تشكل رقائق السيليكون الأساس لكل جهاز أشباه موصلات تقريبًا - من المعالجات الدقيقة إلى الخلايا الشمسية. ومع ذلك، لا يدرك الكثير من الناس مدى طول عملية إنتاج الرقاقة ومدى تعقيدها. في هذه المقالة، نقوم بتقسيم الخطوات والتوقيت والعوامل التي تؤثر على المدة التي يستغرقها الانتقال من السيليكون الخام إلى الرقاقة النهائية. كما نتطرق إلى كيفية قيام شركات مثل البلوتونيوم يشاركون في سلسلة التصنيع المتقدمة هذه.

ما هي رقاقة السيليكون؟

رقاقة السيليكون هي شريحة رقيقة من السيليكون البلوري شبه الموصل، تستخدم كركيزة لتصنيع الأجهزة الإلكترونية الدقيقة. لتحقيق النقاء العالي والكمال البلوري والتسطيح وتوحيد السُمك المطلوب، تخضع الرقاقات للعديد من الخطوات - كل منها دقيقة وغالبًا ما تستغرق وقتًا طويلاً.

الخطوات الرئيسية في تصنيع رقاقة السيليكون

فيما يلي المراحل الأساسية، والمدة التقريبية التي تستغرقها كل مرحلة عادةً:

* هذه الأوقات تقريبية ويمكن أن تختلف بشكل كبير بناءً على حجم الرقاقة ونوع الرقاقة (على سبيل المثال، قياسية مقابل رقيقة للغاية)، والقطر (150 مم، 200 مم، 300 مم، وما إلى ذلك)، وفئة الجودة (قياسية، رئيسية، درجة إلكترونية، وما إلى ذلك).

من الرقاقة إلى الرقائق النهائية: وقت دورة التصنيع

من المهم التمييز بين صنع ركيزة الرقاقة وتصنيع الأجهزة على الرقاقة (عملية "التصنيع"). بمجرد الحصول على رقاقة مصقولة ونظيفة، فإن خطوات بناء أجهزة أشباه الموصلات (الطباعة الضوئية، والتشويب، والترسيب، والحفر، والتمعدن، وما إلى ذلك) تستغرق وقتًا أطول بكثير.

• لتصنيع أشباه الموصلات الحديثة والمتقدمة، عملية تصنيع الرقاقة (بناء الجهاز، وليس فقط الركيزة) يستغرق عادةً 11-13 أسبوعًا في المتوسط، في بعض الأحيان تصل إلى 15 أسبوعًا للعقد الأكثر تقدمًا.

• قد يكون إجمالي "وقت الدورة" من معالجة الرقاقة الفارغة + الجهاز إلى الرقاقة (الرقاقات) النهائية حوالي 12 أسبوعًا، في بعض الأحيان أطول (14-20 أسبوعًا) اعتمادًا على التعقيد والعائد وعقدة التكنولوجيا.

إذن، كم من الوقت يستغرق صنع الرقاقة نفسها؟

إذا قمت بعزل فقط إنتاج رقاقة الركيزة (ليس تصنيع الجهاز في الأعلى)، تقدير تقريبي:

• لرقاقة أحادية البلورة قياسية مقاس 300 مم: حوالي 2-6 أسابيع من السيليكون الخام / التنقية إلى رقاقة نظيفة ومصقولة ومفحوصة وجاهزة لمعالجة الجهاز.

• إذا دخلت مواصفات أعلى (أكثر سمكًا، وقطر أكبر، وكثافات عيوب منخفضة للغاية، أو تشوهات خاصة أو اتجاه بلوري) في الاعتبار، فقد تمتد نحو الطرف الأطول من هذا النطاق أو ما بعده.

العوامل التي يمكن أن تؤدي إلى تسريع أو إبطاء إنتاج الرقاقة

بعض المتغيرات التي تؤثر على التوقيت:

1. قطر وسمك الرقاقة:القطر الأكبر (على سبيل المثال 300 ملم مقابل 150 ملم) يستغرق نموًا أطول، والتعامل معه، وتكون العائدات أكثر تحديًا.

2. طريقة نمو البلورات:cz مقابل fz لديهما معدلات وتكاليف وملفات تعريف عيوب مختلفة.

3. النقاء وتحمل العيوب:تتطلب المواصفات الأكثر صرامة نموًا أكثر حذرًا ومعدلات أبطأ وعمليات تفتيش إضافية.

4. معدلات العائد والرفض:يمكن التخلص من الرقائق التي بها عيوب أو إعادة تصنيعها، مما يزيد من الوقت الفعال إذا كان العائد منخفضًا.

5. إنتاجية المعدات وسعة الغرفة النظيفة:يمكن أن تؤدي الاختناقات في خطوات التقطيع أو التلميع أو التنظيف إلى تأخير خط الأنابيب.

6. سلسلة التوريد وجودة المواد:إذا تأخر وصول المواد الخام (مثل السيليكون عالي النقاء، والمواد المضافة، والأواني) أو الأدوات، فإن ذلك يضيف تأخيرًا.

لماذا هذا مهم: التأثيرات على صناعة أشباه الموصلات والعملاء

• يكلف:الوقت = التكلفة. إن إنتاج الرقاقة لفترة أطول يرفع تكاليف المواد والعمالة والمرافق والمعدات.

• مهلة التسليم وسلسلة التوريد:تحتاج الشركات التي تشتري الرقائق أو الأجهزة إلى التخطيط لعدة أسابيع مقدمًا.

• الابتكارات التكنولوجية:النمو الأسرع، والتلميع الأفضل، والأتمتة في التعامل، وما إلى ذلك، يمكن أن يقلل الأوقات.

• مقايضات الجودة:في بعض الأحيان يجب التضحية بالسرعة من أجل الحصول على إنتاجية أعلى وعيوب أقل.

دور وقدرات بلوتوسيمي

في البلوتونيومنحن نعمل في سلسلة توريد أشباه الموصلات الصعبة هذه. وتلتزم شركتنا بما يلي:

• الحصول على السيليكون الخام عالي النقاء وإدارة الإمدادات لتجنب التأخير.

• العمل مع التطورات في نمو البلورات، وتجهيز سطح الرقاقة، والتلميع لتقديم رقائق تلبي المواصفات الصارمة.

• الحفاظ على العائد المرتفع والعيوب المنخفضة حتى يستفيد عملاؤنا من سرعة التنفيذ والموثوقية في تصنيع أجهزتهم اللاحقة.

بسبب عدد الخطوات المشاركة والدقة المطلوبة، فإننا في البلوتونيوم نهدف إلى تحسين كل مرحلة - من نمو السبائك إلى تلميع الرقاقة - لتقليل الوقت دون التضحية بالجودة.

ملخص

• عادةً ما يستغرق صنع رقاقة الركيزة نفسها 2-6 أسابيع، اعتمادًا على الحجم والجودة والتعقيد.

• يضيف تصنيع الجهاز على هذه الرقاقة العديد من الخطوات الأخرى؛ وغالبًا ما يكون وقت دورة الرقاقة الكاملة + الجهاز 11-15 أسبوعًا أو أكثر للعقد المتقدمة.

• هناك العديد من العوامل التي تؤثر على ذلك: قطر الرقاقة، وتحمل العيوب، والإنتاجية، والعائد، وسعة المعدات، وإمدادات المواد.