En el proceso de producción de circuitos integrados basados en silicio, la oblea de silicio es uno de los materiales clave.El diámetro y el tamaño de la oblea juegan un papel crucial en todo el proceso de fabricaciónEl tamaño de la oblea no solo determina el número de chips que se pueden producir, sino que también tiene un impacto directo en el costo, la capacidad y la calidad.
1. Desarrollo histórico de los tamaños de las obleasEn los primeros días de la producción de circuitos integrados, el diámetro de las obleas era relativamente pequeño.Con los avances tecnológicos y la creciente demanda de una producción más eficienteEn la fabricación moderna de semiconductores, se utilizan comúnmente obleas de 150 mm (6 pulgadas), 200 mm (8 pulgadas) y 300 mm (12 pulgadas).
Este cambio en el tamaño trae importantes ventajas: por ejemplo, una oblea de silicio de 300 mm tiene más de 140 veces la superficie de una oblea de 1 pulgada de hace 50 años.Este aumento de superficie ha mejorado considerablemente la eficiencia y rentabilidad de la producción.
2Impacto del tamaño de la oblea en el rendimiento y el costo
Aumento del rendimiento
Las obleas más grandes permiten la producción de más chips en una sola obleas.una oblea de 300 mm puede producir más del doble de chips que una oblea de 200 mmEsto significa que las obleas más grandes pueden aumentar significativamente el rendimiento.
Reducción de los costes
A medida que aumenta el área de la oblea, aumenta el rendimiento, mientras que algunos pasos fundamentales en el proceso de fabricación (como la fotolitografía y el grabado) permanecen sin cambios independientemente del tamaño de la oblea.Esto permite mejorar la eficiencia de la producción sin añadir pasos de procesoAdemás, las obleas más grandes permiten distribuir los costes de fabricación en un mayor número de chips, reduciendo así el coste por chip.
3Mejora de los efectos de borde en las obleasCuando el diámetro de la oblea aumenta, la curvatura del borde de la oblea disminuye, lo que es crucial para reducir la pérdida de borde.y debido a la curvatura en el borde de la obleaEn las obleas más pequeñas, la pérdida de borde es mayor debido a una mayor curvatura. Sin embargo, en las obleas de 300 mm, esta curvatura es relativamente menor,lo que ayuda a minimizar la pérdida de borde.
4Selección del tamaño de la oblea y compatibilidad del equipoEl tamaño de la oblea afecta a la selección del equipo y al diseño de la línea de producción.Los equipos para el procesamiento de obleas de 300 mm requieren generalmente más espacio y un soporte técnico diferente y son generalmente más caros.Sin embargo, esta inversión puede ser compensada por mayores rendimientos y menores costes por chip.
Además, el proceso de fabricación de las obleas de 300 mm es más complejo en comparación con las obleas de 200 mm,con brazos robóticos de mayor precisión y sistemas de manipulación sofisticados para garantizar que las obleas no se dañen durante todo el proceso de producción.
5Tendencias futuras en tamaños de obleas
Aunque las obleas de 300 mm ya se utilizan ampliamente en la fabricación de gama alta, la industria continúa explorando tamaños de obleas aún más grandes.con posibles aplicaciones comerciales previstas en el futuroEl aumento del tamaño de la oblea mejora directamente la eficiencia de producción, reduce los costos y minimiza las pérdidas de borde, haciendo que la fabricación de semiconductores sea más económica y eficiente.
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