Perché una scatola di wafer contiene 25 wafer?

Nel sofisticato mondo della tecnologia moderna,cialdeI wafer di silicio, noti anche come wafer di silicio, sono i componenti fondamentali dell'industria dei semiconduttori. Costituiscono la base per la produzione di vari componenti elettronici come microprocessori, memorie, sensori, ecc., e ogni wafer racchiude il potenziale per innumerevoli componenti elettronici. Perché, quindi, vediamo spesso 25 wafer in una confezione? Dietro a questa scelta si celano considerazioni scientifiche ed economiche legate alla produzione industriale.

 

Vi sveliamo il motivo per cui ci sono 25 wafer in una confezione.

Innanzitutto, è importante comprendere le dimensioni del wafer. Le dimensioni standard dei wafer sono generalmente di 12 e 15 pollici, per adattarsi alle diverse apparecchiature e ai processi di produzione.wafer da 12 polliciAttualmente sono il tipo più comune perché possono ospitare più chip e presentano un buon equilibrio tra costi di produzione ed efficienza.

Il numero "25 pezzi" non è casuale. Si basa sul metodo di taglio e sull'efficienza di confezionamento del wafer. Dopo che ogni wafer è stato prodotto, deve essere tagliato per formare più chip indipendenti. In generale, unwafer da 12 polliciÈ possibile tagliare centinaia o addirittura migliaia di scaglie. Tuttavia, per facilitare la gestione e il trasporto, queste scaglie vengono solitamente confezionate in quantità specifiche, e 25 pezzi rappresentano una scelta comune perché non sono né troppi né troppo grandi, garantendo al contempo una sufficiente stabilità durante il trasporto.

Inoltre, la quantità di 25 pezzi favorisce l'automazione e l'ottimizzazione della linea di produzione. La produzione in lotti può ridurre i costi di lavorazione per singolo pezzo e migliorare l'efficienza produttiva. Allo stesso tempo, per lo stoccaggio e il trasporto, una scatola per wafer da 25 pezzi è facile da gestire e riduce il rischio di rottura.

È opportuno notare che, con il progresso tecnologico, alcuni prodotti di fascia alta possono adottare un numero maggiore di confezioni, ad esempio da 100 o 200 pezzi, per migliorare ulteriormente l'efficienza produttiva. Tuttavia, per la maggior parte dei prodotti di fascia media e di consumo, una confezione da 25 wafer rimane una configurazione standard comune.

In sintesi, una scatola di wafer contiene solitamente 25 pezzi, un numero che rappresenta un compromesso raggiunto dall'industria dei semiconduttori tra efficienza produttiva, controllo dei costi e praticità logistica. Con il continuo sviluppo tecnologico, questo numero potrebbe essere modificato, ma la logica di base – ottimizzazione dei processi produttivi e miglioramento dei profitti economici – rimane invariata.

Gli impianti di produzione di wafer da 12 pollici utilizzano FOUP e FOSB, mentre quelli da 8 pollici e inferiori (inclusi gli 8 pollici) utilizzano Cassette, SMIF POD e wafer boat box, ovvero il wafer da 12 pollici.supporto per waferè chiamato collettivamente FOUP, e l'8 pollicisupporto per waferNel loro insieme, vengono chiamate Cassette. Normalmente, una FOUP vuota pesa circa 4,2 kg, mentre una FOUP contenente 25 wafer pesa circa 7,3 kg.
Secondo le ricerche e le statistiche del team di QYResearch, il mercato globale dei contenitori per wafer ha raggiunto un fatturato di 4,8 miliardi di yuan nel 2022 e si prevede che raggiungerà i 7,7 miliardi di yuan nel 2029, con un tasso di crescita annuo composto (CAGR) del 7,9%. In termini di tipologia di prodotto, i contenitori FOUP per semiconduttori detengono la quota maggiore dell'intero mercato, circa il 73%. Per quanto riguarda le applicazioni, le più diffuse sono i wafer da 12 pollici, seguiti da quelli da 8 pollici.

In realtà, esistono molti tipi di supporti per wafer, come i FOUP per il trasferimento dei wafer negli impianti di produzione; i FOSB per il trasporto tra gli impianti di produzione di wafer di silicio e gli impianti di produzione di wafer; i supporti CASSETTE possono essere utilizzati per il trasporto tra i processi e in combinazione con essi.

 

CASSETTA APERTA

Le cassette aperte sono utilizzate principalmente nei processi di trasporto e pulizia tra i processi di produzione dei wafer. Come i FOSB, i FOUP e altri supporti, utilizzano generalmente materiali resistenti alle alte temperature, con eccellenti proprietà meccaniche, stabilità dimensionale, durata, antistaticità, bassa emissione di gas, bassa precipitazione e riciclabilità. Le dimensioni dei wafer, i nodi di processo e i materiali selezionati variano a seconda del processo. I materiali generalmente utilizzati sono PFA, PTFE, PP, PEEK, PES, PC, PBT, PEI, COP, ecc. Il prodotto è generalmente progettato per contenere 25 pezzi.

CASSETTA APERTA può essere utilizzata insieme al corrispondenteCassetta a waferprodotti per lo stoccaggio e il trasporto dei wafer tra i diversi processi, al fine di ridurre la contaminazione dei wafer.

OPEN CASSETTE viene utilizzato in combinazione con prodotti Wafer Pod (OHT) personalizzati, che possono essere applicati alla trasmissione automatizzata, all'accesso automatizzato e a uno stoccaggio più sigillato tra i processi nella produzione di wafer e nella produzione di chip.

Naturalmente, le CASSETTE APERTE possono essere trasformate direttamente in prodotti CASSETTE. Il prodotto Wafer Shipping Boxes ha una struttura di questo tipo, come mostrato nella figura sottostante. Può soddisfare le esigenze di trasporto dei wafer dagli stabilimenti di produzione di wafer agli stabilimenti di produzione di chip. Le CASSETTE e altri prodotti derivati ​​possono sostanzialmente soddisfare le esigenze di trasmissione, stoccaggio e trasporto interaziendale tra i vari processi negli stabilimenti di produzione di wafer e di chip.

 

Scatola di spedizione per wafer con apertura frontale (FOSB)

La scatola per il trasporto di wafer con apertura frontale (FOSB) è utilizzata principalmente per il trasporto di wafer da 12 pollici tra gli impianti di produzione di wafer e quelli di chip. A causa delle grandi dimensioni dei wafer e dei requisiti di pulizia più elevati, vengono utilizzati elementi di posizionamento speciali e un design antiurto per ridurre le impurità generate dall'attrito durante lo spostamento dei wafer. I materiali utilizzati sono a bassa emissione di gas, riducendo così il rischio di contaminazione dei wafer. Rispetto ad altre scatole per il trasporto di wafer, la FOSB offre una migliore tenuta all'aria. Inoltre, negli impianti di confezionamento a valle, la FOSB può essere utilizzata anche per lo stoccaggio e il trasferimento dei wafer tra le diverse fasi di produzione.

I FOSB sono generalmente composti da 25 pezzi. Oltre allo stoccaggio e al prelievo automatici tramite il sistema automatizzato di movimentazione dei materiali (AMHS), possono essere azionati anche manualmente.

Pod unificato con apertura frontale

Il Front Opening Unified Pod (FOUP) è utilizzato principalmente per la protezione, il trasporto e lo stoccaggio dei wafer nello stabilimento di produzione. Rappresenta un contenitore di trasporto fondamentale per il sistema di trasporto automatizzato nello stabilimento di produzione di wafer da 12 pollici. La sua funzione principale è quella di garantire che ogni 25 wafer siano protetti al suo interno, evitando la contaminazione da polvere esterna durante il trasferimento tra le diverse macchine di produzione, prevenendo così un impatto negativo sulla resa produttiva. Ogni FOUP è dotato di diverse piastre di collegamento, perni e fori che ne consentono il posizionamento sulla porta di carico e il funzionamento tramite il sistema AMHS (Automated Machinery Health System). I materiali utilizzati, tra cui quelli a bassa emissione di gas e a basso assorbimento di umidità, riducono significativamente il rilascio di composti organici e prevengono la contaminazione dei wafer; allo stesso tempo, l'eccellente tenuta e la funzione di gonfiaggio garantiscono un ambiente a bassa umidità per i wafer. Inoltre, i FOUP possono essere realizzati in diversi colori, come rosso, arancione, nero, trasparente, ecc., per soddisfare le esigenze di processo e distinguere i diversi processi; generalmente, i FOUP vengono personalizzati dai clienti in base alle specifiche della linea di produzione e alle caratteristiche delle macchine dello stabilimento di produzione.

Inoltre, i POUP possono essere personalizzati in prodotti speciali per i produttori di imballaggi in base a diversi processi, come TSV e FAN OUT nel packaging del back-end del chip, ad esempio SLOT FOUP, FOUP da 297 mm, ecc. I FOUP sono riciclabili e hanno una durata compresa tra 2 e 4 anni. I produttori di FOUP possono fornire servizi di pulizia del prodotto per consentire il riutilizzo di prodotti contaminati.

 

Speditori orizzontali di wafer senza contatto

I sistemi di trasporto orizzontale senza contatto per wafer sono utilizzati principalmente per il trasporto di wafer finiti, come mostrato nella figura sottostante. La scatola di trasporto di Entegris utilizza un anello di supporto per garantire che i wafer non entrino in contatto durante lo stoccaggio e il trasporto, e presenta una buona tenuta per prevenire la contaminazione da impurità, l'usura, le collisioni, i graffi, il degassamento, ecc. Il prodotto è particolarmente adatto per wafer 3D sottili, a lente o con bump, e le sue aree di applicazione includono 3D, 2.5D, MEMS, LED e semiconduttori di potenza. Il prodotto è dotato di 26 anelli di supporto, con una capacità di 25 wafer (di diverso spessore), e le dimensioni dei wafer includono 150 mm, 200 mm e 300 mm.