Pada masa ini, industri kecerdasan buatan global sedang memasuki fasa kritikal pelaksanaan berskala besar dan pembangunan yang diselaraskan merentas keseluruhan rantaian nilai. Daripada pembangunan berulang model besar AI generatif kepada transformasi pintar industri merentas semua sektor, AI telah menjadi satu bentuk daya produktif baharu yang memacu integrasi mendalam ekonomi digital dan ekonomi sebenar. Dalam revolusi teknologi ini, cip AI berfungsi sebagai pembawa teras kuasa pengkomputeran, dan kesempurnaan dan kecanggihan rantaian bekalan mereka dengan ketara menentukan had atas pembangunan industri. Sebagai tulang belakang asas pembuatan semikonduktor, bahan baharu berprestasi tinggi memainkan peranan yang amat diperlukan dalam proses pengeluaran ketepatan cip.
I. Apakah Cip AI?
Cip AI ialah unit pengiraan yang direka untuk memproses operasi AI. Tidak seperti CPU tujuan am tradisional, kelebihan utamanya terletak pada keupayaan pengkomputeran selari yang kukuh, operasi matriks yang cekap dan penggunaan kuasa yang rendah. Mereka mampu melaksanakan tugas AI kritikal dengan cekap seperti pembelajaran mesin, pembelajaran mendalam, inferens data dan pengecaman imej. Sebagai platform perkakasan utama untuk menyampaikan kuasa pengkomputeran dan membolehkan kefungsian AI, cip AI merupakan faktor utama dalam persaingan dalam industri AI.
II. Struktur Rantaian Industri AI
Rantaian industri AI ialah ekosistem komprehensif yang merangkumi senario R&D teknologi, pembuatan dan aplikasi. Ia secara amnya dibahagikan kepada tiga segmen utama: lapisan asas hulu, lapisan pembuatan pertengahan dan lapisan aplikasi hiliran.
(1) Hulu: Sokongan Asas
Lapisan asas huluan berfungsi sebagai asas industri AI, menyediakan teknologi R&D dan bahan mentah utama. Ia boleh dibahagikan secara kasar kepada dua segmen: pertama, infrastruktur perkakasan, yang merangkumi mesin litografi, wafer silikon, dan pelayan pengkomputeran berprestasi tinggi; Kedua, perkhidmatan data—seperti pengumpulan dan penapisan data—yang berfungsi sebagai "bahan api" untuk model berskala besar berikutnya.
(2) Pertengahan: Teknologi dan Pembuatan
Lapisan pembuatan pertengahan ialah hab pengeluaran rantaian industri AI dan berfungsi sebagai penghubung penting antara sektor huluan dan hiliran. Ia boleh dibahagikan kepada dua segmen utama: algoritma dan model, dan reka bentuk dan pembuatan cip.
1. Algoritma dan Model
Medan ini merangkumi pelbagai topik, termasuk algoritma visual, algoritma pemprosesan pertuturan dan kaedah pembelajaran mesin. Matlamatnya adalah untuk menyediakan AI dengan rangka kerja metodologi untuk memproses data. Model, sebaliknya, adalah hasil khusus yang diperoleh apabila algoritma belajar daripada set data tertentu. Aliran utama semasa adalah untuk memberi tumpuan kepada model berskala besar, memberikan mereka keupayaan untuk merancang, mengingat dan menggunakan alatan supaya mereka boleh menyelesaikan tugas yang kompleks secara autonomi.
2. Reka Bentuk dan Pembuatan Cip
Reka bentuk bertujuan untuk memastikan bahawa cip secara berkesan menyepadukan tiga bidang utama definisi seni bina, pelaksanaan perkakasan dan penyelarasan perisian, sambil mencapai keseimbangan optimum antara prestasi, penggunaan kuasa dan kos.
Pembuatan boleh dibahagikan lagi kepada dua peringkat: fabrikasi wafer dan pembungkusan dan ujian:
(1) Pembuatan Wafer: Ini ialah proses mengubah wafer silikon ketulenan tinggi kepada wafer kosong dengan struktur litar lengkap melalui berpuluh-puluh proses ketepatan skala nano, termasuk fotolitografi, etsa, pemendapan filem nipis, implantasi ion, pembersihan dan penggilapan. Cip AI menuntut standard pembuatan yang sangat tinggi. Produk mewah arus perdana menggunakan proses termaju 7 nm dan ke bawah, manakala produk generasi seterusnya secara beransur-ansur maju ke arah 3 nm dan 2 nm. Ini meletakkan keperluan yang ketat pada persekitaran pengeluaran, ketepatan proses dan keserasian bahan: kemudahan pengeluaran mesti memenuhi piawaian bilik bersih Kelas 10 hingga Kelas 100 untuk mengelakkan pencemaran wafer oleh habuk mikroskopik dan kekotoran; toleransi proses mesti dikawal pada peringkat atom untuk mengelakkan kecacatan litar; serentak, proses pengeluaran melibatkan keadaan suhu tinggi, tekanan tinggi dan sangat menghakis, meletakkan permintaan yang sangat tinggi terhadap rintangan cuaca dan kebersihan pembawa tambahan, bahan pelindung, dan kemudahan pengeluaran.
(2) Pembungkusan dan Pengujian: Proses pembungkusan terutamanya melibatkan pemotongan dadu, penipisan, ikatan, pengacuan, dan pematerian plumbum wafer untuk menyediakan cip kosong dengan selongsong pelindung, memenuhi tiga fungsi utama: perlindungan fizikal, penyambungan litar dan pelesapan haba yang cekap. Fasa ujian merangkumi keseluruhan proses—dari fabrikasi pasca wafer melalui pembungkusan kepada pasca pembungkusan—dan termasuk ujian probe wafer, ujian prestasi cip, ujian kebolehpercayaan dan ujian penggunaan kuasa. Peralatan profesional digunakan untuk menapis keluar produk yang tidak menepati, memastikan bahawa cip yang memenuhi piawaian kualiti dihantar. Proses ujian untuk cip AI adalah lebih kompleks dan memerlukan ketepatan yang lebih tinggi; rintangan haus, sifat penebat dan ketepatan lekapan ujian dan komponen pembawa secara langsung memberi kesan kepada kecekapan ujian dan ketepatan keputusan.
3.Hilir: Penggunaan Aplikasi
Lapisan aplikasi hiliran berfungsi sebagai "saluran keluar nilai" industri AI, merangkumi rangkaian penuh senario seperti pusat pengkomputeran pintar, kecerdasan industri, pemanduan autonomi, bandar pintar, penjagaan kesihatan pintar dan teknologi kewangan. Dengan menyepadukan cip AI, ia memacu transformasi pintar pelbagai industri. Daripada melatih model besar dalam awan hingga membuat inferens pada peranti edge, permintaan untuk kuasa pengkomputeran berkembang dengan pesat, memacu lagi pengembangan kapasiti dan peningkatan teknologi dalam segmen pembuatan dan pembungkusan dan ujian wafer pertengahan.
III. Aplikasi Produk Plastik dan Gentian Karbon dalam Pembuatan Cip AI
Keadaan operasi yang sangat keras dalam fabrikasi wafer dan pembungkusan/pengujian memerlukan bahan tambahan sokongan untuk memenuhi kriteria utama seperti rintangan suhu tinggi, penebat tinggi, rintangan kakisan, ubah bentuk rendah, ketulenan tinggi, tiada larut lesap bendasing dan kestabilan dimensi. Bahan konvensional sering gagal memenuhi permintaan ini; Taisheng menyediakan produk plastik dan gentian karbon berprestasi tinggi yang sesuai untuk piawaian pengeluaran ini.
1. Produk Plastik
(1) Bilik Bersih: Sepanjang proses pengeluaran—daripada pengeluaran silikon monohabluran kepada pembuatan dan pembungkusan litar bersepadu—semua operasi dijalankan dalam persekitaran yang bersih. Panel bilik bersih biasanya menggunakan bahan dan bahan kalis api yang tidak mudah menjana elektrik statik, manakala bahan tingkap juga mestilah telus. Bahan yang sesuai termasuk: PVC/PP anti-statik;
(2) Cincin Penahan CMP: Penggilapan mekanikal kimia (CMP) ialah proses kritikal dalam pembuatan wafer. Gelang penahan CMP yang digunakan untuk mengamankan wafer silikon adalah komponen penting yang mesti mempamerkan rintangan haus dan kakisan yang sangat baik untuk mengelakkan kerosakan pada wafer. Bahan yang sesuai termasuk PPS, PEEK, dan lain-lain;
(3) Pembawa Wafer: Pembawa wafer biasa termasuk bot wafer dan kotak pengangkutan. Kestabilan persekitaran semasa pengangkutan dan penyimpanan wafer memberi kesan ketara kepada kualiti wafer. Oleh itu, pembawa wafer mesti mempunyai sifat-sifat seperti rintangan suhu, sifat antistatik, dan gas keluar yang rendah. Bahan yang sesuai termasuk PP, PEEK, PC, PEI, dll.;
(4) Komponen seperti galas dan rel panduan: Komponen peralatan pemprosesan semikonduktor, seperti galas dan rel panduan, mestilah mampu beroperasi secara berterusan merentasi julat suhu yang luas (daripada suhu rendah hingga tinggi), mempamerkan kehausan rendah dan geseran rendah, dan mengekalkan kestabilan dimensi. Bahan yang biasa digunakan termasuk polimida (PI), dsb.
2. Serat Karbon
Semasa proses pembuatan wafer, wafer mesti dipindahkan antara stesen kerja yang berbeza, memerlukan penggunaan garpu wafer. Gentian karbon adalah pilihan bahan yang sangat baik untuk garpu ini. Serat Karbon menggunakan proses impregnasi dan menekan, menghasilkan prestasi yang lebih stabil. Ia menawarkan kekuatan tegangan sehingga 6,000 MPa, modulus bahan melebihi 780 GPa, redaman getaran yang boleh dikawal dalam masa 4 saat, dan rintangan cuaca yang sangat baik.
Pembangunan industri kecerdasan buatan yang berkualiti tinggi bergantung pada usaha yang diselaraskan merentasi keseluruhan rantaian industri, dan segmen pembuatan dan pembungkusan dan ujian wafer pertengahan adalah antara bidang utama untuk pelaksanaan berskala besar industri. HONY PLASTIC memfokuskan pada produk plastik dan gentian karbon berprestasi tinggi, menyediakan industri semikonduktor dengan komponen yang sesuai yang memenuhi keperluannya yang semakin berkembang.
5 Aplikasi Utama Plastik dalam Kitaran Pengeluaran Wafer
Apabila membincangkan semikonduktor, topik wafer—asas untuk mengeluarkan pelbagai cip komputer—selalu timbul. Memandangkan teknologi semikonduktor terus maju ke arah lebar talian yang lebih kecil, penyepaduan yang lebih tinggi dan struktur yang lebih kompleks, keperluan kualiti untuk wafer—“asas” proses—sentiasa meningkat. Dengan latar belakang ini, bahan plastik, dengan keupayaan pembungkusan dan pengangkutan yang sangat baik, telah menjadi penting untuk menyambungkan pelbagai langkah proses, mengurangkan pencemaran dan kerosakan mekanikal, meningkatkan kebersihan dan meningkatkan hasil keseluruhan. Mari kita lihat beberapa aplikasi biasa plastik dalam pembuatan semikonduktor.
1. Cincin Penahan CMP
Penggilapan mekanikal kimia (CMP) ialah proses kritikal dalam pembuatan wafer yang digunakan untuk mencapai planarisasi global permukaan wafer. Semasa proses ini, wafer silikon mesti dipegang dengan selamat di tempatnya oleh gelang penahan untuk memastikan penggilapan seragam dan mengelakkan anjakan, dengan itu mengelakkan calar atau pencemaran pada permukaan wafer. Oleh itu, bahan yang dipilih untuk komponen ini mesti mempunyai rintangan haus, kestabilan dimensi tinggi, rintangan kimia yang baik dan kebolehmesinan.
Pada masa lalu, polifenilena sulfida (PPS) biasanya digunakan untuk mengeluarkan gelang pengapit; walau bagaimanapun, polietheretherketone (PEEK) dan polivinil klorida berklorin (CPVC) semakin diterima pakai oleh pengeluar kerana kekuatan mekanikalnya yang lebih tinggi, kestabilan dimensi yang sangat baik dan rintangan kimia dan haus yang lebih baik.
2. Pembawa Wafer
Pembawa wafer digunakan untuk memegang, menyimpan dan mengangkut wafer semasa proses pembuatan. Jenis biasa termasuk pembawa wafer bukaan hadapan (FOUP), kotak pengangkutan wafer (FOSB), dan bot wafer. Storan menyumbang sebahagian besar kitaran pengeluaran wafer. Oleh itu, pemilihan bahan adalah penting, kerana kebersihan dan sifat antistatik pembawa secara langsung memberi kesan kepada kualiti wafer siap.
Bahan untuk pembawa wafer mesti memenuhi keperluan seperti rintangan suhu tinggi, kekuatan mekanikal yang tinggi, penyerapan lembapan yang rendah, sifat antistatik, gas keluar yang rendah dan larut lesap yang rendah. Polietheretherketone (PEEK), resin perfluoroalkoksi (PFA), polipropilena (PP), polietersulfon (PES), polikarbonat (PC), dan polieterimida (PEI) adalah semua bahan biasa yang memenuhi keperluan ini.
3. Kaset Photomask
Photomask berfungsi sebagai induk corak dalam proses fotolitografi, biasanya terdiri daripada substrat kaca kuarza dengan corak bersalut krom untuk menyekat cahaya. Sebarang zarah atau calar pada permukaannya boleh menyebabkan kecacatan pada corak fotolitografi. Untuk memindahkan corak litar dengan tepat dari photomask ke wafer yang disalut dengan photoresist, mengekalkan kebersihan photomask adalah penting.
Sebagai bekas penyimpanan dan pengangkutan, kotak photomask mesti mempunyai sifat seperti sifat antistatik, gas keluar rendah, ketegaran tinggi dan rintangan lelasan. Polyetherketone (PEEK), kerana kekerasannya yang tinggi, penjanaan zarah yang rendah, kebersihan yang tinggi dan sifat antistatik, adalah pilihan yang sangat baik untuk kotak photomask. Ia berkesan menghalang kerosakan pada topeng foto yang disebabkan oleh pengabusan, geseran atau getaran semasa penyimpanan dan pengangkutan, sambil menyediakan persekitaran yang bersih dengan gas keluar yang rendah dan pencemaran ionik yang rendah. Polikarbonat antistatik (PC) juga digunakan, tetapi prestasi keseluruhannya sedikit lebih rendah daripada PEEK.
4. Alat Pengendalian Wafer
Semasa proses pembuatan wafer atau wafer silikon, alatan seperti pemegang wafer dan chuck digunakan untuk mencengkam atau menggerakkan wafer. Memandangkan alatan ini bersentuhan langsung dengan permukaan wafer, adalah penting untuk mengelakkan calar atau sisa daripada terbentuk, kerana ini boleh menjejaskan prestasi dan hasil peranti.
Polietheretherketone (PEEK), resin perfluoroalkoxy (PFA), dan polipropilena (PP) digunakan secara meluas dalam pembuatan alat pengendalian wafer kerana rintangan haba yang tinggi, rintangan haus yang sangat baik, kestabilan dimensi yang baik, kadar keluar gas yang rendah dan penyerapan lembapan yang sangat rendah. Bahan ini meminimumkan geseran permukaan dan sisa zarah, meningkatkan kebersihan dan integriti permukaan wafer dengan ketara.
5. Soket Ujian Pembungkusan IC
Soket ujian menyambungkan cip untuk menguji peralatan dan digunakan untuk mengesahkan kefungsian litar bersepadu. Jenis litar bersepadu yang berbeza memerlukan soket ujian dengan spesifikasi yang sepadan. Keperluan bahan termasuk kestabilan dimensi tinggi, kekuatan mekanikal yang baik, penjanaan burr rendah, hayat perkhidmatan yang panjang, julat toleransi suhu yang luas, dan kebolehprosesan yang baik.
Plastik kejuruteraan seperti PEEK, PPS, polyamide imide (PAI), polyimide (PI), dan polyether imide (PEI) digunakan secara meluas dalam bidang ini.