Milyen szerepet játszanak a félvezetők az ipari forradalom jövőjében?
Nyilvánvaló, hogy a félvezető- és a fejlett anyagtudományi ipar kritikus szerepet játszik az ipar 4.0 megvalósításában, mivel ezek az iparágak gyártják az új technológia alapjául szolgáló számítástechnikai eszközöket. Nem lesz egyszerű azonban olyan termékeket kialakítani, amelyek megfelelnek a közeljövő elvárásainak.
A félvezetőipar hírhedten lassan változik, részben a hosszútávú kötelezettségvállalások miatt, valamint azért, mert feltétlenül szükséges ebben az iparágban a kockázat minimalizálása. Ezenkívül figyelembe kell venni még a geopolitikai feltételeket és azt, hogy a félvezetőipar globálisan mennyire összetett.
A 3D NAND-ra való áttéréssel és az EUV elfogadásával a félvezetők gyártásának új, fejlettebb anyagokra és folyamatokra lesz szüksége. Az innovatív alkalmazási területek eddig soha nem látott igényeket támasztanak a chipgyártók iránt, akiknek úgy kell teljesíteniük az új elvárásokat, hogy ne következzen be minőségi romlás, és a nagy volument is képesek legyenek fenntartani. Ezenfelül forradalmasítaniuk kell a gyártási módszereiket is annak érdekében, hogy időt és erőforrásokat takarítsanak meg, valamint javítsák az ügyfelek elégedettségét.
Az új generációs alkalmazások a fejlett félvezetők- és a hozzájuk kapcsolódó technológiákra támaszkodnak, ide értve a mikroelektromechanikus rendszereket (MEMS) és érzékelőket, a fénykibocsátó diódát (LED) és a rugalmas megjelenítési technológiákat. Például amíg az 5G hálózati infrastruktúrát létre nem hozzák, nem lehetséges az intelligens városokhoz, gyárakhoz és önvezető járművekhez szükséges IoT-hálózatok teljes telepítése.
Az ipar 4.0 maga is éppen a félvezetőgyártásban kezdődött az intelligens gyártási folyamatok alkalmazásával. A chipek gyártói digitalizálták gyártási környezetüket annak érdekében, hogy versenyképesek és hatékonyak maradjanak. Ez a folyamat magában foglalja az egyszerűbb és bonyolultabb gyártási rendszerek integrálását, valamint a vállalati- és az értékláncok rendszerbe foglalását az generációs technológiák bevezetésével. Ezek a forradalmi gyártási gyakorlatok és technológiák jelentősen csökkentik a ciklusidőket, és javítják a termelékenységet, anélkül, hogy megnövelnék az iparág ökológiai lábnyomát.
A jövőben azonban felmerülhetnek olyan szempontok, amelyek lassítják az ipari fejlődést. Ilyen például a biztonság kiemelt szerepe a chipgyártásban. Mi, fogyasztók megszoktuk az okostelefonjaink rejtett chiphibáit, amelyek sokszor zavaróak, kellemetlenségeket és nem várt kiadást okozhatnak, de semmiképpen nem életveszélyesek. Azonban ha új generációs alkalmazásokban, például önvezető autóban vagy orvostechnikai eszközben szeretnénk chipeket alkalmazni, akkor azok hibái súlyos, sőt életveszélyes helyzetet is előidézhetnek. Ha a gyártók nem lesznek képesek megfelelő mennyiségben előállítani a speciális anyagokat, biztosítani azok tisztaságát és biztonságos szállítását, akkor az innovációs folyamat lelassulhat vagy meg is állhat. A megbízhatóság és a gyorsaság kulcsfontosságú elemek ebben az ágazatban.
A gyártási folyamat során szintén számos kihívással szembesülnek a félvezetőket előállító vállalatok, hiszen az új típusú chipeket nagy teljesítményű áramkörökké kell alakítani, ami újabb kérdéseket vet fel a felhasznált anyagokat és a technológiát illetően.
Hegyi Heni/NEW technology magazin