حال ہی میں، سنگھوا یونیورسٹی کی طرف سے تجویز کردہ SSMB-EUV لائٹ سورس ٹیکنالوجی نے عوامی دلچسپی کو اپنی طرف متوجہ کیا ہے۔ ایک دعویٰ یہ ہے کہ چین EUV روشنی کے ذرائع پیدا کرنے کے لیے ایکسلریٹر بنا سکتا ہے، اور روشنی کے ذرائع کی مختلف تعدد کو مختلف چپ کے عمل جیسے 28nm، 14nm، 7nm، اور 5nm کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ASML کی EUV لتھوگرافی مشینوں پر انحصار کرنے کے بجائے، خیال یہ ہے کہ غیر متوقع اختراعی سوچ کے ساتھ امریکی ناکہ بندی کو توڑنے کے لیے "لائٹ سورس فیکٹریوں" کا استعمال کیا جائے۔ یہ تصور "سمجھنے میں آسان" ہے اور ایسا محسوس ہوتا ہے کہ جدید گھریلو لتھوگرافی مشینوں کی امید ہے۔

کمپلیکس سنکرونائزیشن ریڈی ایشن لائٹ سورس، SSMB-EUV میں عوام کی دلچسپی بنیادی طور پر امریکی تکنیکی ناکہ بندی کو توڑنے اور سنگھوا کی تحقیق کو صنعتی بنانے کی خواہش پر مبنی ہے، اس طرح اعلیٰ کارکردگی والے گھریلو چپس تیار کرنے میں مدد ملتی ہے۔

یہ مضمون چپ کی تیاری اور لتھوگرافی کی کچھ متعلقہ تکنیکی تفصیلات متعارف کرانے کے لیے صنعتی انجینئرنگ کے نقطہ نظر پر مرکوز ہے۔ یہ SSMB، EUV، اور سنکرونائزیشن ریڈی ایشن کے پیچھے سائنسی اصولوں کی بھی وضاحت کرتا ہے۔ کافی انجینئرنگ تکنیکی تفصیلات اور سائنسی اصولوں کو سمجھنے کے بعد، ہم "روشنی کا ذریعہ فیکٹری" جیسے دلچسپ تصورات کا صحیح اندازہ لگا سکتے ہیں۔

اس مضمون کے اہم نکات:

1. SSMB-EUV لیتھوگرافی مشینوں کا تکنیکی پس منظر ہوتا ہے۔ چین پہلے ہی حقیقی R&D سرمایہ کاری کر چکا ہے، اور یہ واقعی مستقبل کی لتھوگرافی مشینوں کے لیے ترقی کی سمت ہے۔

2. DUV اور EUV لتھوگرافی مشینوں کا استعمال کرتے ہوئے چپ تیار کرنے کے عمل کا تجزیہ کرتے ہوئے، صنعتی پیداوار میں لتھوگرافی مشین کی کارکردگی کے تقاضے عام لوگوں کے تصور سے باہر ہیں۔

3. کون سی تکنیکی مشکلات ہیں جن پر SSMB-EUV لتھوگرافی مشینوں کو قابو پانے کی ضرورت ہے؟ ہمیں یہ نہیں سمجھنا چاہیے کہ اچھی سمت تلاش کرنے سے لتھوگرافی مشین ٹیکنالوجی کو توڑنا آسان ہو جائے گا۔

I. چپ مینوفیکچرنگ انڈسٹری کے بارے میں علم 

ایک خاص قسم کا ٹرانزسٹر بنانے کے لیے، ہم پی این جنکشن بنانے کے لیے تھوڑی مقدار میں ٹرائیویلنٹ بوران اور پینٹا ویلنٹ فاسفورس کے ساتھ ٹیٹراویلنٹ سلکان ڈوپڈ متعارف کراتے ہیں، اور پھر ایک کنٹرول گیٹ کے طور پر دھاتی آکسائیڈ شامل کرتے ہیں۔ ایک ویفر پر بڑی تعداد میں ٹرانزسٹروں کو گھنے ترتیب دے کر اور انہیں ایک مخصوص ڈیزائن کے مطابق جوڑ کر، ہم ایک چپ بنا سکتے ہیں۔ چپ مینوفیکچرنگ میں سب سے اہم مرحلہ ویفر پروسیسنگ ہے، جو FAB فیکٹری میں ہوتا ہے۔ ایک انتہائی خالص سلکان ویفر پر ایک ایک کرکے ایک جیسی ننگی چپس (ڈائیز) تیار ہوتی ہیں۔ اس سے پہلے، سلیکون ویفر کو تیار کرنے کی ضرورت ہے، اور اس کے بعد، ڈیز کو کاٹ کر پیک کیا جاتا ہے، ٹیسٹ کیا جاتا ہے اور پنوں کے ساتھ جمع کیا جاتا ہے۔ ان عملوں کی دشواری نسبتاً کم ہے۔

سب سے پہلے، یہ سمجھنا ضروری ہے کہ صنعتی ایپلی کیشنز میں چپ کی پیداوار لاگت کو کم رکھنے کے لیے بڑے پیمانے پر ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر، حالیہ مقبول سمارٹ فون چپ کی تخمینہ مقدار 10 ملین یونٹس ہے۔ بڑھتی ہوئی طلب کی وجہ سے، یہ مقدار بڑھ کر 15-17 ملین یونٹس، اور مزید بڑھ کر 20 ملین یونٹس تک پہنچ گئی ہے۔

نسبتاً کم وقت میں دسیوں لاکھوں چپس کیسے تیار کی جا سکتی ہیں؟ کلید ایک ہی ویفر پر بڑی تعداد میں ایک جیسی ڈیز تیار کرنے کی صلاحیت میں مضمر ہے۔ مثال کے طور پر 12 انچ کا ویفر (انچ کا حوالہ دیتے ہوئے، 8 انچ اور 6 انچ والے بھی ہوتے ہیں) کو لے کر، اس کا قطر تقریباً 300 ملی میٹر ہے، جس کا رقبہ 70,659 مربع ملی میٹر ہے۔ ایڈوانسڈ چپس 100 ملین ٹرانزسٹر فی مربع ملی میٹر کی شاندار ٹرانزسٹر کثافت حاصل کر سکتی ہیں۔ ایک ہی چپ میں اربوں ٹرانجسٹر ہوتے ہیں اور یہ پیچیدہ افعال جیسے کہ 5G بیس بینڈ اور موبائل SOC انجام دیتے ہیں۔ فرض کریں کہ ایک ڈائی کا رقبہ 140 مربع ملی میٹر ہے، ایک ویفر تقریباً 500 ڈیز کو ایڈجسٹ کر سکتا ہے۔

"پیداوار" کا تصور چپ مینوفیکچرنگ میں بہت اہم ہے۔ سیدھے الفاظ میں، اگر ان 500 میں سے 400 کی موت ہو جاتی ہے، FAB فیکٹری میں پروسیسنگ کے بعد 80 فعال اور اہل پائے جاتے ہیں، تو پیداوار 50% ہے۔ اگرچہ ایڈوانس چپ فیبریکیشن کی پیداوار بعض اوقات بہت زیادہ نہیں ہوتی ہے، لیکن یہ بہت کم بھی نہیں ہے، کیونکہ یہ اسے تجارتی طور پر ناقابل عمل بنا دے گا۔ 200% کے قدامت پسند اندازے کو فرض کرتے ہوئے، ایک ویفر میں اب بھی XNUMX سے زیادہ فنکشنل ڈیز ہونی چاہئیں۔

FAB فیکٹری کی پیداواری صلاحیت عام طور پر اس بات سے ماپا جاتا ہے کہ یہ ہر ماہ کتنے ہزار ویفرز پر کارروائی کر سکتی ہے، جس میں 10,000 سے 100,000 ویفرز شامل ہیں۔ اگر صلاحیت 10,000 ویفرز فی مہینہ ہے، فی ویفر میں 200 فنکشنل ڈیز کے ساتھ، اس کا مطلب ہے کہ ایک مہینے میں 2 ملین چپس تیار ہوں گی، جس کے نتیجے میں ایک سال میں 20 ملین سے زیادہ چپس بنتی ہیں۔

جاری ہے...