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打造大师最小的“晶圆厂”
发布日期:2026-06-23 16:16    点击次数:143

打造大师最小的“晶圆厂”

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绪论

Mitchell Hsing在麻省理工学院读探讨生时,他和同学们诳骗芯片行业淘汰下来的开拓,从事着一些前沿探讨。他那时就思,若是每个东说念主皆能领有我方的袖珍晶圆厂,用来快速制造原型或小批量坐褥芯片,那该有多棒啊!于是,他创立了InchFab——一家销售售价500万至1500万好意思元的集装箱大小洁净室系统的初创公司。这套系统险些不错完成扫数不太先进的晶圆厂能作念的事情。InchFab之是以能如斯紧凑,是因为它使用的硅晶圆比如今价值数十亿好意思元的晶圆厂使用的要小得多。更小的晶圆意味着晶圆厂的开拓不错作念得更小、更低廉。如今,InchFab的客户遍布大师,尤其是在那些计划新建晶圆厂之前,需要培训芯片制造东说念主才的地区。

Q:InchFab 的创意源自那里?

Mitchell Hsing:这实验上源于咱们我方在麻省理工学院制造芯旋即遭逢的问题。麻省理工学院不错说是寰宇上进行微加工关联探讨的最好机构之一,但咱们那时还在使用上世纪80年代的开拓,这些开拓致使需要软盘才能脱手。

Inchfab的降生实验上恰是源于这种挫败感。那时我在Martin Schmitdt的团队里,咱们正在探讨如何镌汰微加工的准初学槛。

惩处有筹办是减弱现存芯片处理开拓的尺寸。这么一来,开拓的价钱也不错相应镌汰。我和我的聚拢独创东说念主探讨了当一个大型的传统等离子真空室(比如一个50加仑的油桶大小)减弱到一个一升装汽水瓶大小的安装时,物理和化学原答剪发生怎样的变化。

Q:您瞎想的开拓所要加工的晶圆尺寸有多小?

Mitchell Hsing:技俩率先的名字叫“一英寸晶圆厂”。这不单是是个代号,背后是有原因的:步进光刻机(一种常见的光刻器具)的视场大致是一英寸乘一英寸。但咱们坚贞到一英寸晶圆存在好多问题。起初,这种晶圆买不到,必须我方切割,而切割自己就有好多问题。是以咱们很快就把尺寸扩大到两英寸,当今咱们还是达到了四英寸(约100毫米)。

Q:当处理尺寸小得多的基底时,物理旨趣是否有所不同?

Mitchell Hsing:主要分袂在于等离子切割器具,而决定这些变化的并非基材自己,而是等离子切割腔的尺寸。在等离子切割开拓中,有一种叫作念护套的结构。它实质上是一层沿着腔壁的等离子体,不错保护机器免受自身损坏。护套的厚度与腔体的名义积成正比。当腔体尺寸减弱时,名义积相对于体积的影响就愈加权贵。

Q:减弱范围后,有什么事情自己变得更容易了吗?

Mitchell Hsing:有些事情比较容易——比如后端所需的开拓,像真空泵、质地流量戒指器、阀门等等。戒指较小的体积也更容易。

Q:与庸俗晶圆厂比较,InchFab 能作念什么,不可作念什么?

Mitchell Hsing:咱们的晶圆厂领有与寰宇上任何其他晶圆厂换取的工艺才气,包括光刻、计量、干法刻蚀、等离子体增强化学气相千里积、原子层千里积和湿法工艺。基本上,你能思到的工艺,咱们可能皆有。

咱们的主要扬弃在于光刻时刻,包括特征尺寸和速率。特征尺寸与速率成正比,而速率对于坐褥制造至关紧迫。在一定的坐褥范围下,咱们不错使用光刻时刻收尾半微米的特征尺寸。咱们致使不错作念到更小的,达到几十纳米。但是,手机在线精品视频每日更新写入速率会慢好多,因为这需要用到电子束光刻或压印光刻时刻。

Q:几年前你第一次跟我拿起这个思法时,我并不信服它能收尾。率先东说念主们对这项计划有哪些反馈?你对那些反对者有什么修起?

Mitchell Hsing:是啊,咱们照旧会遭逢反对的声息。主要的反对想法是咱们需要使用大尺寸晶圆。他们的论点是:“若是我使用更大的晶圆,我就不错在每片晶圆上制造更多东西。这么一来,每个芯片的价钱就会着落。” 若是你能把一座每月坐褥1万片晶圆的工场填满,那么这个论点就建树。

但咱们还是讲明,这种说法并不建树。你需要阐述筹办市集的需求来聘用合适的晶圆尺寸和晶圆厂产能。最终决定芯片价钱的是晶圆厂的本钱效果和产能诳骗率。这两者必须匹配,而不是晶圆尺寸。这是咱们七年来一直坚捏的。好多时候,咱们(使用更小的晶圆)在价钱上不错与如今的8英寸晶圆代工场相比好意思。

Q:在这种情况下,什么样的客户才能具备价钱竞争力?

Mitchell Hsing:这要视情况而定,但总的来说,咱们当前事业的最大市集是工业、传感、生物医学、航空航天和国防。咱们当前也在拓展其他畛域,举例化合物半导体以及与之关联的各式产物和工艺,比如功率和高频射频应用。此外,咱们还在矜恤量子和光子畛域。任何需要定制工艺历程或产物产量自己就不高的应用皆荒谬适合咱们。

对于咱们晶圆厂的用途,我再补充极少。当前,咱们业务的很大一部分是东说念主才培养。如今,险些全寰宇皆但愿领有某种姿色的原土半导体制造才气。而要收尾这极少,莫得比建造像InchFab这么的晶圆厂更好、更经济的方式了。好多国度皆在尝试建造大型的8英寸或12英寸晶圆厂,这需要五年时间才能建成。但若是建造InchFab,他们不错在五年内启动坐褥。更紧迫的是,一朝晶圆厂建成,他们就需要磨砺有素的职工来运营。因此,咱们为晶圆厂提供培训课程。这些课程以我也曾在麻省理工学院学习的课程为正本,但我瞎想的课程让学员简略躬行调理扫数配方,让他们我方去犯错。这才是学习的真理。

Q:你觉得五年后 InchFab 会发展成什么花样?

Mitchell Hsing:咱们信得过思作念的,是让制造时刻民主化——镌汰准初学槛,让每个东说念主皆能参与制造,或者至少能参与其中。我觉得,当前扬弃微不雅畛域改革的,是东说念主们获取微加工才气的路子。我敢保证,若是东说念主们领有这些才气,他们就能思出一些夙昔从未有东说念主思过的宗旨。

(起原:IEEE)

*免责声明:本文由作家原创。著述内容系作家个东说念主不雅点,半导体行业不雅察转载仅为了传达一种不同的不雅点,不代表半导体行业不雅察对该不雅点赞同或撑捏,若是有任何异议,宽饶辩论半导体行业不雅察。

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