日本破坏台积电霸权的秘密武器 - 物联网时代的“迷你晶圆厂”

发布时间：2019-01-28 02:44     浏览量：

台积电最新的巨型晶圆厂（GIGAFAB）每月可生产100,000多个12英寸晶圆，每个晶圆耗资3000亿新台币（约合610亿人民币）。但是在今年4月1日，日本推出了“Minimal Fab”（MinimalFab），目标是在物联网时代的少数传感器需求量为、，起价仅为5亿日元（3亿元人民币）。《日经商业周刊》称之为：“颠覆全球半导体产业的制造系统。”

这一新一代制造系统由经济产业省联合牵头，由140家日本公司、共同开发，旨在通过显着降低成本和技术门槛，使汽车和家用电器制造商能够生产自己的半导体和传感器。 。同样，它推翻了台积电董事长张忠谋30年前创建的铸造模型，并回到了飞利浦、Sony等半导体大规模整合的早期。

日本横河电机集团旗下的横河电机解决方案是销售该生产系统的解决方案。每个外部流线型、漂亮的制造机器，大小与饮料自动售货机大小相同，但每个都具有洗涤、加热、曝光的功能。每台机器相当于半导体制造的生产线。对于“迷你工厂”生产线，所需的最小面积约为两个网球场的大小。它也只是12英寸晶圆厂的百分之一。

“Mini Fab”可以如此便宜、很小，首先是一种挑战行业常识的创新方法 - 不需要洁净室。

如果半导体芯片上的灰尘超过0.1微米，则它是不好的产品。因此，制造室必须保持超高的清洁度。保持洁净室需要大量电力，因此不仅高投资额是、。维护成本也相当惊人。因此，如果半导体不是大规模生产的，那么很难获利。

工业技术研究所的原始历史挑战了该行业的常识。 “半导体工厂真的需要洁净室吗？只有晶片需要隔离灰尘。“考虑到这个问题，原始的施朗在20世纪90年代开始构思”迷你晶圆厂“。

几年后，原石兰终于开发出了部分无尘的关键技术，并使这一结果成为一种特殊的运输系统“MinimalShuttle”。使用电磁铁控制开关，几乎不会有灰尘进入。

“迷你晶圆厂”的另一个特点是它不需要使用掩模版，这反过来又大大降低了成本。 MinimalFab的概念是在那个时代非常需要的各种小型生产系统。待加工的晶片直径约为0.5英寸，小于1日元硬币。由于晶圆很小，生产设备必须更小。芯片从晶片上切下，尺寸约为1平方厘米。 “迷你晶圆厂”的年产量约为50万台，平均12英寸晶圆厂的产量为2亿台。如果只生产10,000个，市场上的每个芯片将收取1万日元，但“迷你工厂”将收取1200日元。

这个“迷你工厂”的研发计划起源于2010年。在2012年的三年中，获得了经济产业省的预算，计划通过。现在有许多制造工厂涉及140个制造集团。尽管由横河电机解决方案销售，但约有30家日本中小企业参与开发和制造，这是该设备的特色之一。

[返回]