Di bidang manufaktur semikonduktor, model manufaktur tradisional berskala besar dengan investasi modal tinggi sedang menghadapi potensi revolusi. Dengan pameran "CEATEC 2024" yang akan datang, Organisasi Promosi Pabrik Wafer Minimum memamerkan metode manufaktur semikonduktor baru yang menggunakan peralatan manufaktur semikonduktor ultra-kecil untuk proses litografi. Inovasi ini membawa peluang yang belum pernah terjadi sebelumnya bagi usaha kecil dan menengah (UKM) dan startup. Artikel ini akan mensintesis informasi yang relevan untuk mengeksplorasi latar belakang, keuntungan, tantangan, dan potensi dampak teknologi wafer fab minimum pada industri semikonduktor.
Manufaktur semikonduktor adalah industri yang sangat padat modal dan teknologi. Secara tradisional, manufaktur semikonduktor memerlukan pabrik besar dan ruangan bersih untuk memproduksi wafer 12 inci secara massal. Investasi modal untuk setiap pabrik wafer besar seringkali mencapai hingga 2 triliun yen (sekitar 120 miliar RMB), sehingga menyulitkan UKM dan startup untuk memasuki bidang ini. Namun, dengan munculnya teknologi wafer fab minimum, situasi ini berubah.
Pabrik wafer minimum adalah sistem manufaktur semikonduktor inovatif yang menggunakan wafer 0,5 inci, sehingga secara signifikan mengurangi skala produksi dan investasi modal dibandingkan wafer tradisional 12 inci. Investasi modal untuk peralatan manufaktur ini hanya sekitar 500 juta yen (sekitar 23,8 juta RMB), memungkinkan UKM dan perusahaan rintisan untuk memulai produksi semikonduktor dengan investasi yang lebih rendah.
Asal usul teknologi wafer fab minimum dapat ditelusuri kembali ke proyek penelitian yang diprakarsai oleh National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) di Jepang pada tahun 2008. Proyek ini bertujuan untuk menciptakan tren baru dalam manufaktur semikonduktor dengan mencapai multi-variasi , produksi dalam jumlah kecil. Inisiatif ini, yang dipimpin oleh Kementerian Ekonomi, Perdagangan dan Industri Jepang, melibatkan kolaborasi antara 140 perusahaan dan organisasi Jepang untuk mengembangkan sistem manufaktur generasi baru, yang bertujuan untuk mengurangi biaya dan hambatan teknis secara signifikan, sehingga memungkinkan produsen otomotif dan peralatan rumah tangga memproduksi semikonduktor. dan sensor yang mereka butuhkan.
**Kelebihan Teknologi Minimum Wafer Fab:**
1. **Investasi Modal Berkurang Secara Signifikan:** Pabrik wafer besar tradisional memerlukan investasi modal melebihi ratusan miliar yen, sedangkan target investasi untuk pabrik wafer minimum hanya 1/100 hingga 1/1000 dari jumlah tersebut. Karena setiap perangkat berukuran kecil, tidak diperlukan ruang pabrik yang besar atau masker foto untuk pembentukan sirkuit, sehingga sangat mengurangi biaya operasional.
2. **Model Produksi yang Fleksibel dan Beragam:** Pabrik wafer minimum berfokus pada pembuatan berbagai produk dalam jumlah kecil. Model produksi ini memungkinkan UKM dan perusahaan rintisan untuk dengan cepat menyesuaikan dan memproduksi sesuai dengan kebutuhan mereka, memenuhi permintaan pasar akan produk semikonduktor yang disesuaikan dan beragam.
3. **Proses Produksi yang Disederhanakan:** Peralatan produksi di pabrik wafer minimum memiliki bentuk dan ukuran yang sama untuk semua proses, dan wadah pengangkut wafer (antar-jemput) bersifat universal untuk setiap langkah. Karena peralatan dan angkutan beroperasi di lingkungan yang bersih, tidak perlu memelihara ruangan bersih yang besar. Desain ini secara signifikan mengurangi biaya dan kompleksitas produksi melalui teknologi ramah lingkungan yang terlokalisasi dan proses produksi yang disederhanakan.
4. **Konsumsi Daya Rendah dan Penggunaan Daya Rumah Tangga:** Peralatan manufaktur di pabrik wafer minimum juga memiliki konsumsi daya yang rendah dan dapat beroperasi dengan daya AC100V rumah tangga standar. Karakteristik ini memungkinkan perangkat ini digunakan di lingkungan di luar ruangan bersih, sehingga semakin mengurangi konsumsi energi dan biaya operasional.
5. **Siklus Manufaktur yang Dipersingkat:** Manufaktur semikonduktor skala besar biasanya memerlukan waktu tunggu yang lama mulai dari pemesanan hingga pengiriman, sementara pabrik wafer minimum dapat mencapai produksi tepat waktu dalam jumlah semikonduktor yang dibutuhkan dalam jangka waktu yang diinginkan. Keunggulan ini terutama terlihat pada bidang-bidang seperti Internet of Things (IoT), yang memerlukan produk semikonduktor kecil dengan campuran tinggi.
**Demonstrasi dan Penerapan Teknologi:**
Pada pameran "CEATEC 2024", Organisasi Promosi Minimum Wafer Fab mendemonstrasikan proses litografi menggunakan peralatan manufaktur semikonduktor ultra-kecil. Selama demonstrasi, tiga mesin disusun untuk menampilkan proses litografi, yang meliputi pelapisan ketahanan, pemaparan, dan pengembangan. Wadah pengangkut wafer (shuttle) dipegang di tangan, ditempatkan ke dalam peralatan, dan diaktifkan dengan menekan sebuah tombol. Setelah selesai, pesawat ulang-alik diambil dan dipasang pada perangkat berikutnya. Status internal dan kemajuan setiap perangkat ditampilkan di monitor masing-masing.
Setelah ketiga proses ini selesai, wafer diperiksa di bawah mikroskop, memperlihatkan pola dengan tulisan "Selamat Halloween" dan ilustrasi labu. Demonstrasi ini tidak hanya memamerkan kelayakan teknologi wafer fab minimum tetapi juga menyoroti fleksibilitas dan presisi tinggi.
Selain itu, beberapa perusahaan telah mulai bereksperimen dengan teknologi wafer fab minimum. Misalnya, Yokogawa Solutions, anak perusahaan Yokogawa Electric Corporation, telah meluncurkan mesin manufaktur yang ramping dan estetis, kira-kira seukuran mesin penjual minuman, masing-masing dilengkapi dengan fungsi untuk pembersihan, pemanasan, dan pemaparan. Mesin-mesin ini secara efektif membentuk jalur produksi manufaktur semikonduktor, dan area minimum yang diperlukan untuk jalur produksi "mini wafer fab" hanya seukuran dua lapangan tenis, hanya 1% dari luas pabrik wafer 12 inci.
Namun, pabrik wafer minimum saat ini kesulitan bersaing dengan pabrik semikonduktor besar. Desain sirkuit ultra-halus, terutama pada teknologi proses lanjutan (seperti 7nm ke bawah), masih mengandalkan peralatan canggih dan kemampuan manufaktur skala besar. Proses wafer 0,5 inci dari pabrik wafer minimum lebih cocok untuk pembuatan perangkat yang relatif sederhana, seperti sensor dan MEMS.
Pabrik wafer minimum mewakili model baru yang sangat menjanjikan untuk manufaktur semikonduktor. Ditandai dengan miniaturisasi, biaya rendah, dan fleksibilitas, diharapkan dapat memberikan peluang pasar baru bagi UKM dan perusahaan inovatif. Keunggulan pabrik wafer minimum terlihat jelas di area aplikasi spesifik seperti IoT, sensor, dan MEMS.
Di masa depan, seiring dengan semakin matangnya teknologi dan dipromosikan lebih lanjut, pabrik wafer minimum dapat menjadi kekuatan penting dalam industri manufaktur semikonduktor. Hal ini tidak hanya memberikan peluang bagi usaha kecil untuk memasuki bidang ini tetapi juga dapat mendorong perubahan dalam struktur biaya dan model produksi di seluruh industri. Untuk mencapai tujuan ini diperlukan lebih banyak upaya di bidang teknologi, pengembangan bakat, dan pembangunan ekosistem.
Dalam jangka panjang, keberhasilan promosi pabrik wafer minimum dapat memberikan dampak besar pada seluruh industri semikonduktor, khususnya dalam hal diversifikasi rantai pasokan, fleksibilitas proses manufaktur, dan pengendalian biaya. Penerapan teknologi ini secara luas akan membantu mendorong inovasi dan kemajuan lebih lanjut dalam industri semikonduktor global.
Waktu posting: 25 Okt-2024