उद्योग बातम्या: जगातील सर्वात लहान वेफर फॅब

मिनिमम वेफर फॅब्स ही नाविन्यपूर्ण सेमीकंडक्टर उत्पादन प्रणाली आहेत जी 0.5-इंच वेफर वापरतात, ज्यामुळे पारंपारिक 12-इंच वेफरच्या तुलनेत उत्पादन स्केल आणि भांडवली गुंतवणूक लक्षणीयरीत्या कमी होते. या उत्पादन उपकरणांसाठी भांडवली गुंतवणूक फक्त 500 दशलक्ष येन (अंदाजे 23.8 दशलक्ष RMB) आहे, ज्यामुळे SMEs आणि स्टार्टअप्स कमी गुंतवणुकीसह सेमीकंडक्टर उत्पादन सुरू करू शकतात.

मिनिमम वेफर फॅब तंत्रज्ञानाचा उगम २००८ मध्ये जपानमधील नॅशनल इन्स्टिट्यूट ऑफ अॅडव्हान्स्ड इंडस्ट्रियल सायन्स अँड टेक्नॉलॉजी (AIST) ने सुरू केलेल्या संशोधन प्रकल्पातून होतो. या प्रकल्पाचे उद्दिष्ट विविध प्रकारचे, लहान-बॅच उत्पादन साध्य करून सेमीकंडक्टर उत्पादनात एक नवीन ट्रेंड निर्माण करणे होते. जपानच्या अर्थव्यवस्था, व्यापार आणि उद्योग मंत्रालयाच्या नेतृत्वाखालील या उपक्रमात १४० जपानी कंपन्या आणि संस्थांमध्ये नवीन पिढीच्या उत्पादन प्रणाली विकसित करण्यासाठी सहकार्य समाविष्ट होते, ज्याचा उद्देश खर्च आणि तांत्रिक अडथळे लक्षणीयरीत्या कमी करणे, ऑटोमोटिव्ह आणि घरगुती उपकरणे उत्पादकांना आवश्यक असलेले सेमीकंडक्टर आणि सेन्सर तयार करणे हा होता.

**किमान वेफर फॅब तंत्रज्ञानाचे फायदे:**

१. **लक्षणीयरित्या कमी भांडवली गुंतवणूक:** पारंपारिक मोठ्या वेफर फॅब्सना शेकडो अब्ज येनपेक्षा जास्त भांडवली गुंतवणूकीची आवश्यकता असते, तर किमान वेफर फॅब्ससाठी लक्ष्यित गुंतवणूक त्या रकमेच्या फक्त १/१०० ते १/१००० आहे. प्रत्येक उपकरण लहान असल्याने, सर्किट निर्मितीसाठी मोठ्या कारखान्याच्या जागा किंवा फोटोमास्कची आवश्यकता नाही, ज्यामुळे ऑपरेशनल खर्च मोठ्या प्रमाणात कमी होतो.

२. **लवचिक आणि वैविध्यपूर्ण उत्पादन मॉडेल:** किमान वेफर फॅब्स विविध प्रकारच्या लहान-बॅच उत्पादनांच्या निर्मितीवर लक्ष केंद्रित करतात. हे उत्पादन मॉडेल एसएमई आणि स्टार्टअप्सना त्यांच्या गरजांनुसार जलद कस्टमायझेशन आणि उत्पादन करण्यास अनुमती देते, ज्यामुळे कस्टमायझ्ड आणि वैविध्यपूर्ण सेमीकंडक्टर उत्पादनांची बाजारपेठेतील मागणी पूर्ण होते.

३. **सरलीकृत उत्पादन प्रक्रिया:** किमान वेफर फॅबमधील उत्पादन उपकरणे सर्व प्रक्रियांसाठी समान आकार आणि आकाराची असतात आणि वेफर ट्रान्सपोर्ट कंटेनर (शटल्स) प्रत्येक टप्प्यासाठी सार्वत्रिक असतात. उपकरणे आणि शटल स्वच्छ वातावरणात चालत असल्याने, मोठ्या स्वच्छ खोल्या राखण्याची आवश्यकता नाही. स्थानिकीकृत स्वच्छ तंत्रज्ञान आणि सरलीकृत उत्पादन प्रक्रियांद्वारे ही रचना उत्पादन खर्च आणि जटिलता लक्षणीयरीत्या कमी करते.

४. **कमी वीज वापर आणि घरगुती वीज वापर:** किमान वेफर फॅबमधील उत्पादन उपकरणांमध्ये कमी वीज वापर देखील असतो आणि ते मानक घरगुती AC100V पॉवरवर काम करू शकतात. हे वैशिष्ट्य स्वच्छ खोल्यांपेक्षा बाहेरील वातावरणात या उपकरणांचा वापर करण्यास अनुमती देते, ज्यामुळे ऊर्जा वापर आणि ऑपरेशनल खर्च कमी होतो.

५. **कमी केलेले उत्पादन चक्र:** मोठ्या प्रमाणात अर्धवाहक उत्पादनासाठी ऑर्डरपासून डिलिव्हरीपर्यंत बराच वेळ वाट पाहावी लागते, तर किमान वेफर फॅब्स इच्छित वेळेत आवश्यक प्रमाणात अर्धवाहकांचे वेळेवर उत्पादन करू शकतात. हा फायदा विशेषतः इंटरनेट ऑफ थिंग्ज (IoT) सारख्या क्षेत्रात स्पष्ट आहे, ज्यांना लहान, उच्च-मिश्रित अर्धवाहक उत्पादनांची आवश्यकता असते.

**तंत्रज्ञानाचे प्रात्यक्षिक आणि वापर:**

"CEATEC 2024" प्रदर्शनात, मिनिमम वेफर फॅब प्रमोशन ऑर्गनायझेशनने अल्ट्रा-स्मॉल सेमीकंडक्टर मॅन्युफॅक्चरिंग उपकरणांचा वापर करून लिथोग्राफी प्रक्रिया प्रदर्शित केली. प्रात्यक्षिकादरम्यान, लिथोग्राफी प्रक्रिया प्रदर्शित करण्यासाठी तीन मशीनची व्यवस्था करण्यात आली होती, ज्यामध्ये रेझिस्ट कोटिंग, एक्सपोजर आणि डेव्हलपमेंट यांचा समावेश होता. वेफर ट्रान्सपोर्ट कंटेनर (शटल) हातात धरला गेला, उपकरणात ठेवला गेला आणि बटण दाबून सक्रिय केला गेला. पूर्ण झाल्यानंतर, शटल उचलले गेले आणि पुढील डिव्हाइसवर सेट केले गेले. प्रत्येक डिव्हाइसची अंतर्गत स्थिती आणि प्रगती त्यांच्या संबंधित मॉनिटर्सवर प्रदर्शित केली गेली.

या तीन प्रक्रिया पूर्ण झाल्यानंतर, वेफरची सूक्ष्मदर्शकाखाली तपासणी करण्यात आली, ज्यामध्ये "हॅपी हॅलोविन" असे लिहिलेले एक नमुना आणि भोपळ्याचे चित्र आढळले. या प्रात्यक्षिकाने केवळ किमान वेफर फॅब तंत्रज्ञानाची व्यवहार्यता दर्शविली नाही तर त्याची लवचिकता आणि उच्च अचूकता देखील अधोरेखित केली.

याव्यतिरिक्त, काही कंपन्यांनी किमान वेफर फॅब तंत्रज्ञानाचा प्रयोग करण्यास सुरुवात केली आहे. उदाहरणार्थ, योकोगावा इलेक्ट्रिक कॉर्पोरेशनची उपकंपनी असलेल्या योकोगावा सोल्युशन्सने सुव्यवस्थित आणि सौंदर्यदृष्ट्या आकर्षक उत्पादन मशीन लाँच केल्या आहेत, अंदाजे पेय वेंडिंग मशीनच्या आकाराचे, प्रत्येक मशीनमध्ये स्वच्छता, गरम करणे आणि एक्सपोजरसाठी फंक्शन्स आहेत. ही मशीन्स प्रभावीपणे सेमीकंडक्टर उत्पादन उत्पादन लाइन तयार करतात आणि "मिनी वेफर फॅब" उत्पादन लाइनसाठी आवश्यक असलेले किमान क्षेत्रफळ फक्त दोन टेनिस कोर्टच्या आकाराचे आहे, जे १२-इंच वेफर फॅबच्या क्षेत्रफळाच्या फक्त १% आहे.

तथापि, सध्या मिनिमम वेफर फॅब्सना मोठ्या सेमीकंडक्टर कारखान्यांशी स्पर्धा करण्यासाठी संघर्ष करावा लागतो. अल्ट्रा-फाईन सर्किट डिझाइन, विशेषतः प्रगत प्रक्रिया तंत्रज्ञानात (जसे की 7nm आणि त्याखालील), अजूनही प्रगत उपकरणे आणि मोठ्या प्रमाणात उत्पादन क्षमतांवर अवलंबून असतात. मिनिमम वेफर फॅब्सच्या 0.5-इंच वेफर प्रक्रिया सेन्सर्स आणि MEMS सारख्या तुलनेने सोप्या उपकरणांच्या निर्मितीसाठी अधिक योग्य आहेत.

सेमीकंडक्टर उत्पादनासाठी मिनिमम वेफर फॅब्स हे एक अत्यंत आशादायक नवीन मॉडेल आहे. लघुकरण, कमी खर्च आणि लवचिकता द्वारे वैशिष्ट्यीकृत, ते एसएमई आणि नाविन्यपूर्ण कंपन्यांसाठी नवीन बाजारपेठ संधी प्रदान करतील अशी अपेक्षा आहे. आयओटी, सेन्सर्स आणि एमईएमएस सारख्या विशिष्ट अनुप्रयोग क्षेत्रांमध्ये मिनिमम वेफर फॅब्सचे फायदे विशेषतः स्पष्ट आहेत.

भविष्यात, तंत्रज्ञान परिपक्व होत असताना आणि त्याचा प्रचार होत असताना, सेमीकंडक्टर उत्पादन उद्योगात किमान वेफर फॅब्स एक महत्त्वाची शक्ती बनू शकतात. ते केवळ लहान व्यवसायांना या क्षेत्रात प्रवेश करण्याची संधी देत ​​नाहीत तर संपूर्ण उद्योगाच्या खर्चाच्या रचनेत आणि उत्पादन मॉडेलमध्ये बदल घडवून आणू शकतात. हे ध्येय साध्य करण्यासाठी तंत्रज्ञान, प्रतिभा विकास आणि परिसंस्था बांधणीमध्ये अधिक प्रयत्न करावे लागतील.

दीर्घकाळात, किमान वेफर फॅब्सच्या यशस्वी प्रमोशनचा संपूर्ण सेमीकंडक्टर उद्योगावर खोलवर परिणाम होऊ शकतो, विशेषतः पुरवठा साखळी विविधीकरण, उत्पादन प्रक्रिया लवचिकता आणि खर्च नियंत्रणाच्या बाबतीत. या तंत्रज्ञानाचा व्यापक वापर जागतिक सेमीकंडक्टर उद्योगात आणखी नावीन्य आणि प्रगती करण्यास मदत करेल.