（原标题：群众最小的晶圆厂）

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据日媒报说念，在“CEATEC 2024”上，最小晶圆厂推行组织展示了用于最小晶圆厂的使用超袖珍半导体制造开采的光刻工艺。袖珍晶圆厂的制造开采的优点是大略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采的光刻工艺演示

无人不晓，半导体制造时常需要重大的工场和洁净室来大界限分娩 12 英寸晶圆。每座大型晶圆厂的老本投资达到2万亿日元。

另一方面，最小晶圆厂在袖珍开采中使用 0.5 英寸晶圆制造半导体。老本投资仅约5亿日元（约合238万东说念主民币），因此中小企业和初创企业不错以较低的投资额运转制造半导体开采。开采不错单件制造，从而不错不祥小批量分娩多种居品。

最小晶圆厂的制造开采关于总计工艺王人具有探讨的体式和尺寸。晶圆运送容器（shuttle）关于各工序亦然通用的。由于开采里面和航天飞机王人是洁净环境，因此无需顾惜大型洁净室。梭子直径约4厘米，适执掌大小。

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陈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，放入开采中，按下开关即可启动开采。完成后，提起穿梭机并将其配置鄙人一个开采上。每个开采的里面状态和进程王人显现在每个开采的监视器上。

shuttle配置在开采中。按右侧绿色开关启动开采

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，依然变成了带有“万圣节快意”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采还具有功耗低的特质，不错使用家用AC100V电源。本次演示所用开采的功耗为抗蚀剂涂覆/显影经过150W，曝光经过300W。每次使用完了后，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，但要是开采数目较多，也不错使用开采之间的自动传送系统。

Minimal Fab鼓动组织示意，“在Minimal Fab，任何东说念主王人不错通过创意竞赛进入半导体制造领域。”

颠覆传统制造的新相貌

半导体制造需要重大的老本参预。诚然台积电（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，但由于需求加多，交货时候变得越来越长，供应商被动减少或减少分娩。已发展到诊疗分娩。

Minimal Fab是日本产业时刻轮廓商酌所（AIST）从2008年运转商酌的一种制造系统，旨在更正这种景象。该组织旨在通过终了多品种、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、团体聚合开发的新世代制造系统，宗旨是透过成本与时刻门槛的大幅训斥，让汽车与家电厂商能我方分娩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样式，重回早年飞利浦、Sony 等大厂王人我方分娩半导体的垂直整合期间。

最小晶圆厂是一种只可分娩一种半导体的系统。与基于大界限分娩的传统半导体制造不同，该公司专注于制造多品种、小批量的分娩。

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”上变成。制造开采的尺寸为宽30cm×高144cm×深45cm，该开采选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采招引使用。由于各工序使用的制造开采尺寸和谐，因此开采不错互接踵续并在工序之间自动运送。

它还配备了密封半英寸晶圆的最小shuttle，旨在终了不需要洁净室的制造经过。尽管很难将其愚弄在分娩超详尽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。

最少的开采，极低的价钱

这么的决策的克己之一是减少老本投资。

时常，大型晶圆厂的半导体制造需要高出数千亿日元的老本投资。另一方面，最小晶圆厂的宗旨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地点，也不需要用于变成电路的光掩模，因此很可能系统不错多花一个数目级的钱来运行。

而况，这种决策不错赫然裁减制造周期。大界限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终了所需数目的半导体的准时分娩。

这一上风不错在用于物联网（IoT）应用的小体积、高羼杂半导体中获取最佳的利用。由AIST的商酌东说念主员成立的生意公司Hundred Semiconductors的首席实践官 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年启动该名堂以来，AIST一直在开发制造开采和半英寸晶圆。与此同期，2017年景立了Minimal Fab Promotion Organization，以撑持该时刻的传播，但弘扬逐渐。原因是咱们无法检会大略使用最小工场创诞生备的玩家。代表董事井村坦言，“咱们大略在早期阶段终了制造开采和半英寸晶圆的生意化。另一方面，咱们无法培养大略驾驭最小晶圆厂的东说念主力资源和公司。”

为了晋升这项时刻，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界限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，举例需求权衡和投资界限，但不错使用最小晶圆厂来凯旋地从原型到量产过渡。这意味着它不错生意化以填补空缺。

当今，该公司正在推动撑持从半导体缱绻、原型缱绻到大界限分娩等各个方面的行径。通过共享知识，咱们的宗旨是将其行为一种制造时刻进行推行，加速原型的校正，并利用最小的工场终了大界限分娩。

依然有初步尝试

从几年前运转，日本横河电机集团旗下的横河处分决策。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，王人畸形于一条半导体制造的分娩线。一条「迷你晶圆厂」产线，所需的最小面积是大要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」大略作念到如斯低价、体积小，最初是挑战业界学问的立异作念法──不需要无尘室。

半导体芯片上要是沾有高出 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正派净度。保管无尘室需要无数的电力，因此不单投资金额很高、保管用度也畸形惊东说念主。是以半导体不无数分娩的话，很难赢利。

产业时刻总合商酌所的原史朗挑战了这项业界的学问。「半导体工场确实需要无尘室吗？明明需要断绝灰尘的独一晶圆汉典。」抱持着这项疑问，原史朗从 1990 年代运转构思「迷你晶圆厂」。

几年后，原史朗终于开发出局部无尘化的要害时刻，并将尔后果制出特等运载系统「Minimal Shuttle」。利用电磁铁抵制开关，险些不会有灰尘进入。

「迷你晶圆厂」的另一个特质，是不需要用到光罩，这又可大幅训斥成本。Minimal Fab 的见识，即是那样的期间十分需要的多种少许分娩系统。要处理的晶圆大要直径 0.5 英吋，比 1 日圆硬币还要小。因为晶圆很小，是以分娩安设也要随着变小。

芯片从晶圆上切割下来，大要 1 平素公分大小。「迷你晶圆厂」的年产量大要是 50 万个，一般的 12 吋晶圆厂则是两亿个。要是只分娩 1 万个，市面上每一芯片要收 1 万日圆，但「迷你晶圆厂」只消收 1,200 日圆。

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

https://newswitch.jp/p/36866

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