チップ工業化の「ラストマイル」を突破する
2024-09-15
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中国青年報と中国青年報記者の張毅
良質で安価なチップを製造できるでしょうか?これは、中国電子工程設計研究院有限公司（以下、中国電子工程研究院）の楊光明最高技術責任者が長年取り組んでいる問題だ。
チップは「デジタル世界の心臓部」と呼ばれ、通常のウォーターサーバーには 1 個のチップが隠されており、携帯電話には数十個のチップがあり、新エネルギー車には 1,500 ～ 3,000 個のチップが必要です。エネルギー革命、インテリジェンス。製造やその他の技術革新は、チップのサポートと切り離すことができません。しかし、チップスは私の国で一番の輸入商品でもあります。
楊光明氏は、何十年にもわたって業界に深く関わってきたが、チップの「ネック」は主に消費者分野での市場競争力の欠如に反映されており、その鍵は実験室から市場への押し上げの問題を解決することだという。大規模な量産化を実現し、「ラストワンマイル」の工業化への道を切り開きます。
中国電子研究院の最高技術責任者である楊光明氏は、半導体工業化の「ラストワンマイル」を促進する方法を紹介した。写真提供：インタビュー対象者
なぜ「ラストワンマイル」はこれほど難しいのでしょうか？
「爪ほどの大きさのチップには 300 億個のトランジスタが集積されており、内部のワイヤの長さは 20 キロメートルを超えます。このような精度で加工することの難しさは想像できるでしょう」と楊光明氏は語った。
チップを生産する半導体製造工場は、複雑かつ巨大な精密製造システムです。高度な自動化、高価な産業機器、巨額の投資、そして非常に厳しい環境要件が必要であり、超高精度のクリーンルーム、金属イオンや不純物を含まない超純水、一定の温度と湿度の生産条件が必要です。微細振動環境管理にも非常に厳しい要求が要求される高精度プロセス装置です。
楊光明氏は、彼らが参加した半導体生産ラインプロジェクトの例を挙げた。クリーンルームの面積は30万平方メートルで、サッカー場40面以上に相当する広さだった。年間約 18 億キロワット時の電力が消費されており、これは人口 200 万人の都市の住民の年間電力消費量に近いです。半導体の製造には複数の洗浄工程が必要で、年間約 1,500 万立方メートルの水を消費しますが、これは西湖の水量に相当します。「これは、一滴の水を 3 回リサイクルするためにさまざまな対策を講じた結果です。工場です。」
楊光明氏は、「10％を節約するか、10％を無駄にするかは、企業の市場競争力に関係しており、企業が利益を上げるか損失を出すかを決定する可能性が高い。」と同社が生産ラインの包括的な計画と継続的な最適化を行っていることを紹介した。企業の製造コストを削減し続けるために、最適なソリューションを見つけます。
中国電子研究院振動技術研究センターの金春峰所長は、半導体業界の中核となるチップ製造プロセスはフォトリソグラフィーであり、フォトリソグラフィーがわずかな振動によって妨げられ、ずれが生じた場合、チップ全体が破壊されてしまうと述べた。
精密機器における微振動制御の要求が高まるにつれ、従来のパッシブ微振動防止モードでは精度要求を満たせなくなり、アクティブな防振制御が必要な手段となっています。
jin chunfeng氏は、この技術は以前に外国によって独占されており、国際的に達成できる最低の振動速度は約0.1um/sであると述べた。中国電子研究院は長年の技術蓄積を経て、1～100hzの周波数帯域で0.05um/sの振動速度を達成できる中国初の大型アクティブ制御防振装置を開発し、海外独占を一気に打ち破った。 「スタックネック」問題を解決し、世界トップクラスの技術基盤を確立しました。
半導体チップの製造と加工はクリーンルームで行われる必要があり、塵粒子の除去と髪の毛の直径の100分の1の塵を捕捉する必要があります。中国電子研究所は、クリーン技術の分野で数十年の経験を蓄積しており、クリーン環境に対する高度な要求が要求される部品を正確に制御できるだけでなく、クリーンルーム建設への投資を削減することができます。また、独自に平板化学薬品を開発しました。フィルターおよび化学濾過ユニットは、中国初の商用化学濾過装置であり、処理効率が98%で、国内の技術ギャップを埋めています。
同病院のクリーンテクノロジー専門家であるヤン・ドン氏は、プロジェクトの初期段階での正確な設計と建設に加えて、プロジェクトの運営中にインテリジェント診断サービスのフルサイクルのサービス保証も提供して、プロジェクトをさらに改善できると述べた。歩留まり率。
プロジェクトのクリーンルーム内でインタビュー対象者から提供された写真
困難に立ち向かう青少年リレー
中国電子研究院デジタル技術センターの従業員であるバイ・ファン氏は、4年前のある日、注文すれば受け取れるはずだった最新の国産携帯電話が突然、非常に高価で入手可能になったが、原因により在庫切れになったことを覚えている。米国政府の制裁が強化されたため、当初は父親の70歳の誕生日に誕生日プレゼントを贈る予定だった。
バイ・ファンさんは、一般消費者として、西側の技術封鎖が生活に及ぼす影響を初めて実感した。同氏は半導体分野の科学研究者として、国内のハイエンドチップが制約されている現状に危機感を抱いている。
一見小さなチップの製造は非常に複雑です。工場建設後の実際の生産状況を工場建設前にモデルで提示できれば、無駄な迂回を避けて生産効率を大幅に向上させることができます。
彼は自分の役割を果たしたかったのです。 bai fan 氏が勤務するデジタル テクノロジー センターは、このタスクを担当しています。実際の工場の生産をデジタル形式でシミュレーションして、半導体工場の建設を加速し、生産ラインのレイアウトを最適化し、投資を節約します。当時、メンバー数 40 名、平均年齢 34 歳未満のこの若いチームは、技術的な問題に取り組むために時間との戦いをしていました。
現在、彼らの科学研究結果は特定のプロジェクトに適用され、半導体企業にさらに高度なエンジニアリング設計ソリューションを提供しています。
最新のデジタル ツイン ファクトリ ソリューションは、プロセス ソースとファクトリ システム間のブレークポイントの問題を解決します。中国電子研究所のゼネラルマネジャー、シア・リアンクン氏は、実践後、工場の稼働効率が5％以上向上し、システムが8％以上最適化され、投資がさらに削減されたと推定されていると述べた。ローカル リンクの最適化後は、年間運用コストを 1,000 万元近く削減できます。
「国が必要とするものは何でも、必要とされるところはどこでも攻撃する。」 中国電子研究所の古い世代の科学者は、当時、科学研究のテーマがすべて国の主要なニーズに基づいていたことを今でも覚えている。中国電子学会は国家の「第一次五カ年計画」期間中に誕生した。当時、中国の産業基盤は弱く、空白の部分もあった。中国エレクトロニクス産業におけるエンジニアリング技術の先駆者として、彼は懸命に努力し、エレクトロニクス産業の分野で多くの「初」を勝ち取り、堅固なエレクトロニクス産業に国の自信を与えてきました。
当初の数十人からなる設計チームから現在では 6,000 名を超える、設計と科学研究を統合したチームに至るまで、エンジニアの精神は、何世代もの若い科学技術従事者にインスピレーションを与え、国の科学技術革新に貢献し続けています。現在、チップ業界の「ラスト マイル」は常に最適化され、スムーズに行われています。 yang guangming 氏は、チップの独立した制御性を実現するには長い道のりがあるが、今後数年間でさらに大きな進歩が達成されるだろうと強い自信を持っています。
出典：中国青年報クライアント
