Fabricare de semiconductori
Nu există IA fără TRUMPF. Soluțiile noastre cu laser și plasmă reprezintă coloana vertebrală a producției moderne de semiconductori. De la litografie EUV la ambalaje avansate: tehnologiile noastre sunt utilizate oriunde se creează viitorul. Fie că este vorba de straturi de acoperire, expunere la lumină sau gravură - dacă doriți inovație și progres, nu aveți cum să ocoliți TRUMPF. Noi gândim în perspectivă: soluțiile noastre permit nu numai performanță maximă, ci și procese care economisesc resurse. Împreună cu parteneri tehnologici de top, dezvoltăm inovații care schimbă industrii întregi.
Semiconductori fără TRUMPF? Inimaginabil.
Inovațiile încep cu oamenii. Pentru că în spatele oricărui progres se află idei, pasiune și curaj. Contribuim la producerea unei noi generații de cipuri. TRUMPF face producția de semiconductori mai rapidă, mai durabilă și mai eficientă. TRUMPF nu este doar un furnizor pentru producătorii care doresc să construiască cipuri de ultimă generație – suntem un partener strategic.
Cum promovează TRUMPF fabricarea semiconductorilor
Tehnologiile noastre asigură o disponibilitate maximă în toate etapele cheie ale procesului. Astfel, TRUMPF aduce producția de semiconductori la nivelul următor – mai rapidă, mai eficientă și mai durabilă.
1. Tăierea lingourilor
Din cristalul de siliciu sunt tăiate discuri foarte subțiri. Cu ajutorul laserului, producătorii de cipuri pot face acest lucru într-un mod care este deosebit de delicat cu materialul.
2. Wafer gol
Pe discul de siliciu gol sunt aplicate toate structurile cipurilor semiconductoare.
3. Depunere
Un strat subțire de material, cum ar fi izolatori sau conductori, este aplicat pe wafer. Acesta este baza tranzistorilor și a legăturilor.
4. TGV/prin perforare
Fasciculele laser perforează găuri minuscule de contact (Vias) în straturile izolatoare și semiconductoare. De exemplu, ele permit legături verticale ale nivelurilor de circuit în cipuri 3D.
5. Acoperire fotorezistentă
Waferul este acoperit cu un strat de lac sensibil la lumină, astfel încât anumite zone pot fi expuse și prelucrate.
6. Litografia EUV
Lumina este proiectată prin intermediul unei măști pe lac, creând mici modele structurale și modelând astfel circuitele de comutare ulterioare.
7. Gravare
Zonele descoperite sunt gravate chimic sau fizic, iar în material sunt create șanțuri, contacte pătrunse și piste conductoare.
8. Implant ionic
Atomii străini sunt introduși în siliciu la viteză mare (dopaj). Acest lucru modifică proprietățile electrice și tranzistorii pot comuta.
9. Lustruire chimico-mecanică (Chemical Mechanical Polishing = CMP)
Suprafața waferului este netezită chimic și mecanic. Acest lucru permite o structură multistrat pentru cipuri deosebit de avansate.
10. Tăierea tip Dicing a waferelor
Waferul este separat în așa-numitele Dies/cipuri semiconductoare individuale. Fiecare cip semiconductor individual va deveni ulterior propriul său microcip. Acest lucru se realizează cu o precizie deosebită folosind laserul sau plasma.
11. Testare
Fiecare cip este testat electric – inițial funcțional, ulterior și sub sarcină și temperatură.
Produsele noastre pentru fabricarea semiconductorilor
Laserele și aplicațiile noastre cu plasmă sunt utilizate în toate etapele cheie de producție în fabricarea cipurilor.
Aflați mai multe despre utilizarea laserelor acum!
Tehnologia laser își poate aduce contribuția înainte, după și pe parcursul aproape fiecărei etape de producție în fabricarea cipurilor. Fiecare producător și procesator de semiconductori are propriul lanț tehnologic în care poate utiliza lasere în diferite puncte.
Cum modelează TRUMPF industria cipurilor
Cum permit laserele TRUMPF de înaltă performanță litografia EUV.
Parteneriatele noastre globale
Noile generații de cipuri ar trebui să consume cât mai puțină energie posibil. De asemenea, cipurile trebuie să fie produse într-un mod cât mai eficient din punct de vedere energetic, iar instalațiile trebuie să funcționeze non-stop, 365 de zile pe an. TRUMPF îndeplinește această cerință prin sprijinirea tuturor furnizorilor relevanți pentru fabricile de cipuri cu soluțiile lor de producție. În calitate de lider în inovație, furnizăm soluții electronice și laser pentru o mai mare eficiență și durabilitate în producția de microcipuri. Timp de multe decenii, TRUMPF a menținut parteneriate strânse cu principalii furnizori din industria semiconductorilor din Asia, SUA și Europa. Această cooperare strânsă, bazată pe încredere, ne permite să dezvoltăm soluții inovatoare care îndeplinesc cerințele ridicate ale clienților noștri.
Un exemplu de colaborare de succes este cooperarea intensă și de lungă durată cu ASML, cel mai mare producător mondial de sisteme litografice. TRUMPF furnizează laserul de mare putere pentru tehnologia EUV și, astfel, tehnologia de bază pentru fabricarea celor mai puternice microcipuri din lume. Generatoarele TRUMPF furnizează, de asemenea, energie fiabilă și precisă pentru procesele de acoperire cu straturi și gravare în producția de wafere de siliciu. Tehnologia laser de la TRUMPF este utilizată în numeroase aplicații, de exemplu în controlul calității fotomăștilor și a celor mai mici structuri de cipuri.
O lume a superlativelor
În calitate de întreprindere de înaltă tehnologie, modelăm în mod activ viitorul industriei semiconductorilor și aducem o contribuție semnificativă la revoluția digitală prin inovațiile noastre. Pașii următori includ dezvoltarea unor soluții de producție și mai eficiente și dezvoltarea parteneriatelor pentru a extinde și mai mult limitele tehnologiei.
Descoperiți inspirația! Știri Semicon, Actualizări TRUMPF, Perspective tehnologice
Doriți să aflați mai multe?
Atunci descărcați articole tehnice interesante și documente de specialitate din lumea producției de semiconductori aici sau contactați-ne.
Orice v-ați dorit întotdeauna să știți...
Un semiconductor este un material a cărui conductivitate electrică se situează între cea a unui conductor (de ex. cupru) și cea a unui izolator (de ex. sticlă). Materialele semiconductoare tipice sunt siliciul sau germaniul. Conductivitatea poate fi modificată în mod specific prin dopaj (introducerea de atomi străini) și influențe externe, cum ar fi temperatura sau lumina. Acest lucru face ca semiconductorii să fie ideali pentru elemente constructive electronice precum tranzistori, diode și circuite integrate. Industria semiconductorilor înregistrează o creștere puternică, determinată de depozitele de date, IA și miniaturizare. Tendința este către semiconductori din ce în ce mai performanți și, în același timp, mai mici. Experții numesc această evoluție cursa nanometrilor. Tehnologiile laser și cu plasmă de la TRUMPF sunt esențiale pentru procese precum litografia EUV, acoperirea cu straturi, expunerea și gravarea. Fără aceste tehnologii, nu ar fi posibilă fabricarea cipurilor de ultimă generație.
Un tranzistor este un element constructiv electronic care servește drept comutator sau amplificator pentru semnale electrice. Este componenta centrală a microelectronicii moderne și stă la baza procesoarelor, cipurilor de memorie și a aproape tuturor aparatelor digitale. Mai mulți tranzistori într-un cip sunt sinonimi cu o putere de calcul mai mare.
Un semiconductor parcurge de obicei câteva sute, uneori peste o mie de etape de producție. Este nevoie de luni de zile pentru a-l produce. Procesul de fabricație a semiconductorilor poate fi descris în zece etape simplificate:
1. Producția începe cu un wafer, care este extras din siliciu de înaltă puritate și tăiat în discuri subțiri.
2. Waferul este lustruit pentru a crea o suprafață absolut netedă pentru procesele ulterioare.
3 În litografie, se aplică un strat sensibil la lumină (fotorezist), care determină ulterior structura circuitelor de comutare.
4. Mici modele sunt proiectate pe wafer folosind procese de expunere extrem de precise, cum ar fi litografia EUV.
5. Zonele expuse sunt apoi developate chimic, astfel încât structurile dorite să devină vizibile.
6. Straturile de material sunt îndepărtate prin procese de gravare (de exemplu, gravare cu plasmă) pentru a da formă pistelor conductoare și tranzistoarelor.
7. Apoi urmează procesele de dopaj în care sunt introduși atomi străini pentru a modifica proprietățile electrice ale siliciului.
8. Mai multe straturi de metale și izolatori sunt aplicate pentru a crea conexiuni complexe între tranzistori.
9. După sute de astfel de etape, waferul este testat și tăiat în cipuri individuale (dies) – acest proces se numește tăierea tip Dicing a waferului.
10. În cele din urmă, cipurile sunt ambalate (Packaging), testate și lansate pentru a fi utilizate în dispozitive precum smartphone-uri, computere sau automobile.
1. Tehnologia informației și comunicațiilor
Semiconductorii controlează procesele de calcul din computere, servere și smartphone-uri. Acestea sunt indispensabile pentru comunicațiile digitale, cloud computing și internetul obiectelor (IoT).
2. Inteligența artificială și centrele de date
Cipurile puternice permit procesarea unor cantități uriașe de date pentru aplicații de IA și analize de date mari.
3. Industria auto
În autovehicule, semiconductorii sunt esențiali pentru sistemele de asistență a șoferului, mobilitatea electrică, infotainment și conducerea autonomă.
4. Tehnica medicală
Acestea permit obținerea de imagini precise, sisteme de diagnoză și chiar aparate implantabile.
5. Industrie și automatizare
Semiconductorii acționează senzori, sisteme de comandă și robotică în procesul de fabricație industrială.
Aplicațiile de IA necesită o putere de calcul enormă. Cu cât cipurile sunt mai performante, cu atât modelele de IA pot fi antrenate și implementate mai rapid și mai eficient. Progresele în tehnologia semiconductorilor conduc astfel în mod semnificativ la dezvoltarea inteligenței artificiale. Tehnologia TRUMPF, cum ar fi EUV, este utilizată pentru fabricarea celor mai performante cipuri.
Cipurile IA sunt procesoare special dezvoltate care execută algoritmi complecși pentru învățarea automată și inteligența artificială direct pe cip. Acestea diferă de procesoarele convenționale prin capacitatea lor de a procesa în paralel cantități mari de date.
Cipurile de inteligență artificială sunt create în cadrul unui proces de producție extrem de complex, care combină tehnologiile semiconductoare tradiționale cu procese inovatoare de ambalare. În primul rând, nucleele de calcul propriu-zise, bazate de obicei pe siliciu, sunt fabricate în structuri nanometrice.
Cipurile trebuie să fie extrem de puternice și eficiente energetic pentru a procesa cantități uriașe de date în timp real. Acesta este motivul pentru care producătorii se concentrează din ce în ce mai mult pe ambalaje avansate. Mai multe cipuri sunt combinate pe așa-numitele interposere, care servesc drept strat de interconectare.
Deși interposerele din siliciu au fost mult timp standardul, acestea își ating acum limitele în ceea ce privește dimensiunea și costul. Soluția: interposere din sticlă. Sticla este mai ieftină, poate fi prelucrată în panouri mari și permite realizarea de pachete complexe de cipuri pentru sistemele IA. Pentru a crea conexiunile electrice dintre straturi, milioane de găuri minuscule, cunoscute sub denumirea de Through-Glass-Vias (TGV), trebuie să fie perforate în sticlă. Tehnica laserului de la TRUMPF este de asemenea utilizată aici.
Legea lui Moore prevede că numărul de tranzistori de pe un microcip se dublează aproximativ la fiecare doi ani, în timp ce costurile per operație de calcul scad. Ca urmare, performanța cipurilor crește continuu, fără ca dimensiunea acestora să crească. Tehnologii precum litografia EUV și noile arhitecturi de cipuri (de exemplu, structuri 3D) sunt utilizate pentru a continua miniaturizarea. Legea a fost formulată în 1965 de Gordon Moore, co-fondator al Intel. Nu este o lege a naturii, ci o observație care reflectă viteza de inovare din industrie.
1. Miniaturizare și precizie
Industria este supusă unei presiuni enorme pentru a produce structuri din ce în ce mai mici, în domeniul nanometric. Litografia EUV și generatoarele de plasmă trebuie să funcționeze cu o precizie extremă pentru a produce structuri 3D pe wafere de siliciu. Chiar și cele mai mici abateri duc la rebuturi și costuri ridicate. Controlul calității (metrologia) devine din ce în ce mai complex, deoarece toleranțele sunt de ordinul nanometrilor.
2. Consumul de energie și durabilitatea
Eficiența energetică este esențială pentru reducerea costurilor de operare și atingerea obiectivelor de sustenabilitate. Prin urmare, generatoarele de plasmă și sistemele laser trebuie să funcționeze cât mai eficient energetic posibil.
3. Lanțuri de aprovizionare și asigurarea calității
Întregul lanț de aprovizionare trebuie să garanteze o calitate cu zero defecte. Punctele slabe ale furnizorilor pot pune în pericol producția. TRUMPF impune standarde stricte de calitate partenerilor și furnizorilor săi.
4. Disponibilitatea instalațiilor de producție
Producția de semiconductori este puternic concentrată în Asia. Furnizorii de echipamente trebuie să ofere producătorilor de cipuri din întreaga lume servicii de cea mai înaltă calitate pentru a evita timpii de nefuncționare. Prin urmare, TRUMPF investește în centre regionale de servicii și centre tehnice, de exemplu în Taiwan.
Litografia este un proces central în producția de semiconductori, prin care structurile pentru circuitele electronice sunt transferate pe wafere de siliciu. Un dispozitiv special de acoperire aplică un strat sensibil la lumină (fotorezist) pe wafer. Sistemul de litografie expune apoi modelele dorite folosind lumina și le dezvoltă chimic. Aceste structuri constituie baza pentru tranzistori și alte elemente constructive de pe cip. Cea mai avansată tehnologie în acest domeniu este litografia EUV. Folosește lumină cu unde extrem de scurte pentru a crea structuri nanometrice fine. Cele mai performante microcipuri nu pot fi produse fără litografie EUV. Ea este esențială pentru realizarea legii lui Moore, care prevede o dublare a numărului de tranzistori la fiecare doi ani.
Un wafer este punctul de plecare pentru producția de microcipuri. Acesta constă din siliciu de înaltă puritate, care este mai întâi transformat într-un singur cristal și apoi tăiat în discuri subțiri. Aceste discuri sunt lustruite pentru a crea o suprafață absolut netedă. Structurile circuitelor sunt create pe wafer prin litografie, expunere, procese de gravare și dopaj. După sute de etape ale procesului, waferul este testat și tăiat în cipuri individuale („dies”).
Tăierea tip Dicing a waferelor se referă la separarea cipurilor semiconductoare de pe un wafer. Acesta este un pas central în etapa finală a lanțului de procesare a semiconductorilor.
Tăiere mecanică cu ferăstrău, Stealth-Dicing, Dicing de ablație cu lasere și Dicing cu plasmă.
Gravarea cu plasmă este un proces în care se utilizează gaz ionizat (plasmă) pentru a îndepărta sau structura materialul de pe suprafața waferului. Acest proces este esențial pentru o structură precisă a cipului.
Un aparat care furnizează energie electrică de înaltă frecvență pentru a genera și controla plasma pentru producția de cipuri.
Grilele prin sticlă (TGV) sunt mici contacte conductoare pătrunse în sticlă, care permit legături electrice între diferite straturi ale unui pachet de cipuri. Ele sunt esențiale pentru aplicațiile de înaltă performanță deoarece scurtează traseele semnalelor și minimizează pierderile de energie.
Producția de semiconductori necesită multă energie. Cu toate acestea, companiile producătoare de semiconductori își pot reduce semnificativ amprenta de carbon concentrându-se pe tehnologii eficiente energetic și pe economia circulară, iar tehnologia TRUMPF joacă un rol cheie în acest sens. Ca întreprindere de familie, sustenabilitatea face parte din ADN-ul TRUMPF. Acesta este motivul pentru care acordăm o mare importanță utilizării eficiente și cu moderație a energiei și materialelor atunci când vine vorba de tehnologii de pionierat precum litografia EUV.
