rompiendo la "última milla" de la industrialización de chips
2024-09-15
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zhang yi, reportero del china youth daily y del china youth daily
¿podemos hacer patatas fritas buenas y baratas? este es un problema con el que yang guangming, director de tecnología del instituto de diseño de ingeniería electrónica de china co., ltd. (en adelante, instituto de electrónica de china), ha estado lidiando durante mucho tiempo.
los chips se llaman el "corazón del mundo digital". hay un chip escondido en un dispensador de agua común, hay docenas de chips en un teléfono móvil y un automóvil de nueva energía requiere entre 1.500 y 3.000 chips... revolución energética, inteligencia. la fabricación y otras innovaciones tecnológicas son inseparables del soporte de los chips. pero los chips también son el principal producto importado de mi país.
yang guangming ha estado profundamente involucrado en la industria durante décadas. en su opinión, el "cuello atascado" de los chips se refleja principalmente en la falta de competitividad del mercado en el campo del consumidor. producción en masa a gran escala y abrir el camino a la industrialización "la última milla".
yang guangming, director de tecnología del instituto de electrónica de china, presentó cómo promover la "última milla" de la industrialización de semiconductores. foto proporcionada por el entrevistado.
¿por qué es tan difícil la “última milla”?
"un chip del tamaño de una uña integra 30 mil millones de transistores, y los cables en su interior superan los 20 kilómetros de longitud." yang guangming dijo que la dificultad de procesar con este tipo de precisión es imaginable.
la planta de fabricación de semiconductores que produce chips es un sistema de fabricación de precisión enorme y complejo. tiene un alto grado de automatización, equipos industriales costosos, una gran inversión y requisitos ambientales extremadamente estrictos. requiere salas limpias de ultra alta precisión, agua ultrapura sin iones metálicos ni impurezas, condiciones de producción de temperatura y humedad constantes y. equipo de proceso de alta precisión. también tiene requisitos extremadamente estrictos sobre el control del entorno de microvibración.
yang guangming dio un ejemplo de un proyecto de línea de producción de semiconductores en el que habían participado. el área de la sala limpia era de 300.000 metros cuadrados, aproximadamente del tamaño de más de 40 campos de fútbol. cada año se consumen alrededor de 1.800 millones de kilovatios-hora de electricidad, lo que se acerca al consumo anual de electricidad de los residentes de una ciudad con una población de 2 millones. la producción de semiconductores requiere múltiples procesos de limpieza y consume alrededor de 15 millones de metros cúbicos de agua cada año, lo que equivale a la cantidad de agua de un lago del oeste. "este es el resultado de que tomamos varias medidas para reciclar una gota de agua tres veces al año. la fábrica."
"ahorrar un 10% o desperdiciar un 10% está relacionado con la competitividad de la empresa en el mercado, y es probable que determine si la empresa obtiene ganancias o pérdidas", explicó yang guangming, que lleva a cabo una planificación integral y una optimización continua de la producción. línea para continuar reduciendo los costos de fabricación de la empresa. encuentre la solución óptima.
jin chunfeng, director del centro de investigación de tecnología de vibraciones del instituto de electrónica de china, dijo que el proceso central de fabricación de chips en la industria de semiconductores es la fotolitografía. si la fotolitografía se ve perturbada por ligeras vibraciones y provoca una desviación, todo el chip se destruirá.
a medida que aumentan los requisitos para el control de microvibraciones en equipos de precisión, el modo antimicrovibración pasivo tradicional ya no puede cumplir con los requisitos de precisión y el control activo del aislamiento de vibraciones se ha convertido en un medio necesario.
jin chunfeng dijo que esta tecnología ha sido monopolizada por países extranjeros antes y que la velocidad de vibración más baja que se puede alcanzar a nivel internacional es de aproximadamente 0,1 um/s. después de años de acumulación de tecnología, el instituto de electrónica de china ha desarrollado el primer dispositivo de aislamiento de vibración de control activo a gran escala de china, que puede alcanzar una velocidad de vibración de 0,05 um/s en la banda de frecuencia de 1-100 hz, rompiendo el monopolio extranjero de una sola vez. y alcanzar el nivel líder mundial para resolver el problema del "cuello atascado" ha sentado una base técnica.
la producción y el procesamiento de chips semiconductores deben realizarse en salas blancas, que requieren la eliminación de partículas de polvo y la captura de polvo 100 veces más pequeño que el diámetro de un cabello humano. el instituto de electrónica de china ha acumulado décadas de experiencia en el campo de la tecnología limpia. no solo puede controlar con precisión piezas con altos requisitos para un ambiente limpio, sino también reducir la inversión en la construcción de salas limpias. además, ha desarrollado productos químicos de placa plana de forma independiente. filtros y unidades de filtración química, es el primer equipo comercial de filtración química en china, con una eficiencia de procesamiento del 98%, llenando el vacío tecnológico nacional.
yan dong, un experto en tecnología limpia del hospital, dijo que además del diseño y la construcción precisos en la etapa inicial del proyecto, también se pueden brindar garantías de servicio de ciclo completo de servicios de diagnóstico inteligente durante la operación del proyecto para mejorar aún más. la tasa de rendimiento.
foto proporcionada por los entrevistados dentro de la sala limpia del proyecto.
relevos juveniles para afrontar las dificultades
bai fan, empleado del centro de tecnología digital del instituto de electrónica de china, recuerda que un día, hace cuatro años, un teléfono móvil nacional de última generación que podría haber sido adquirido después de realizar un pedido de repente se volvió invaluable, disponible, pero agotado debido a la escalada de sanciones del gobierno de estados unidos era que originalmente planeaba darle a su padre un regalo de cumpleaños por su septuagésimo cumpleaños.
como consumidor común, bai fan realmente sintió por primera vez el impacto del bloqueo tecnológico occidental en la vida. como investigador científico en el campo de los semiconductores, se siente urgente ante la situación actual de que los chips de alta gama del país están limitados.
este chip aparentemente pequeño es extremadamente complejo de producir. si el modelo se puede utilizar para presentar las condiciones reales de producción después de la construcción de la fábrica, se pueden evitar desvíos innecesarios y se puede mejorar enormemente la eficiencia de la producción.
quería hacer su parte. el centro de tecnología digital donde trabaja bai fan es responsable de esta tarea: simular la producción de fábricas reales en forma digital para acelerar la construcción de fábricas de semiconductores, optimizar el diseño de la línea de producción y ahorrar inversiones. en aquel momento, este joven equipo de 40 integrantes, con una edad media inferior a 34 años, corría contra el tiempo para solucionar problemas técnicos.
ahora, los resultados de su investigación científica se han aplicado a proyectos específicos, proporcionando a las empresas de semiconductores soluciones de diseño de ingeniería más avanzadas.
la última solución de fábrica de gemelos digitales resuelve el problema de los puntos de interrupción entre las fuentes del proceso y los sistemas de la fábrica. xia liankun, director general del instituto de electrónica de china, dijo que después de la práctica, se estima que la eficiencia operativa de la fábrica ha aumentado en más del 5%, el sistema se ha optimizado en más del 8% y la inversión se ha reducido en más del 5%. del 12% después de la optimización de los enlaces locales, los costos operativos anuales se pueden reducir en casi 10 millones de yuanes.
“atacaremos todo lo que el país necesite”. la generación anterior de científicos del instituto de electrónica de china todavía recuerda que en ese momento, todos sus temas de investigación científica se basaban en las principales necesidades del país. el instituto de electrónica de china nació durante el período del "primer plan quinquenal" nacional. en ese momento, la base industrial de china era débil y algunas incluso estaban en blanco. como pionero de la tecnología de ingeniería en la industria electrónica de china, ha trabajado duro y ha obtenido muchas "primicias" en el campo de la industria electrónica, lo que ha convertido a la industria electrónica fundamental en la confianza del país.
desde el equipo de diseño inicial de decenas de personas hasta ahora más de 6.000 personas, un equipo que integra diseño e investigación científica, el espíritu de los ingenieros ha inspirado a generaciones de jóvenes trabajadores científicos y tecnológicos a continuar sirviendo a la innovación científica y tecnológica del país. hoy en día, la "última milla" de la industria de los chips se optimiza y funciona constantemente. yang guangming dijo que queda un largo camino por recorrer para lograr la controlabilidad independiente de los chips, pero tiene gran confianza en que se lograrán mayores avances en los próximos años.
fuente: cliente del china youth daily
