Tại sao các wafer (wafer silicon) ngày càng lớn hơn?

Trong quá trình sản xuất mạch tích hợp dựa trên silicon, miếng silicon là một trong những vật liệu chính.Chiều kính và kích thước của wafer đóng một vai trò quan trọng trong toàn bộ quá trình sản xuấtKích thước của wafer không chỉ xác định số lượng chip có thể được sản xuất mà còn có tác động trực tiếp đến chi phí, công suất và chất lượng.

1Sự phát triển lịch sử của kích thước waferTrong những ngày đầu tiên của sản xuất mạch tích hợp, đường kính của miếng wafer tương đối nhỏ.Với những tiến bộ công nghệ và nhu cầu ngày càng tăng về sản xuất hiệu quả hơnTrong sản xuất bán dẫn hiện đại, 150 mm (6 inch), 200 mm (8 inch), và 300 mm (12 inch) wafer thường là chúng ta

Sự thay đổi kích thước này mang lại những lợi thế đáng kể. ví dụ, một tấm phiến silicon 300 mm có diện tích bề mặt gấp 140 lần so với một tấm phiến 1 inch từ 50 năm trước.Sự gia tăng diện tích bề mặt này đã cải thiện đáng kể hiệu quả sản xuất và hiệu quả chi phí.

2Tác động của kích thước wafer trên năng suất và chi phí

1. Tăng năng suất
   Các wafer lớn hơn cho phép sản xuất nhiều chip hơn trên một wafer duy nhất. Giả sử kích thước cấu trúc của các chip (tức là thiết kế và không gian vật lý cần thiết) là như nhau,một wafer 300 mm có thể sản xuất nhiều hơn gấp đôi so với một wafer 200 mmĐiều này có nghĩa là các wafer lớn hơn có thể tăng năng suất đáng kể.

2. Giảm chi phí
   Khi diện tích wafer tăng lên, năng suất tăng lên, trong khi một số bước cơ bản trong quá trình sản xuất (như nhiếp ảnh và khắc) vẫn không thay đổi bất kể kích thước wafer.Điều này cho phép tăng hiệu quả sản xuất mà không cần thêm các bước quy trìnhNgoài ra, các wafer lớn hơn cho phép phân phối chi phí sản xuất trên một số lượng lớn chip, do đó giảm chi phí cho mỗi chip.

3Cải thiện hiệu ứng cạnh trong WafersKhi đường kính của wafer tăng, độ cong của cạnh wafer giảm, điều này rất quan trọng để giảm mất cạnh.và do độ cong ở cạnh wafer, có thể không thể chứa các chip hoàn chỉnh. Trong các wafer nhỏ hơn, mất cạnh lớn hơn do độ cong cao hơn. Tuy nhiên, trong các wafer 300 mm, độ cong này tương đối nhỏ hơn,giúp giảm thiểu sự mất mát cạnh.

4. Lựa chọn kích thước wafer và khả năng tương thích thiết bịKích thước wafer ảnh hưởng đến việc lựa chọn thiết bị và thiết kế dây chuyền sản xuất.Thiết bị xử lý miếng wafer 300 mm thường đòi hỏi nhiều không gian hơn và hỗ trợ kỹ thuật khác nhau và thường đắt hơnTuy nhiên, khoản đầu tư này có thể được bù đắp bởi năng suất cao hơn và chi phí thấp hơn cho mỗi chip.

Ngoài ra, quy trình sản xuất cho các wafer 300 mm phức tạp hơn so với wafer 200 mm,liên quan đến cánh tay robot chính xác cao hơn và các hệ thống xử lý phức tạp để đảm bảo các wafer không bị hư hại trong suốt quá trình sản xuất.

5. Xu hướng trong tương lai về kích thước wafer
Mặc dù miếng wafer 300 mm đã được sử dụng rộng rãi trong sản xuất cao cấp, ngành công nghiệp tiếp tục khám phá kích thước miếng wafer lớn hơn.với các ứng dụng thương mại tiềm năng dự kiến trong tương laiSự gia tăng kích thước wafer trực tiếp tăng hiệu quả sản xuất, giảm chi phí và giảm thiểu tổn thất cạnh, làm cho sản xuất bán dẫn tiết kiệm hơn và hiệu quả hơn.

Đề xuất sản phẩm

Silicon Wafer N Type P Dopant 2 inch 4 inch 6 inch 8 inch Kháng nhiệt 0-100 Ohm-cm Đẹp một mặt