамгийн бага вафлины үйлдвэрүүдийг амжилттай сурталчлах нь хагас дамжуулагчийн салбарт бүхэлд нь, ялангуяа хангамжийн сүлжээг төрөлжүүлэх, үйлдвэрлэлийн процессын уян хатан байдал, зардлын хяналт зэрэгт гүнзгий нөлөө үзүүлэх боломжтой. Энэхүү технологийг өргөн хүрээнд хэрэглэх нь дэлхийн хагас дамжуулагчийн салбарт цаашид инноваци, дэвшлийг бий болгоход туслах болно.
Нийтэлсэн цаг: 2024 оны 10-р сарын 14