Tingkatkan Hasil Semikonduktor dengan Paduan yang Dioptimalkan

Meningkatkan Hasil Fabrikasi Semikonduktor dengan Material yang Dioptimalkan

Masroor Malik, Manajer Pasar Semikonduktor, Swagelok, dan Shelly Tang, Insinyur Metalurgi Utama Utama, Swagelok

Inovasi cepat adalah kebutuhan dalam lanskap semikonduktor yang sangat kompetitif. Sebagian besar dunia modern bergantung pada pengembangan chip yang semakin kuat, memanfaatkan transistor yang lebih kecil dan lebih kecil untuk menghasilkan daya pemrosesan tingkat tinggi. Hukum Moore, yang menyatakan bahwa jumlah transistor dalam chip yang diberikan berlipat ganda setiap dua tahun, telah berlaku sejak tahun 1970-an, dan terus berdampak pada pengembangan transistor hari ini.

Pabrikan tentu saja harus menyeimbangkan tuntutan inovasi ini dengan kemampuan mereka sendiri untuk memaksimalkan hasil produksi dan profitabilitas. Bagaimana cara melakukannya? Laporan terbaru dari McKinsey &Company ¹ menyarankan bahwa beberapa strategi umum—mengurangi biaya tenaga kerja, mengurangi konsumsi bahan, dan mengurangi pengeluaran pengadaan global—telah terbukti efektif dalam jangka pendek, tetapi belum menghasilkan keuntungan profitabilitas jangka panjang.

Sebaliknya, laporan tersebut menyarankan, perakit semikonduktor dapat lebih efektif mengelola biaya dan mempertahankan profitabilitas yang lebih tinggi dengan meningkatkan hasil ujung ke ujung. “Optimasi hasil telah lama dianggap sebagai salah satu tujuan yang paling penting, namun sulit untuk dicapai—sehingga menjadi keunggulan kompetitif dalam operasi semikonduktor,” menurut McKinsey.

Hasil end-to-end dapat ditingkatkan dalam berbagai cara, tetapi ada potensi signifikan dalam satu area proses fabrikasi semikonduktor yang terkadang diabaikan:sistem fluida kritis dan komponen yang mengangkut gas halogen reaktan dari penyimpanan ke ruang deposisi. Karena kondisi proses menjadi lebih menuntut, dan karena gas reaktan menjadi lebih ringan dan lebih agresif, sistem ini harus menawarkan tingkat kinerja tertinggi—dan sebagian besar bergantung pada bahan dari mana mereka dibuat.

Dalam lingkungan produksi chip semikonduktor saat ini, baja tahan karat kelas rendah seringkali tidak memberikan tingkat kinerja yang diperlukan. Berikut adalah bagaimana komponen sistem fluida yang terbuat dari bahan berkualitas lebih tinggi dapat berkontribusi pada hasil akhir yang lebih tinggi, dan apa yang harus dipertimbangkan oleh perakit semikonduktor saat menentukan baja tahan karat.

Dampak sistem fluida pada potensi hasil.

Dampak sistem fluida dan gas pada hasil terutama dipengaruhi oleh dua faktor utama:kontaminasi dan korosi.

Pertama, seiring dengan semakin kecilnya transistor proses, resistensi kontaminasi merupakan atribut kinerja yang semakin penting untuk lingkungan produksi dengan kemurnian sangat tinggi. Bahkan minimal, partikel asing mikroskopis dapat menyebabkan masalah besar. Komponen sistem fluida yang tepat dapat membantu membatasi kontaminan memasuki proses pembuatan chip, sehingga berkontribusi pada volume chip yang layak lebih tinggi selama proses produksi.

Kedua, karena proses produksi semikonduktor semakin menggunakan gas proses yang lebih agresif yang mungkin memerlukan suhu operasi yang semakin tinggi, potensi korosi meningkat. Setiap downtime akibat kebutuhan untuk mengganti katup, fitting, atau tabung yang terkorosi dalam sistem ini dapat menghentikan produksi dan secara dramatis mengurangi hasil keseluruhan. Ketahanan korosi yang unggul dapat membantu perakit menghindari jenis waktu henti ini. Keselamatan juga merupakan pertimbangan utama di sini—komponen sistem yang tidak berfungsi dengan baik dapat menyebabkan kebocoran yang berpotensi berbahaya.

Mencapai kinerja yang lebih tinggi melalui pemilihan material yang strategis.

Formulasi baja tahan karat dengan keseimbangan optimal dari paduan kinerja tinggi dan kandungan residu sangat penting untuk lingkungan produksi semikonduktor.

Misalnya, peningkatan kadar kromium, nikel, dan molibdenum dalam formulasi baja tahan karat meningkatkan kekuatan dan kemampuan material untuk menahan korosi akibat kontak dengan media sistem yang agresif. Kandungan residu tertentu harus tetap ada dalam formulasi—misalnya, keseimbangan sulfur tertentu diperlukan untuk memastikan penyelesaian akhir permukaan komponen dan kemampuan las yang optimal. Ini adalah kombinasi yang menantang dari atribut kinerja untuk diseimbangkan, dan ini membutuhkan produsen dengan tingkat pengalaman dan pengetahuan yang tinggi dalam metalurgi dan ilmu material.

Namun, dalam fabrikasi semikonduktor, kebersihan dan kemurnian sangat penting. Kebersihan dapat ditingkatkan dengan menggunakan bahan dengan kemurnian tinggi dengan pengotor yang diminimalkan dalam baja tahan karat melalui proses seperti argon oxygen decarburization (AOD), peleburan induksi vakum (VIM), dan peleburan kembali busur vakum (VAR). Kontrol kualitas dan metode pengujian yang ketat juga harus diterapkan oleh pabrikan—tindakan seperti pengujian ultrasonik, pengujian arus Eddy, dan metode lainnya dapat mendeteksi ketidaksempurnaan internal atau eksternal terkecil sekalipun yang dapat membahayakan kemurnian. Pemrosesan pasca-pemesinan, seperti elektropolish dan pasivasi untuk material tertentu, dapat lebih meningkatkan kebersihan komponen.

Apa yang harus dicari dari pemasok komponen sistem cairan Anda.

Untuk mengurangi kontaminasi, meningkatkan ketahanan terhadap korosi, dan berkontribusi pada hasil produksi end-to-end yang lebih tinggi, perakit semikonduktor harus mencari pemasok komponen sistem fluida terbukti yang memahami kebutuhan unik aplikasi kritis mereka dan menawarkan solusi dengan fungsionalitas dan konstruksi material yang dioptimalkan. .

Pemasok yang ideal harus dapat…

• Pahami sepenuhnya tantangan ilmu material dan manufaktur semikonduktor
• Dapatkan baja tahan karat kualitas tertinggi dari pemasok yang telah terbukti
• Pertahankan bahan kimia dan standar pemrosesan yang ditentukan dengan ketat
• Uji semua bahan baja tahan karat dengan teliti dan menyeluruh
• Pertahankan kontrol ketat atas bahan selama proses manufaktur
• Lacak semua bahan baja tahan karat dari bahan mentah hingga pengiriman untuk ketertelusuran 100%

Mencari pemasok yang menunjukkan masing-masing atribut ini sepadan dengan usaha bagi produsen semikonduktor yang ingin mencapai hasil puncak di ruang yang sangat kompetitif ini. Menemukan pemasok yang menawarkan produk berkinerja tinggi yang meminimalkan kontaminasi dan korosi melalui pilihan material dan desain produk yang tepat memiliki potensi ROI yang signifikan.

Tertarik untuk mempelajari lebih lanjut tentang bagaimana sistem cairan yang dioptimalkan dapat membantu Anda mencapai keuntungan profitabilitas jangka panjang? Swagelok memiliki pengalaman puluhan tahun dalam menyediakan komponen berkinerja tinggi untuk industri semikonduktor. Hubungi tim kami dan cari tahu bagaimana Anda bisa mendapatkan keuntungan hari ini.

¹ “Mengambil lompatan ke depan dalam peningkatan hasil semikonduktor,” McKinsey &Company, 2 Mei 2018.

Masroor Malik adalah Manajer Pasar Semikonduktor untuk Perusahaan Swagelok. Dalam dua puluh dua tahun bersama perusahaan, ia memiliki pengalaman teknis yang signifikan dalam membantu pelanggan di seluruh pasar semikonduktor. Dia memegang gelar dari University of Nebraska-Lincoln, dan Weatherhead School of Management di Case Western Reserve University.

Shelly Tang adalah Insinyur Metalurgi Utama Utama untuk Perusahaan Swagelok. Selama hampir 20 tahun dalam peran ini, Shelly memiliki pengalaman yang signifikan dalam ilmu material dalam berbagai aplikasi sistem fluida kritis. Dia memegang gelar Ph.D. gelar dalam Ilmu dan Teknik Material dari Penn State University.