无需洁净室！运用05寸晶圆！日本最小晶圆厂投产了

  据报道，日本横河电机将日本最早的AIST 最小晶圆厂（Mini Fab）项目投入出产。它运用0.5英寸的晶圆，而且不需求洁净室即可操作。

  中所周知，台积电最新的超大晶圆厂（GIGAFAB），每个月可出产超越10万片12 吋晶圆，每座造价高达3 千亿元。但日本推出的「迷你晶圆厂」（Minimal Fab），瞄准物联网年代小量、多样的感测器需求，起价却只需5 亿日圆（1.7 亿元台币）。《日经商业周刊》称之为：「推翻全球半导体业界的制作体系」。

  这个由经济工业省主导，由 140 间日本企业、集体联合开发的新代代制作体系，方针是透过本钱与技能门槛的大起伏下降，让轿车与家电厂商能自己出产所需的半导体及感应器。形同推翻台积电董事长张忠谋 30 年前所创的晶圆代工形式，重回早年飞利浦、Sony 等大厂都自己出产半导体的笔直整合年代。

  贩卖这种出产体系的，是日本横河电机集团旗下的横河解决方案。每台外型流线、漂亮的制作机台，巨细约与饮料主动贩卖机差不多，但各自具有洗净、加热、曝光等功能。每一台机器，都适当于一条半导体制作的出产线。一条「迷你晶圆厂」产线，所需的最小面积是大约是两个网球场的巨细。也仅是一座 12 吋晶圆厂的百分之一面积。

  「迷你晶圆厂」能做到如此廉价、体积小，首先是应战业界知识的立异做法──不需求无尘室。

  半导体芯片上假如沾有超越 0.1 微米的尘埃就算是不良品，为此，制作室内一定要坚持超高洁净度。保持无尘室需求很多的电力，因而不只出资金额很高、保持费用也适当惊人。所以半导体不很多出产的话，很难获利。

  工业技能总合研究所的原史朗应战了这项业界的知识。「半导体工厂真的需求无尘室吗？分明需求阻隔尘埃的只需晶圆罢了。」抱持着这项疑问，原史朗从 1990 年代开端设想「迷你晶圆厂」。

  几年后，原史朗总算开发出部分无尘化的关键技能，并将此效果制出特别运输体系「Minimal Shuttle」。使用电磁铁操控开关，简直不会有尘埃进入。

  「迷你晶圆厂」的另一个特征，是不要运用到光罩，这又可大起伏下降本钱。Minimal Fab 的概念，便是那样的年代非常需求的多种少数出产体系。要处理的晶圆大约直径 0.5 英吋，比 1 日圆硬币还要小。由于晶圆很小，所以出产设备也要跟着变小。

  芯片从晶圆上大摇大摆下来，大约 1 平方公分巨细。「迷你晶圆厂」的年产量大约是 50 万个，一般的 12 吋晶圆厂则是两亿个。假如只出产 1 万个，市面上每一芯片要收 1 万日圆，但「迷你晶圆厂」只需收 1,200 日圆。

  这项「迷你晶圆厂」的研制方案，源自 2010 年。从 2012 年开端的 3 年内，取得经济工业省的预算，方案也随之经过。现在包括许多制作大厂在内，共 140 间企业集体参加。虽然是由横河解决方案在贩售，但是参加开发制作的日本中小企业大约有 30 间，这也是该设备的一大特征之一。

  依据方案，「迷你晶圆厂」的半导体前段制程所需的设备在2016年现已大致研制结束，开端正式贩售。而 2018 年曾经，大摇大摆芯片功能与封装等的后段制程设备也会开发完结。这次横河电机将其mini fab投产，对工业来说，也是重要一步。