Мож (моп) құралдарының шекті параметрлерінің болжамы

Кремнийлі технологияның мамандандырылуы қазірдің өзінде байқалып жатыр, бірақ процессорлар, жад және дербес қуат көзі бар мобильді жабдықтар үшін технологиялық үрдістердің толығымен бөлінуі орын алуы ықтимал. Шапшаң процессорлар үшін салқындатудың күрделі жүйелерін қолдануға болады және МОЖЖ (металдық-оксидтік-жартылайөткізгішті жинақтамалық құрылым, КМОП) жабдықтарындағы жойылу токтарының бар болуы мүмкін. Процессорлар үшін құралдар шекті параметрлерінің болжамы:

• жұмыстық температура – 40°С÷170°С;

• қоректік кернеу – 0,5÷0,8 В;

• канал ұзындығы – 14÷18нм;

• бекітпе астындағы қышқыл қалыңдығы – 1,0÷1,2 нм.

Жойылу жадының сұлбаларында жол берілмейді. Басқару блоктары мен жинақтаушы үшін әр түрлі типтегі транзисторлар пайдаланылатын болады. Салқындату да қажетсіз. Параметрлерді болжау келесідей шамаларды береді:

• жұмыстық температура 85°С-қа дейін;

• қоректік кернеу – 1,2÷1,5 В;

• канал ұзындығы – 40÷50 нм;

• бекітпе астындағы қышқыл қалыңдығы – 2,5÷3,0 нм.

Дербес қуат көзі бар ықшам жабдықтар үшін:

• жұмыстық температура 85°С-қа дейін;

• қоректік кернеу – 0,8 ÷1,2В;

• канал ұзындығы – 20÷25 нм;

• бекітпе астындағы қышқыл қалыңдығы – 1,5÷1,8 нм.

Өндірістік бағыт (маршрут) және оның микросұлбалар шығарылым көлемімен байланысы

Электронды машина жасаудың дамуы технологиялық жабдықтың құнының, өнімділігінің және дәлдігінің артуына алып келеді. Әр жаңа технологиялық буында бір жартылайөткізгіштік элементтің құны төмендйді де, жабдықтар жиынтығының құны ұлғаяды. Жабдықты тиімді пайдалану оның максималды жүктемесін талап етеді. Әр түрлі операцияларда пластиналардың өңделу уақыты әр түрлі болғандықтан, аймақтағы жабдықтардың бірлік саны осы аймақтағы пластинаның өңделу уақытына кері пропорционал болуы қажет. Бұдан басқа, алдын алу шаралары, жоспарлы жөндеу және жабдықтың бас тартулары да бар. Кез келген жабдықтың бірлік саны екіден кем болуы мүмкін емес. Жабдықтың 100 % жүктемесі кезіндегі пластинаның толық өңделуінің уақыты кезекті күту уақытының ұлғаюы есебінен шексіздікке ұмтылады дегенге сай келетін өндіріс ұйымының теориясы бар. Өңдеу үшін кезектің айтарлықтай ұлғаюы қажет емес, себебі ол кәсіпорынның қажетті айналмалы құралдарын ұлғайтады және, ең бастысы, микросұлбалардың жарамдылық түсімін азайтады. Микросұлбалардың жалаң аймақтарын қңдеу кезіндегі күту үрдісінде тозаң басылып қалады, газдардың жұтылуы, кремнийдің қышқылдануы және т.б. жүреді. Оңтайлы маршрутта жабдық жүктемесі 70÷80%-ды, ал өңдеу үшін пластиналардың кезекті күту уақыты толық жұмыс уақытының 30÷40%-ын құрайды.

0,18÷0,25 мкм болатын минималды өлшемді, жартылайөткізгішті пластиналарды өңдеу бойынша заманауи цех тәулігіне диаметрі 200мм болатын 1000-ға жуық пластиналар шығарылымын қамтамасыз етеді. Пластинмнмы өңдеудің толық уақыты 32-ден 38 тәулікке дейін, таза операциялық уақыт 20-дан 24-ке дейінгі тәулікті құрайды.

Өндірістік бағыттың (маршрут) мұндай ұйымы желілік деп аталады. Желілік бағыт көп көлемді шығаралым кезінде өнімнің ең аз өзіндік құнын қамтамасыз етеді, алайда өте көп күрделі қаржыны талап етеді. Әр түрлі минималдық өлшемдері бар пластиналарды өңдеу үшін жабдықтар жиынтықтарының құнын салыстырайық:

• 0,8 мкм – 20 млн доллар (бұрын қолданыста болған жабдық);

• 0,6 мкм – 80 млн доллар (жаңа жабдық);

• 0,18 мкм – 1 млрд доллар;

• 0,13 мкм – 3 млрд доллар;

• 0,09 мкм – 8 млрд доллар.

Жабдықтың мұндай құны кезінде элементтерінің өлшемі 0,25 мкм және одан да аз болатын өңделген пластиналар құнының жартысына жуығы жабдықтың өтемпұлы (амортизациясы) үшін кетеді.

Желілік өндірістік бағыт ұсақ сериялы және тәжірибелі бұйымдар шығарылымын аса пайдасыз етеді. Ұсақ сериялы және тәжірибелі бұйымдар үшін жабдықтың басқа түрі және кластерлік бағыт пайдаланылады. Кластерлік бағытқа арналған жабдық пластиналардың бір-бірден өңделуін қамтамасыз етеді. Әр пластина бөлек партия болып табылады. Жабдық автоматтандырылған және пластиналарды бір орнатудан басқасына автоматты түрде береді. Технологиялық орнатулар бір автоматты конвейерлік сызыққа байланыстырылған. Кластерлік бағыт қызмет көрсетуші қызметкерлердің минималды санын талап етеді. Сызықтың өнімділігі үрдістің ұзақ үрдістің өзінің уақытымен анықталады. Кластерлік бағытта қосарланатын және резервтік технологиялық орнатулар пайдаланылуы мүмкін, бірақ пластинаны бір-бірден өңдеу қашан да сақталады. Өнімділікті төмендету есебінен кластерлік жабдықтың құны желілікке қарағанда айтарлықтай аз. Цехтағы жабдықтардың саны кластерлік өндіріс үшін сол сияқты бірнеше есеге аз. Кластерлік жабдықтың толық жиынтығының құны желілікке қарағанда, шамамен, 10 шақты есе төмен. Мұндай цехтың өнімділігі тәулігіне 20÷30 пластина. Кластерлік бағыт үшін өңделген пластиналардың құны желілікке қарағанда бірнеше есеге көп, алайда шығарылатын бұйымдардың тізімдемесі (номенклатурасы) өте ұлкен болуы мүмкін.