12吋晶圓廠(12-inch wafer fab)是專門生產半導體晶圓的高科技製造工廠,這些晶圓是用來製造各種電子元件和芯片的基礎材料。以下是它的主要功能和作用:
1. 晶圓製造的基礎
- 晶圓的來源:晶圓是由高純度矽(通常是單晶矽)製成的薄片,12吋指的是晶圓直徑約為300毫米(12英吋)。
- 12吋晶圓的優勢:相比於較小的8吋或6吋晶圓,12吋晶圓能夠容納更多的芯片,降低每個芯片的製造成本。
2. 製造流程
12吋晶圓廠的製造流程包括:
- 光刻(Lithography):利用光線將電路圖形印在晶圓上。
- 蝕刻(Etching):去除不必要的材料,形成所需結構。
- 沉積(Deposition):在晶圓表面沉積各種薄膜層。
- 離子植入(Ion Implantation):改變晶圓表面的電氣特性。
- 化學機械拋光(CMP):平整晶圓表面。
- 測試與封裝:檢測製成品的性能,並將芯片分離並封裝。
3. 產品應用
12吋晶圓廠生產的晶片被廣泛應用於:
- 消費電子產品:手機、電腦、平板等。
- 汽車電子:自動駕駛系統、電動車控制器等。
- 數據中心與雲端運算:處理器、記憶體。
- 物聯網與5G:感測器、連接模組等。
4. 高端技術需求
12吋晶圓廠通常採用先進製程技術(如5奈米、3奈米等),這些技術需要極高的精密度和自動化設備,因此建造和運營成本極高,通常需要數十億美元。
5. 主要企業
全球領先的12吋晶圓廠運營商包括:
- 台灣的台積電(TSMC)
- 韓國的三星(Samsung)
- 美國的英特爾(Intel)
- 中國的中芯國際(SMIC)
12吋晶圓廠是現代電子工業的核心,支撐著各種高科技產品的研發與製造。
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