芯片|200毫米的短缺可能会持续多年( 三 ) 汽车|半导体|扫描仪|it芯片

在 200mm 和 300mm 晶圆厂中，很大一部分成本用于设备。每个晶圆厂都由一个封闭的洁净室组成，配备各种设备类型，例如沉积系统、蚀刻机、检查/计量设备和光刻扫描仪。
使用这些和其他设备类型，每种芯片类型都遵循不同的工艺流程。在任何情况下，找到合适的 200mm 设备都很重要。有缺陷的系统会导致芯片出现缺陷。
有几个不同的实体销售 200 毫米工具，包括设备供应商、二手/翻新工具公司、经纪人、拍卖商和在线网站。
许多实体都享有盛誉。但是该领域也有许多恐怖故事，其中芯片制造商会在不知不觉中购买无法使用或缺少零件的二手工具。
SurplusGlobal 首席执行官 Bruce Kim 表示，新设备或旧设备的购买者应遵循一些简单的规则以避免任何问题：1）尽早开始寻找；2) 与信誉良好的公司合作；3) 准备好为使用过的 200mm 工具支付几乎新的价格。
尽管如此，如果您需要 200mm 齿轮，第一步是联系设备制造商。一些（但不是全部）设备供应商构建了具有最新功能的新 200mm 系统。
“全新 200 毫米刀具的交货时间非常长， ”Kim 说。 “此外， 200 毫米全新工具的价格有时与 300 毫米全新工具的价格相似。 ”
一些设备供应商也将使用称为核心的使用过的工具并对其进行翻新。有时，供应商无法翻新系统，因为它已经过时或无法使用。也很难为过时的工具找到备件。
联系二手/翻新设备供应商是另一种选择。有些携带 200 毫米和/或 300 毫米的二手齿轮。一些甚至制造自己的设备。
一般来说，很难从所有供应商那里找到翻新的 200 毫米系统。据二次设备供应商 SurplusGlobal 称，目前，全球市场上所有实体的 200 毫米核心工具不到 250 件。
“我们可能需要 1500 到 3000 个核心工具来满足需求， ”Kim 说。 “300mm 工具实际上更容易获得。但是，由于供应链问题，翻新有点困难。有趣的是，越来越多的 300mm 工具转换为 200mm 系统。 ”
梳理 200mm 市场的一种方法是突出一些主要工艺步骤并探讨手头的设备问题。不可能列出所有提供 200mm 工具的设备供应商。突出几个供应商肯定会强调挑战。
对于所有芯片，第一步都在硅晶圆供应商处进行。这些供应商使用各种设备制造各种直径尺寸的未加工硅晶片，例如 150 毫米、200 毫米和 300 毫米。
对 200 毫米晶圆的需求依然强劲。 SEMI 高级研究经理 Sungho Yoon 表示：“前五名晶圆供应商不追求 200mm 产能扩张，因此 200mm 晶圆供应预计将在 2022 年保持紧张。 ”
同时，在生产出晶圆后，它们会被运送到芯片制造商，在晶圆厂进行加工。对于许多逻辑芯片，第一步是在晶圆上沉积一层二氧化硅，然后是氮化物层。取决于应用，可以使用其他材料。
然后将晶圆插入称为涂层机/显影机的系统中。在该系统中，将光刻胶（一种光敏材料）倒在晶圆上。
然后将晶圆发送到另一个称为光刻扫描仪或步进器的系统。在操作中，晶片和光掩模被放置在光刻工具中。光掩模是给定 IC 设计的模板。
然后，扫描仪/步进器产生光，通过掩模投射到晶圆上，根据给定的设计在晶圆上创建微小的图案。
对于 200mm 晶圆，芯片制造商使用 365nm（i-line）或 248nm 光刻系统。根据尼康的说法，使用各种技术， i-line 光刻系统可以实现低至 280nm 的分辨率，而 248nm 约为 110nm 。
ASML、佳能和尼康是 200mm 光刻系统的主要供应商。而 200mm 光刻系统通常是市场上最难找到的工具。佳能营销经理 Doug Shelton 表示：“200 毫米设备需求的增加和全球设备短缺导致设备交付周期比平常更长。 ”
所有光刻供应商都销售具有最新功能的新的或翻新的 200mm 工具。 “佳能继续生产新的 200mm 兼容 i-line 和 DUV 步进器和扫描仪，我们正在努力优化我们的生产能力以满足 200mm 市场需求， ”Shelton 说。 “佳能还开发了 200mm 版本的 DUV 扫描仪和 i-line 步进器，可提供 200mm 基板上的 300mm 高性能计算应用所需的分辨率、覆盖和吞吐量性能。 ”
佳能还翻新旧的 200 毫米光刻设备。 “适用于翻新的候选光刻系统供应有限，并受市场定价影响， ”他说。
同时，在光刻步骤之后，晶片经历各种沉积和蚀刻步骤。化学气相沉积 ( CVD ) 是晶圆厂中常用的沉积工具类型。在 CVD 系统中，晶圆被插入腔室。化学物质流入腔室并撞击晶片，在表面形成所需的材料。