ინდუსტრიის სიახლეები: მსოფლიოში ყველაზე პატარა ვაფლის ქარხანა

მინიმალური ვაფლის ქარხნები წარმოადგენს ინოვაციურ ნახევარგამტარული წარმოების სისტემებს, რომლებიც იყენებენ 0.5 დიუმიან ვაფლებს, რაც მნიშვნელოვნად ამცირებს წარმოების მასშტაბებს და კაპიტალდაბანდებებს ტრადიციულ 12 დიუმიან ვაფლებთან შედარებით. ამ საწარმოო აღჭურვილობის კაპიტალდაბანდება მხოლოდ დაახლოებით 500 მილიონი იენია (დაახლოებით 23.8 მილიონი იუანი), რაც საშუალებას აძლევს მცირე და საშუალო საწარმოებს და სტარტაპებს, დაიწყონ ნახევარგამტარული წარმოება უფრო დაბალი ინვესტიციით.

მინიმალური ვაფლის ქარხნული ტექნოლოგიის სათავე შეიძლება მივაკუთვნოთ 2008 წელს იაპონიაში მოწინავე სამრეწველო მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების ეროვნული ინსტიტუტის (AIST) მიერ ინიცირებულ კვლევით პროექტს. ამ პროექტის მიზანი იყო ნახევარგამტარების წარმოებაში ახალი ტენდენციის შექმნა მრავალმხრივი, მცირე პარტიული წარმოების მიღწევით. იაპონიის ეკონომიკის, ვაჭრობისა და მრეწველობის სამინისტროს ხელმძღვანელობით ინიციატივა მოიცავდა 140 იაპონური კომპანიისა და ორგანიზაციის თანამშრომლობას წარმოების სისტემების ახალი თაობის შესამუშავებლად, რაც მიზნად ისახავდა ხარჯებისა და ტექნიკური ბარიერების მნიშვნელოვნად შემცირებას, რაც საავტომობილო და საყოფაცხოვრებო ტექნიკის მწარმოებლებს საშუალებას მისცემდა აეწარმოებინათ მათთვის საჭირო ნახევარგამტარები და სენსორები.

**მინიმალური ვაფლის ფაბრიკის ტექნოლოგიის უპირატესობები:**

1. **მნიშვნელოვნად შემცირებული კაპიტალური ინვესტიციები:** ტრადიციული დიდი ვაფლის ქარხნები მოითხოვს კაპიტალურ ინვესტიციებს, რომლებიც ასობით მილიარდ იენს აღემატება, მაშინ როდესაც მინიმალური ვაფლის ქარხნების სამიზნე ინვესტიცია ამ თანხის მხოლოდ 1/100-დან 1/1000-მდეა. რადგან თითოეული მოწყობილობა პატარაა, წრედის ფორმირებისთვის დიდი ქარხნული სივრცეები ან ფოტონიღბები არ არის საჭირო, რაც მნიშვნელოვნად ამცირებს ოპერაციულ ხარჯებს.

2. **მოქნილი და მრავალფეროვანი წარმოების მოდელები:** მინიმალური ვაფლის ქარხნები ფოკუსირებულია მცირე პარტიების პროდუქციის მრავალფეროვნებაზე. წარმოების ეს მოდელი მცირე და საშუალო საწარმოებსა და სტარტაპებს საშუალებას აძლევს სწრაფად მოახდინონ საკუთარი საჭიროებების შესაბამისად წარმოება და დააკმაყოფილონ ბაზრის მოთხოვნა მორგებულ და მრავალფეროვან ნახევარგამტარულ პროდუქტებზე.

3. **გამარტივებული წარმოების პროცესები:** მინიმალური ვაფლის ქარხნებში არსებულ საწარმოო აღჭურვილობას ყველა პროცესისთვის ერთი და იგივე ფორმა და ზომა აქვს, ხოლო ვაფლის ტრანსპორტირების კონტეინერები (შატლები) უნივერსალურია თითოეული ეტაპისთვის. ვინაიდან აღჭურვილობა და შატლები სუფთა გარემოში მუშაობს, დიდი სუფთა ოთახების მოვლა-პატრონობა საჭირო არ არის. ეს დიზაინი მნიშვნელოვნად ამცირებს წარმოების ხარჯებს და სირთულეს ლოკალიზებული სუფთა ტექნოლოგიებისა და გამარტივებული წარმოების პროცესების მეშვეობით.

4. **დაბალი ენერგომოხმარება და საყოფაცხოვრებო მოხმარებისთვის ენერგიის გამოყენება:** მინიმალური ვაფლის ქარხნებში გამოყენებული საწარმოო აღჭურვილობა ასევე ხასიათდება დაბალი ენერგომოხმარებით და შეუძლია მუშაობა საყოფაცხოვრებო სტანდარტულ 100 ვოლტიან AC დენაზე. ეს მახასიათებელი საშუალებას იძლევა, რომ ეს მოწყობილობები გამოყენებულ იქნას სუფთა ოთახების გარეთაც, რაც კიდევ უფრო ამცირებს ენერგიის მოხმარებას და საოპერაციო ხარჯებს.

5. **შემცირებული წარმოების ციკლები:** ნახევარგამტარების მასშტაბური წარმოება, როგორც წესი, შეკვეთიდან მიწოდებამდე ხანგრძლივ ლოდინის დროს მოითხოვს, მაშინ როცა მინიმალური ვაფლის ქარხნებით შესაძლებელია ნახევარგამტარების საჭირო რაოდენობის დროულად წარმოება სასურველ ვადებში. ეს უპირატესობა განსაკუთრებით თვალსაჩინოა ისეთ სფეროებში, როგორიცაა ნივთების ინტერნეტი (IoT), რომლებიც მცირე, მაღალი ნაზავის ნახევარგამტარების პროდუქტებს საჭიროებენ.

**ტექნოლოგიის დემონსტრირება და გამოყენება:**

„CEATEC 2024“-ის გამოფენაზე, Minimum Wafer Fab Promotion Organization-მა ლითოგრაფიის პროცესის დემონსტრირება ულტრამცირე ზომის ნახევარგამტარული წარმოების აღჭურვილობის გამოყენებით მოახდინა. დემონსტრაციის დროს, ლითოგრაფიის პროცესის წარმოსაჩენად სამი მანქანა იყო განლაგებული, რაც მოიცავდა რეზისტის დაფარვას, ექსპოზიციას და გამჟღავნებას. ვაფლის ტრანსპორტირების კონტეინერი (შატლი) ხელში ეჭირათ, მოწყობილობაში თავსდებოდა და ღილაკზე დაჭერით აქტიურდებოდა. დასრულების შემდეგ, შატლი იხსნებოდა და შემდეგ მოწყობილობაზე ირთვებოდა. თითოეული მოწყობილობის შიდა სტატუსი და პროგრესი შესაბამის მონიტორებზე იყო ნაჩვენები.

ამ სამი პროცესის დასრულების შემდეგ, ვაფლი მიკროსკოპით დაათვალიერეს, რის შედეგადაც გამოვლინდა წარწერით „გილოცავთ ჰელოუინს“ და გოგრის ილუსტრაციით შესრულებული ნიმუში. ამ დემონსტრაციამ არა მხოლოდ მინიმალური ვაფლის ტექნოლოგიის შესაძლებლობა წარმოაჩინა, არამედ ხაზი გაუსვა მის მოქნილობას და მაღალ სიზუსტეს.

გარდა ამისა, ზოგიერთმა კომპანიამ დაიწყო მინიმალური ვაფლის ქარხნის ტექნოლოგიის ექსპერიმენტები. მაგალითად, Yokogawa Electric Corporation-ის შვილობილმა კომპანიამ, Yokogawa Solutions-მა, გამოუშვა გამარტივებული და ესთეტიურად სასიამოვნო საწარმოო მანქანები, დაახლოებით სასმელების გაყიდვის აპარატის ზომის, რომელთაგან თითოეული აღჭურვილია გაწმენდის, გათბობისა და ექსპოზიციის ფუნქციებით. ეს მანქანები ეფექტურად ქმნიან ნახევარგამტარების წარმოების ხაზს და „მინი ვაფლის ქარხნის“ წარმოების ხაზისთვის საჭირო მინიმალური ფართობი მხოლოდ ორი ჩოგბურთის კორტის ზომაა, რაც 12 დიუმიანი ვაფლის ქარხნის ფართობის მხოლოდ 1%-ს შეადგენს.

თუმცა, მინიმალური ვაფლის ქარხნები ამჟამად დიდ ნახევარგამტარულ ქარხნებთან კონკურენციას ვერ უწევენ. ულტრაწვრილი წრედების დიზაინი, განსაკუთრებით მოწინავე დამუშავების ტექნოლოგიებში (მაგალითად, 7 ნმ და უფრო დაბალი), კვლავ ეყრდნობა მოწინავე აღჭურვილობას და მასშტაბური წარმოების შესაძლებლობებს. მინიმალური ვაფლის ქარხნების 0.5 დიუმიანი ვაფლის პროცესები უფრო შესაფერისია შედარებით მარტივი მოწყობილობების, როგორიცაა სენსორები და MEMS, წარმოებისთვის.

მინიმალური ვაფლის ქარხნები ნახევარგამტარების წარმოების ახალ, პერსპექტიულ მოდელს წარმოადგენს. მინიატურიზაციის, დაბალი ღირებულებისა და მოქნილობის გამო, მოსალოდნელია, რომ ისინი ახალ საბაზრო შესაძლებლობებს შეუქმნიან მცირე და საშუალო საწარმოებსა და ინოვაციურ კომპანიებს. მინიმალური ვაფლის ქარხნების უპირატესობები განსაკუთრებით თვალსაჩინოა კონკრეტულ გამოყენების სფეროებში, როგორიცაა ნივთების ინტერნეტი, სენსორები და MEMS.

მომავალში, ტექნოლოგიის განვითარებასა და შემდგომ პოპულარიზაციასთან ერთად, მინიმალური ვაფლის ქარხნები შეიძლება მნიშვნელოვან ძალად იქცეს ნახევარგამტარების წარმოების ინდუსტრიაში. ისინი არა მხოლოდ მცირე ბიზნესებს აძლევენ ამ სფეროში შესვლის შესაძლებლობას, არამედ შეიძლება გამოიწვიონ ცვლილებები მთელი ინდუსტრიის ხარჯების სტრუქტურასა და წარმოების მოდელებში. ამ მიზნის მიღწევა მოითხოვს მეტ ძალისხმევას ტექნოლოგიების, ნიჭის განვითარებისა და ეკოსისტემის მშენებლობის მიმართულებით.

გრძელვადიან პერსპექტივაში, მინიმალური ვაფლის ქარხნების წარმატებულ პოპულარიზაციას შეუძლია ღრმა გავლენა მოახდინოს მთელ ნახევარგამტარულ ინდუსტრიაზე, განსაკუთრებით მიწოდების ჯაჭვის დივერსიფიკაციის, წარმოების პროცესის მოქნილობისა და ხარჯების კონტროლის თვალსაზრისით. ამ ტექნოლოგიის ფართოდ გამოყენება ხელს შეუწყობს გლობალურ ნახევარგამტარულ ინდუსტრიაში შემდგომ ინოვაციებსა და პროგრესს.