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据日媒报谈，在“CEATEC 2024”上，最小晶圆厂引申组织展示了用于最小晶圆厂的使用超袖珍半导体制造开荒的光刻工艺。袖珍晶圆厂的制造开荒的优点是不祥在洁净室除外的环境中使用家用电源。

使用超袖珍半导体制造开荒的光刻工艺演示

人所共知，半导体制造常常需要弘大的工场和洁净室来大规模出产 12 英寸晶圆。每座大型晶圆厂的成本投资达到2万亿日元。

另一方面，最小晶圆厂在袖珍开荒中使用 0.5 英寸晶圆制造半导体。成本投资仅约5亿日元（约合238万东谈主民币），因此中小企业和初创企业不错以较低的投资额运行制造半导体开荒。开荒不错单件制造，从而不错荒诞小批量出产多种居品。

最小晶圆厂的制造开荒关于扫数工艺王人具有交流的时势和尺寸。晶圆运输容器（shuttle）关于各工序亦然通用的。由于开荒里面和航天飞机王人是洁净环境，因此无需爱戴大型洁净室。梭子直径约4厘米，适抓掌大小。

袖珍晶圆厂中使用的常见shuttle， 0.5英寸晶圆存储

使用家用电源演示光刻经过

在展位上，光刻工艺的演示是通过摆列三台机器来进行光刻工艺的演示，每个工艺包括抗蚀剂涂覆、曝光和显影。

将shuttle握在手中，放入开荒中，按下开关即可启动开荒。完成后，提起穿梭机并将其设置不才一个开荒上。每个开荒的里面状态和程度王人露馅在每个开荒的监视器上。

shuttle设置在开荒中。按右侧绿色开关启动开荒

左边是光刻胶涂层，右边光刻

当这三个经过完成后，在显微镜下查验晶圆时，仍是酿成了带有“万圣节振作”字样和南瓜插图的图案。

左：开发经过，右：完成的图案

袖珍晶圆厂的制造开荒还具有功耗低的特色，不错使用家用AC100V电源。本次演示所用开荒的功耗为抗蚀剂涂覆/显影经过150W，曝光经过300W。每次使用罢了后，您不错关闭电源。

在这种情况下，晶圆在每个工艺之间通过手持式穿梭机传送，但要是开荒数目较多，也不错使用开荒之间的自动传送系统。

Minimal Fab鼓吹组织示意，“在Minimal Fab，任何东谈主王人不错通过创意竞赛进入半导体制造领域。”

颠覆传统制造的新程序

半导体制造需要弘大的成本插足。天然台积电（TSMC）等半导体代工（代工）企业正在成为制造领域的主要参与者，但由于需求增多，交货时候变得越来越长，供应商被动减少或减少出产。已发展到调节出产。

Minimal Fab是日本产业本事综协筹谋所（AIST）从2008年运行筹谋的一种制造系统，旨在改动这种气象。该组织旨在通过完结多品种、小批量制造来创造半导体制造的新趋势。

据了解，该组织由日本经济产业省主导，由 140 间日本企业、团体荟萃开发的新世代制造系统，目的是透过成本与本事门槛的大幅贬低，让汽车与家电厂商能我方出产所需的半导体及感应器。形同推翻台积电董事长张忠谋 30 年前所创的晶圆代工格局，重回早年飞利浦、Sony 等大厂王人我方出产半导体的垂直整合期间。

最小晶圆厂是一种只可出产一种半导体的系统。与基于大规模出产的传统半导体制造不同，该公司专注于制造多品种、小批量的出产。

电路不是使用传统的大直径晶圆，而是在直径为 12.5 毫米的“半英寸晶圆”上酿成。制造开荒的尺寸为宽30cm×高144cm×深45cm，该开荒用于曝光等各制造工序。它还不错与大型晶圆厂中使用的制造开荒勾搭使用。由于各工序使用的制造开荒尺寸和谐，因此开荒不错互相连续并在工序之间自动运输。

它还配备了密封半英寸晶圆的最小shuttle，旨在完结不需要洁净室的制造经过。尽管很难将其诈欺在出产超风雅电路的顶端半导体中，但它不错在制造传感器和微机电系统（MEMS）方面展现其上风。

最少的开荒，极低的价钱

这么的有揣测打算的克己之一是减少成本投资。

常常，大型晶圆厂的半导体制造需要杰出数千亿日元的成本投资。另一方面，最小晶圆厂的目的投资金额约为该金额的1/100至1/1000。由于每个器件王人很小，因此不需要大型工场形势，也不需要用于酿成电路的光掩模，因此很可能系统不错多花一个数目级的钱来运行。

何况，这种有揣测打算不错昭彰裁汰制造周期。大规模半导体制造从下订单到交货需要较长的恭候时候。最小的晶圆厂不错在所需的时候完结所需数目的半导体的准时出产。

这一上风不错在用于物联网（IoT）应用的小体积、高夹杂半导体中赢得最佳的利用。由AIST的筹谋东谈主员成立的生意公司Hundred Semiconductors的首席本质官 Imura 示意：“Minimal Fab 不错处理因订单小而无法外包给代工场的半导体。”

自2008年启动该神色以来，AIST一直在开发制造开荒和半英寸晶圆。与此同期，2017年景立了Minimal Fab Promotion Organization，以扶植该本事的传播，但表示逐步。原因是咱们无法试验不祥使用最小工场创开发备的玩家。代表董事井村坦言，“咱们不祥在早期阶段完结制造开荒和半英寸晶圆的生意化。另一方面，咱们无法培养不祥阁下最小晶圆厂的东谈主力资源和公司。”

为了擢升这项本事，日本正在着眼于实验室的半导体原型制造工艺与代工场大规模制造工艺之间的差距。从原型到量产的过渡需要复杂的管制决策，举例需求展望和投资规模，但不错使用最小晶圆厂来奏凯地从原型到量产过渡。这意味着它不错生意化以填补空缺。

现在，该公司正在推动扶植从半导体设想、原型设想到大规模出产等各个方面的活动。通过共享知识，咱们的目的是将其当作一种制造本事进行引申，加速原型的改良，并利用最小的工场完结大规模出产。

仍是有初步尝试

从几年前运行，日本横河电机集团旗下的横河治理有揣测打算。每台外型流线、好意思不雅的制造机台，大小约与饮料自动贩卖机差未几，但各自具备洗净、加热、曝光等功能。每一台机器，王人荒谬于一条半导体制造的出产线。一条「迷你晶圆厂」产线，所需的最小面积是梗概是两个网球场的大小。也仅是一座 12 吋晶圆厂的百分之一面积。

「迷你晶圆厂」不祥作念到如斯低价、体积小，领先是挑战业界知识的立异作念法──不需要无尘室。

半导体芯片上要是沾有杰出 0.1 微米的灰尘就算是不良品，为此，制造室内一定要保持超方正净度。保管无尘室需要多数的电力，因此不单投资金额很高、保管用度也荒谬惊东谈主。是以半导体未几数出产的话，很难赚钱。

产业本事总协筹谋所的原史朗挑战了这项业界的知识。「半导体工场确实需要无尘室吗？明明需要闭幕灰尘的唯有晶圆资料。」抱持着这项疑问，原史朗从 1990 年代运行构念念「迷你晶圆厂」。

几年后，原史朗终于开发出局部无尘化的要道本事，并将而后果制出非凡运载系统「Minimal Shuttle」。利用电磁铁甘休开关，着实不会有灰尘进入。

「迷你晶圆厂」的另一个特色，是不需要用到光罩，这又可大幅贬低成本。Minimal Fab 的见解，等于那样的期间十分需要的多种少许出产系统。要处理的晶圆梗概直径 0.5 英吋，比 1 日圆硬币还要小。因为晶圆很小，是以出产安装也要随着变小。

芯片从晶圆上切割下来，梗概 1 闲居公分大小。「迷你晶圆厂」的年产量梗概是 50 万个，一般的 12 吋晶圆厂则是两亿个。要是只出产 1 万个，市面上每一芯片要收 1 万日圆，但「迷你晶圆厂」只须收 1，200 日圆。

你怎样看待这种本事啊 ？

https://eetimes.itmedia.co.jp/ee/articles/2410/16/news103_2.html

https://newswitch.jp/p/36866

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