URL



نگاهی به زنجیره ارزش یكی از پردرآمدترین صنایع دنیا؛

علوم رباتیک، خلا و پلاسما در خدمت صنعت ریزالکترونیک

علوم رباتیک، خلا و پلاسما در خدمت صنعت ریزالکترونیک

کوتاه کننده لینک: کارخانه های تولید نیمه هادی ها برای فعالیت خود به حدود 400 نوع ماده اولیه نیاز دارند و حدودا تمام عناصر موجود در جدول مندلیف در پروسه تولید نیمه هادی ها استفاده می شود.



به گزارش کوتاه کننده لینک به نقل از مهر، نیمه هادی ها اجزای حیاتی سازنده دنیای مدرن ما هستند، بنا بر این پرداختن به زنجیره ارزش صنعت نیمه هادی از اهمیت ویژه ای برخوردارست. می دانیم زنجیره ارزش یک صنعت مجموعه ای از فرآیندها را توصیف می کند که بمنظور تبدیل ورودی های اقتصادی به خروجی های مدنظر در آن صنعت انجام می شوند.
زنجیره ارزش صنعت نیمه هادی که پیشرفت فناوری را در جهان امروز میسر می کند، بسیار پیچیده است. برخی شرکت های فعال در این زنجیره نقش های متنوعی را ایفا می کنند و برخی دیگر بسیار تخصصی هستند، اما هیچ شرکت و حتی هیچ کشور واحدی به تنهایی قادر به ایفای تمام نقش های مورد نیاز برای تولید نیمه هادی ها نیست.
امروزه پروسه ساخت نیمه هادی ها عموماً با طراحی مدارها در دفاتر طراحی شروع می شود. به دفاتر طراحی اصطلاحاً «فب لس» نیز گفته می شود. در این مرحله، طرحی از معماری یک تراشه بمنظور بهینه سازی پارامترهای خاص همچون هزینه، مصرف انرژی و ظرفیت برمبنای نیازهای تراشه موردنظر ترسیم می شود. از آن جایی که در هر تراشه میلیاردها ترانزیستور وجود دارد، برای طراحی تراشه ها از نرم افزارهای خودکارسازی طراحی الکترونیکی (EDA) استفاده می شود که به کمک آنها برهمکنش های اجزای یک تراشه مدیریت می شود.
طراحی تراشه ها بصورت بلوک بلوک به انجام می رسد و هر شرکتی که یکی از این بلوک ها را طراحی کند می تواند مالکیت فکری (IP) آنرا بدست آورده و به سایر شرکتها بفروشد. بعد از اتمام مرحله ابتدایی، طرح آماده شده تراشه برای کارخانه تولید نیمه هادی ها ارسال می شود که به آن اصطلاحاً«فب»نیز گفته می شود.
این نوع کارخانه ها با بهره گیری از تعداد بسیار زیاد و متنوعی از تجهیزات صنعتی و مواد شیمیایی تراشه ها را با لایه نشانی قطعات مختلفی همچون ترانزیستورها، خازن ها، مقاومت ها و … روی ویفر تولید می کنند. انجام این کار مستلزم کنترل گسترده و دقیقی بر روی پروسه تولید با بهره گیری از نرم افزارهای تولید و تجهیزات بسیار پیشرفته و حساس است.
فرآیندهای تولیدی انجام شده در این کارخانه ها به دو دسته مرحله پیشین خط (FEOL) و مرحله پسین خط (BEOL) تقسیم می شوند. مرحله پیشین خط (FEOL) قسمت ابتدایی تولید است که ایجاد زیرساخت و لایه نشانی اجزا بر روی ویفر انجام می شود؛ سپس در مرحله پسین خط (BEOL) اتصالات فلزی بین اجزای مختلف مدار برقرار می شود.
به منظور انجام تولید در کارخانه های تولید نیمه هادی ها، تعداد زیادی تجهیزات صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. ساخت این تجهیزات و استفاده از آنها در خط تولید نیازمند طیف وسیعی از علوم و فناوری های پشتیبان همچون مکانیک دقیق، فیزیک حالت جامد، رباتیک، اندازه گیری الکتریکی، خلأ، پلاسما و … است.
کارخانه های تولید نیمه هادی ها همین طور برای فعالیت خود به نزدیک به ۴۰۰ نوع ماده ی اولیه نیاز دارند. حدودا تمام عناصر موجود در جدول مندلیف (به جز عناصر پرتوزا) در پروسه تولید نیمه هادی ها استفاده می شوند. یکی از مواد اولیه مهم، ویفر سیلیکانی است. برای تولید ویفر سیلیکانی ابتدا سنگ معدن سیلیکا استخراج می شود، سپس سیلیکان درجه متالورژیک تولید شده و از آن سیلیکان درجه الکترونیک بدست می آید. در نهایت شمش تک کریستال تولید می شود که ویفر سیلیکانی با بهره گیری از آن ایجاد می شود.
در گذشته شرکت هایی همچون Intel و Fairchild هم کار طراحی ریزتراشه ها را انجام می دادند و هم آنها را می ساختند و در نهایت آنها را می فروختند. به این شرکت ها، شرکت های طراحی و تولید یکپارچه (IDM) گفته می شد. به تدریج در طول زمان شرکت های فب لس و فب پدید آمدند که تنها به طراحی یا ساخت ریزتراشه ها می پرداختند و نوعی تقسیم کار در طول زنجیره شکل گرفت.
حلقه دیگر زنجیره ی ارزش نیمه هادی ها کارخانه های مونتاژ و تست نیمه هادی ها (OSAT) هستند که ریزتراشه های تولیدشده بر ویفر در کارخانه های تولید نیمه هادی ها را تحویل گرفته، تست می کنند و آن هایی که سالم هستند را به شکل های مختلف بسته بندی می کنند. در نهایت تراشه های آماده شده در انواع سامانه ها همچون تلفن های همراه، لوازم خانگی، خودرو، تجهیزات نظامی و … استفاده می شوند. در حقیقت تولیدکنندگان سامانه ها مشتریان صنعت نیمه هادی (به خصوص ریزتراشه) هستند.


منبع:

1402/10/21
15:30:26
5.0 / 5
281
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان gph در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۶ بعلاوه ۵
کوتاه کننده لینک

کوتاه کننده لینک