칩 산업화의 '마지막 마일'을 깨다
2024-09-15
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중국청년보(china youth daily)와 중국청년보(china youth daily) 기자 장이(zhang yi)
좋고 값싼 칩을 만들 수 있을까? 이는 china electronics engineering design institute co., ltd.(이하 china electronics institute)의 최고 기술 책임자인 yang guangming이 오랫동안 고민해 온 문제입니다.
칩은 '디지털 세상의 심장'이라 불린다. 일반 정수기에도 칩이 하나 숨겨져 있고, 휴대폰에도 칩이 수십 개가 있으며, 신에너지 자동차에는 1,500~3,000개의 칩이 필요하다… 에너지 혁명, 지능 제조 및 기타 기술 혁신은 칩 지원과 분리될 수 없습니다. 하지만 칩은 우리나라의 수입 1위 상품이기도 합니다.
yang guangming은 수십 년 동안 업계에 깊이 관여해 왔으며, 칩의 "막힌 목"은 주로 소비자 분야의 시장 경쟁력 부족에 반영되어 있습니다. 대규모 대량생산을 통해 산업화의 길을 열어갑니다.
china electronics institute의 최고 기술 책임자인 yang guangming은 반도체 산업화의 '라스트 마일'을 촉진하는 방법을 소개했습니다. 사진 제공: 인터뷰 대상자
'라스트 마일'이 왜 그렇게 어려운가요?
"손톱만큼 큰 칩에는 300억 개의 트랜지스터가 집적되어 있으며 내부 전선의 길이는 20km가 넘습니다."라고 yang guangming은 이렇게 정밀하게 처리하는 것이 어렵다고 말했습니다.
칩을 생산하는 반도체 제조 공장은 복잡하고 거대한 정밀 제조 시스템이다. 높은 수준의 자동화, 고가의 산업 장비, 막대한 투자, 극도로 엄격한 환경 요건을 갖추고 있으며, 초고정밀 클린룸, 금속 이온 및 불순물이 전혀 없는 초순수, 일정한 온도 및 습도의 생산 조건, 그리고 고정밀 공정 장비는 또한 미세 진동 환경 제어에 대한 요구 사항이 매우 엄격합니다.
yang guangming은 자신들이 참여한 반도체 생산 라인 프로젝트의 예를 들었습니다. 클린룸 면적은 300,000제곱미터로 축구장 40개 이상 크기였습니다. 매년 약 18억kwh의 전기가 소비되는데, 이는 인구 200만 명 도시 거주자의 연간 전기 소비량에 가깝습니다. 반도체 생산에는 여러 번의 세척 공정이 필요하며 매년 약 1,500만 입방미터의 물을 소비하는데, 이는 서호의 물 양에 해당합니다. 공장."
"10%를 절약하거나 10%를 낭비하는 것은 기업의 시장 경쟁력과 관련이 있으며, 이는 기업의 손익을 결정할 가능성이 높습니다." yang guangming은 생산을 위한 종합적인 계획과 지속적인 최적화를 수행한다고 소개했습니다. 회사의 제조원가를 지속적으로 절감하기 위한 최적의 솔루션을 찾아보세요.
중국전자연구소 진동기술연구센터장 진춘펑(jin chunfeng)은 반도체 산업의 핵심 칩 제조 공정은 포토리소그래피라고 말했다.
정밀 장비의 미세 진동 제어에 대한 요구 사항이 계속 증가함에 따라 기존의 수동적 미세 진동 방지 모드는 더 이상 정확도 요구 사항을 충족할 수 없으며 진동 차단의 능동적 제어가 필요한 수단이 되었습니다.
jin chunfeng은 이 기술이 이전에 외국에 의해 독점되었으며 국제적으로 달성할 수 있는 가장 낮은 진동 속도는 약 0.1um/s라고 말했습니다. 수년간의 기술 축적 끝에 중국 전자 연구소는 중국 최초의 대규모 능동 제어 제진 장치를 개발했습니다. 이 장치는 1-100hz 주파수 대역에서 0.05um/s의 진동 속도를 달성하여 외국 독점을 단번에 깨뜨렸습니다. 목이 막힌 문제를 해결해 기술적인 기반을 마련했습니다.
반도체 칩 생산과 가공은 클린룸에서 이루어져야 하는데, 이를 위해서는 먼지 입자를 제거하고 사람 머리카락 굵기보다 100배 작은 먼지를 포집해야 합니다. 중국 전자 연구소는 청정 기술 분야에서 수십 년의 경험을 축적해 왔으며 청정 환경에 대한 요구 사항이 높은 부품을 정확하게 제어할 수 있을 뿐만 아니라 클린룸 구축에 대한 투자도 줄일 수 있습니다. 필터 및 화학 여과 장치는 중국 최초의 상업용 화학 여과 장비로 처리 효율이 98%로 국내 기술 격차를 메웁니다.
병원의 청정 기술 전문가 yan dong은 프로젝트 초기 단계의 정확한 설계 및 시공 외에도 프로젝트 운영 중에 지능형 진단 서비스의 전체 주기 서비스 보장을 제공하여 더욱 개선할 수 있다고 말했습니다. 수익률.
프로젝트 클린룸 내부에서 인터뷰 대상자가 제공한 사진
어려움을 극복하는 청소년 릴레이
중국전자연구원 디지털기술센터 직원 바이 판(bai fan)은 4년 전 어느 날, 주문하면 받을 수 있었던 최신 국내 휴대전화가 갑자기 귀중해졌고, 구할 수 있게 되었는데, 사정으로 인해 품절되었던 일을 기억한다. 미국 정부의 제재 강화로 당초 아버지의 칠순 생일 선물을 드리려고 했던 상황.
일반 소비자로서 bai fan은 서구의 기술 봉쇄가 생활에 미치는 영향을 처음으로 실감했습니다. 반도체 분야의 과학연구자로서 국내 고급 칩이 제약을 받고 있는 현 상황에 대해 절박감을 느끼고 있다.
겉보기에 작은 칩은 생산하기가 매우 복잡합니다. 모델을 활용해 공장을 짓기 전, 공장을 짓고 난 후의 실제 생산조건을 제시할 수 있다면 불필요한 우회를 피할 수 있고 생산 효율성도 크게 향상시킬 수 있다.
그는 자신의 역할을 하고 싶었습니다. bai fan이 근무하는 디지털 기술 센터는 이 작업을 담당합니다. 실제 공장의 생산을 디지털 형식으로 시뮬레이션하여 반도체 공장 건설 속도를 높이고 생산 라인 레이아웃을 최적화하며 투자를 절감합니다. 당시 평균 연령이 34세 미만인 40명으로 구성된 이 젊은 팀은 기술적인 문제를 해결하기 위해 시간을 다투고 있었습니다.
이제 그들의 과학적 연구 결과는 특정 프로젝트에 적용되어 반도체 회사에 더욱 발전된 엔지니어링 설계 솔루션을 제공하고 있습니다.
최신 디지털 트윈 공장 솔루션은 프로세스 소스와 공장 시스템 간의 중단점 문제를 해결합니다. china electronics institute의 xia liankun 총책임자는 실습 후 공장 운영 효율성이 5% 이상 증가하고 시스템이 8% 이상 최적화되었으며 투자가 더 감소한 것으로 추정된다고 말했습니다. 로컬 링크를 최적화하면 연간 운영 비용을 거의 1천만 위안까지 줄일 수 있습니다.
“우리는 국가가 필요로 하는 것은 무엇이든 공격할 것입니다.” 중국 전자 연구소의 구세대 과학자들은 당시 그들의 과학 연구 주제가 모두 국가의 주요 요구에 기초했다는 것을 아직도 기억합니다. 중국전자연구원은 국가 '1차 5개년 계획' 기간에 탄생했습니다. 당시 중국의 산업 기반은 약했고 일부는 공백 상태였습니다. 중국 전자 산업의 엔지니어링 기술의 선구자로서 그는 열심히 노력하여 전자 산업 분야에서 많은 "최초"를 획득하여 핵심 전자 산업을 국가의 신뢰로 만들었습니다.
수십 명의 초기 설계 팀부터 현재 6,000명이 넘는 팀, 설계와 과학 연구를 통합한 팀에 이르기까지 엔지니어의 정신은 여러 세대의 젊은 과학 기술 인력에게 영감을 주어 국가의 과학 기술 혁신에 계속 봉사하도록 했습니다. 오늘날 칩 산업의 "라스트 마일"은 지속적으로 최적화되고 원활하게 이루어지고 있습니다. yang guangming은 칩의 독립적인 제어 가능성을 달성하기 위해 갈 길이 멀지만 향후 몇 년 내에 더 큰 혁신이 달성될 것이라는 강한 확신을 가지고 있다고 말했습니다.
출처: 중국청년일보 고객
