Warum werden Wafer (Siliziumwafer) größer?

Bei der Herstellung von integrierten Schaltkreisen auf Siliziumbasis ist die Siliziumwafer eines der wichtigsten Materialien.Der Durchmesser und die Größe der Wafer spielen während des gesamten Herstellungsprozesses eine entscheidende RolleDie Größe der Wafer bestimmt nicht nur die Anzahl der produzierten Chips, sondern wirkt sich auch direkt auf Kosten, Kapazität und Qualität aus.

1. Die historische Entwicklung der WafergrößenIn den frühen Tagen der Produktion von integrierten Schaltungen war der Durchmesser der Wafer relativ klein.Mit dem technologischen Fortschritt und der steigenden Nachfrage nach einer effizienteren ProduktionIn der modernen Halbleiterherstellung sind 150 mm (6 Zoll), 200 mm (8 Zoll) und 300 mm (12 Zoll)

Diese Größenänderung bringt erhebliche Vorteile mit sich: Zum Beispiel hat eine 300-mm-Silizium-Wafer mehr als das 140fache der Oberfläche einer 1-Zoll-Wafer von vor 50 Jahren.Diese Erhöhung der Fläche hat die Produktionseffizienz und die Wirtschaftlichkeit erheblich verbessert.

2Einfluss der Wafergröße auf Ertrag und Kosten

1. Ertragssteigerung
   Größere Wafer ermöglichen die Herstellung von mehr Chips auf einer Wafer. Unter der Annahme, dass die Strukturgröße der Chips (d. h. die Konstruktion und der erforderliche physikalische Platz) gleich ist,Ein 300 mm Wafer kann mehr als doppelt so viele Chips produzieren wie ein 200 mm WaferDies bedeutet, dass größere Wafer den Ertrag erheblich steigern können.

2. Kostensenkung
   Mit zunehmender Waferfläche steigt der Ertrag, während einige grundlegende Schritte im Herstellungsprozess (wie Photolithographie und Ätzen) unabhängig von der Wafergröße unverändert bleiben.Dies ermöglicht eine Verbesserung der Produktionseffizienz ohne Hinzufügen von ProzessschrittenDarüber hinaus ermöglichen größere Wafer die Verteilung der Herstellungskosten auf eine größere Anzahl von Chips, wodurch die Kosten pro Chip gesenkt werden.

3. Verbesserung der Randwirkung in WafernWenn der Durchmesser des Wafers steigt, verringert sich die Krümmung der Waferkante, was entscheidend ist, um den Randverlust zu reduzieren.und aufgrund der Krümmung am WaferrandBei kleineren Wafern ist der Randverlust aufgrund der höheren Krümmung größer. Bei 300 mm Wafern ist diese Krümmung jedoch relativ geringer,die hilft, Randverlust zu minimieren.

4Wafergrößenwahl und Kompatibilität der AusrüstungDie Wafergröße beeinflusst die Auswahl der Ausrüstung und die Konstruktion der Produktionslinie.Ausrüstung für die Verarbeitung von 300 mm-Wafern erfordert in der Regel mehr Platz und unterschiedliche technische Unterstützung und ist in der Regel teurerDiese Investition kann jedoch durch höhere Renditen und geringere Chipekosten ausgeglichen werden.

Darüber hinaus ist der Herstellungsprozess für 300-mm-Wafer im Vergleich zu 200-mm-Wafern komplexer.mit hochpräzisen Roboterarmen und ausgeklügelten Handhabungssystemen, um sicherzustellen, dass die Wafer während des gesamten Produktionsprozesses nicht beschädigt werden.

5. Zukünftige Trends bei Wafergrößen
Obwohl 300 mm Wafer bereits in der High-End-Fertigung weit verbreitet sind, erforscht die Industrie weiterhin noch größere Wafergrößen.mit möglichen kommerziellen Anwendungen in der ZukunftDie Erhöhung der Wafergröße erhöht die Produktionseffizienz direkt, senkt die Kosten und minimiert die Randverluste, wodurch die Halbleiterherstellung wirtschaftlicher und effizienter wird.

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