Хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлийн өндөр нарийвчлал, найдвартай байдлын хатуу шаардлагын дагуу боржин чулуу нь үндсэн материалын нэг боловч түүний шинж чанар нь тодорхой хязгаарлалтуудыг авчирдаг. Дараах нь түүний үндсэн сул тал ба практик хэрэглээнд тулгарч буй бэрхшээлүүд юм.
Нэгдүгээрт, материал нь маш хэврэг, боловсруулахад хэцүү байдаг
Хагарлын эрсдэл: Боржин чулуу нь үндсэндээ байгалийн бичил хагарал, дотор нь ашигт малтмалын хэсгүүдийн хил хязгаартай байгалийн чулуу бөгөөд энэ нь ердийн хэврэг материал юм. Хэт нарийн боловсруулалт хийх үед (нано хэмжээст нунтаглах, муруй гадаргуугийн нарийн төвөгтэй боловсруулалт гэх мэт) хүч жигд бус эсвэл боловсруулалтын параметрүүд нь тохиромжгүй бол үйрмэглэх, бичил хагарал тархах зэрэг асуудал үүсч, ажлын хэсгийг хусахад хүргэдэг.
Боловсруулалтын үр ашиг бага: Хэврэг хугарахаас зайлсхийхийн тулд алмаазан нунтаглагч дугуйгаар бага хурдтай нунтаглах, соронзон геологийн өнгөлгөө зэрэг тусгай процессуудыг шаарддаг. Боловсруулалтын мөчлөг нь металл материалаас 30% -иас 50% урт, тоног төхөөрөмжийн хөрөнгө оруулалтын зардал өндөр (жишээлбэл, таван тэнхлэгт холбоос боловсруулах төвийн үнэ 10 сая юаниас давсан).
Бүтцийн нарийн төвөгтэй хязгаарлалт: Цутгамал, хуурамч болон бусад процессоор хөндий хөнгөн бүтэц үйлдвэрлэхэд хэцүү байдаг. Энэ нь ихэвчлэн хавтан, суурь гэх мэт энгийн геометрийн хэлбэрт ашиглагддаг бөгөөд түүний хэрэглээ нь жигд бус тулгуур эсвэл дотоод дамжуулах хоолойг нэгтгэх шаардлагатай тоног төхөөрөмжид хязгаарлагдмал байдаг.
Хоёрдугаарт, өндөр нягтрал нь тоног төхөөрөмжийн ачаалал ихтэй байдаг
Бариулж, суулгахад хэцүү: Боржингийн нягт нь ойролцоогоор 2.6-3.0 г/см³, жин нь ижил эзэлхүүн дор цутгамал төмрөөс 1.5-2 дахин их байдаг. Жишээлбэл, фотолитографийн машинд зориулсан боржин чулуун суурийн жин 5-10 тонн хүрч, тусгай өргөх төхөөрөмж, цочролд тэсвэртэй суурь шаардагддаг бөгөөд энэ нь үйлдвэр барих, тоног төхөөрөмжийг байрлуулах зардлыг нэмэгдүүлдэг.
Динамик хариу урвалын хоцрогдол: Өндөр инерци нь тоног төхөөрөмжийн хөдөлж буй хэсгүүдийн хурдатгалыг хязгаарладаг (жишээ нь, өрлөг дамжуулах роботууд). Хурдан эхлүүлэх, зогсоох шаардлагатай хувилбаруудад (өндөр хурдны хяналтын төхөөрөмж гэх мэт) энэ нь үйлдвэрлэлийн хэмнэлд нөлөөлж, үр ашгийг бууруулж болзошгүй.
Гуравдугаарт, засвар, давталтын зардал өндөр байна
Согогийг засахад хэцүү: Ашиглалтын явцад гадаргуугийн элэгдэл, мөргөлдөөн гэмтсэн тохиолдолд мэргэжлийн нунтаглах төхөөрөмжөөр дамжуулан үйлдвэрт буцааж засварлах шаардлагатай бөгөөд үүнийг газар дээр нь хурдан шийдвэрлэх боломжгүй юм. Үүний эсрэгээр металл эд ангиудыг спот гагнуур, лазер бүрэх гэх мэт аргаар нэн даруй засч, зогсолтыг богиносгодог.
Загварын давталтын мөчлөг урт байна: Байгалийн боржингийн судлуудын ялгаа нь янз бүрийн багцын материалын шинж чанарт (дулааны тэлэлтийн коэффициент ба чийгшүүлэх харьцаа гэх мэт) бага зэрэг хэлбэлзлийг үүсгэж болно. Тоног төхөөрөмжийн загвар өөрчлөгдсөн тохиолдолд материалын шинж чанарыг дахин тохируулах шаардлагатай бөгөөд судалгаа, боловсруулалтын баталгаажуулалтын мөчлөг харьцангуй урт байдаг.
Iv. Хязгаарлагдмал нөөц ба байгаль орчны сорилтууд
Байгалийн чулуу нь нөхөн сэргээгддэггүй: Өндөр чанартай боржин чулуу (хагас дамжуулагчд ашигладаг "Жинан Ногоон", "Гүнжидийн хар" гэх мэт) нь тодорхой судалтай, хязгаарлагдмал нөөцтэй, олборлолт нь байгаль орчныг хамгаалах бодлогоор хязгаарлагддаг. Хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэл өргөжихийн хэрээр түүхий эдийн нийлүүлэлт тогтворгүй болох эрсдэлтэй.
Боловсруулалтын бохирдлын асуудал: Зүсэх, нунтаглах явцад их хэмжээний боржингийн тоос (цахиурын давхар исэл агуулсан) үүсдэг. Хэрэв зохих ёсоор эмчлэхгүй бол силикоз үүсгэдэг. Түүгээр ч зогсохгүй бохир усыг гадагшлуулахын өмнө тунадасжуулах замаар цэвэршүүлэх шаардлагатай бөгөөд энэ нь байгаль орчныг хамгаалахад хөрөнгө оруулалтыг нэмэгдүүлнэ.
Тав. Шинээр гарч ирж буй процессуудтай зохицох чадвар хангалтгүй
Вакуум орчны хязгаарлалт: Зарим хагас дамжуулагч процесс (вакуум бүрэх, электрон цацрагийн литограф гэх мэт) нь төхөөрөмжийн доторх вакуум төлөвийг өндөр байлгахыг шаарддаг. Гэсэн хэдий ч боржингийн гадаргуу дээрх бичил нүхнүүд нь хийн молекулуудыг шингээж, аажмаар ялгарч, вакуум зэргийн тогтвортой байдалд нөлөөлдөг. Тиймээс гадаргууг нягтруулах нэмэлт эмчилгээ (давирхайг нэвчүүлэх гэх мэт) шаардлагатай.
Цахилгаан соронзон нийцтэй байдлын асуудал: Боржин чулуу нь тусгаарлагч материал юм. Статик цахилгаан гүйдэл эсвэл цахилгаан соронзон хамгаалалт шаардлагатай тохиолдолд (хөрсөгний электростатик шингээх платформ гэх мэт) металл бүрээс эсвэл дамжуулагч хальсыг нэгтгэх шаардлагатай бөгөөд энэ нь бүтцийн нарийн төвөгтэй байдал, өртөгийг нэмэгдүүлдэг.
Аж үйлдвэрийн хариу арга хэмжээний стратеги
Дээр дурдсан дутагдалтай талуудыг үл харгалзан хагас дамжуулагчийн үйлдвэр технологийн шинэчлэлээр боржингийн дутагдлыг хэсэгчлэн нөхсөн.
Нийлмэл бүтцийн дизайн: Энэ нь хатуу ба хөнгөн жингийн аль алиныг нь харгалзан "боржин чулуун суурь + металл хүрээ" хослолыг ашигладаг (жишээлбэл, тодорхой фотолитографийн машин үйлдвэрлэгч боржин чулуун сууринд хөнгөн цагаан хайлштай зөгийн сархинаг бүтцийг суулгаж, жинг 40% -иар бууруулдаг).
Хиймэл синтетик өөр материал: Боржингийн дулааны тогтвортой байдал, чичиргээний эсэргүүцлийг загварчлахын тулд керамик матрицын нийлмэл материал (цахиур карбидын керамик гэх мэт) болон эпокси давирхайд суурилсан хиймэл чулууг боловсруулж, боловсруулалтын уян хатан чанарыг сайжруулна.
Ухаалаг боловсруулалтын технологи: Боловсруулалтын замыг оновчтой болгох AI алгоритм, хагарлын эрсдлийг урьдчилан таамаглах стресс симуляци, бодит цаг хугацаанд параметрүүдийг тохируулахын тулд онлайн илрүүлэлтийг хослуулснаар боловсруулалтын хаягдал 5% -иас 1% хүртэл буурсан.
Дүгнэлт
Хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлийн боржингийн дутагдал нь үндсэндээ түүний байгалийн материалын шинж чанар ба үйлдвэрлэлийн эрэлт хэрэгцээ хоёрын хоорондох тоглоомоос үүдэлтэй. Технологийн дэвшил, өөр материал бий болсноор түүний хэрэглээний хувилбарууд нь "орлуушгүй үндсэн лавлах бүрэлдэхүүн хэсгүүд" (фотолитографийн машин, хэт нарийвчлалтай хэмжилтийн платформд зориулсан гидростатик чиглүүлэгч төмөр зам гэх мэт) руу аажмаар хумигдаж, бүтцийн чухал бус бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд илүү уян хатан инженерийн материалууд руу аажмаар шилжиж болно. Ирээдүйд гүйцэтгэл, өртөг, тогтвортой байдлыг хэрхэн тэнцвэржүүлэх вэ гэдэг нь салбарынхны үргэлжлүүлэн судлах сэдэв байх болно.
Шуудангийн цаг: 2025-05-24