为什么半导体行业必须拥抱3D打印？_半导体_零件

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为什么半导体行业必须拥抱3D打印？_半导体_零件智能

环球供应链已经感想熏染到流感大盛行的影响已有相称长的一段韶光了，纵然天下上更多地区和商务中央逐渐重新开放并吸引更多职员回到现场，生产线中断的寻衅仍将连续存在。
在可预见的将来，最大的寻衅仍旧是半导体的短缺，而且已经涌现了几个月的迹象。

去年12月，大众汽车表示半导体瓶颈意味着到2021年第一季度汽车产量将减少100,000辆，由于其零部件制造商无法确保供应。
Nissan，雷诺，戴姆勒和通用汽车也在努力应对短缺问题，这可能导致每周减少多达20％的产量。

2月，打击得克萨斯州的突如其来的狂风雪也严重影响了支持半导体生产的供应链，造成了更多耽误。

半导系统编制造厂（也称为晶圆厂）须要新的生产线以增加产能。
一个关键的寻衅是，半导体成本设备制造商帮助，以使晶圆厂在知足需求无法迁徙改变自己的产品开拓周期和生产，以知足不断增长的需求。
他们对传统制造技能的依赖给他们带来了寻衅，但是集成增材制造（AM）可能会改变游戏规则。

增材制造为固定设备制造商带来直吸收益

当试图快速提高产量时，传统的制造事情流程受到一些限定的阻碍。
增材制造（也称为3D打印）肃清了这些限定，从而实现了设计的自由，并实现了从原型到定制零件的小批量生产的无缝过渡。
特殊是AM的三种运用，已向固定设备制造商展示了其上风。

晶圆台热管理。
更好的关键半导体设备组件（例如晶圆台）的热管理可以将半导体设备的精度提高1-2 nm，同时提高速率和吞吐量。
更高的机器速率和正常运行韶光可导致加工更多的晶圆和更高的总体生命周期代价。

在光刻过程中，保持在mlikelvin（mK）范围内的温度至关主要，由于任何系统滋扰都会产生影响。
通过增材制造（DfAM）设计，可以优化内部冷却通道和表面图案，从而显著提高表面温度和热梯度，同时减少韶光常数。
一家大型半导体成本设备制造商利用AM生产他们的晶圆台，实现了ΔT降落83％（从13.8到2.3 mK），并使晶圆稳定韶光缩短了5倍。

利用AM生产晶片事情台的另一个好处是构造优化以及零件数量和装置减少的事情台。
利用传统技能生产零件依赖于钎焊将零件连接在一起，这是一个漫长的，低产量的工艺，废品率高达50％。
用整体增材制造的零件代替多零件组件可提高可靠性，提高制造良率并降落人工本钱。

歧管流体流量优化。
利用传统的制造工艺光降盆繁芜的流体歧管，会导致大型笨重的零件，这些零件由于组件之间的溘然过渡以及带有尖角的通道而导致流体流动不理想，从而导致滋扰，压降，结束区域和泄露。

当采取AM生产这些相同的歧管时，工程师可以优化其设计以减少压降，机器滋扰和振动。
流量引起的滋扰力降落90％可以减少系统振动，并提高1-2 nm的精度。

构造优化和高等挠曲。
AM使设计师可以利用一套高强度金属合金来灵巧地优化零件的构造拓扑（即轻量化）。
这些设计可以更精确地知足半导体成本设备的性能哀求，提高强度重量比并缩短上市韶光。
轻巧的半导体组件和前辈的运动机制可减少惯性并改进光刻和晶圆加工机的速率和正常运行韶光，从而可加工更多的晶圆。
在一个示例中，一家半导体成本设备制造商能够采取AM来实现挠曲件重量减轻50％以上，共振频率提高23％并降落系统振动。

增材制造可以打开新的大门

AM（特殊是直接金属印刷）是半导体成本设备行业中公认的经由验证的技能。
市场上的优化压力，对更多设备的需求以及生产壁垒哀求向添加剂快速发展。

从光刻的角度来看，目前已经有大量设备用于生产中，以利用约14nm工艺制造芯片。
可能的情形是，增材制造将显著启用本日将要发货或将在未来1-2年内发货的新机器。
通过此跑道，有足够的韶光进行组件和系统级别的重新设计，这将提高生产率和质量。
此外，制造商仍将对这些系统具有足够的掌握权，以严格测试并证明性能提升。

在光刻之外，工艺链中还有许多其他运用，例如抛光，光源和蚀刻，分选乃至计量。
AM使半导体成本设备制造商能够重新考虑可能的事并打破极限。
增材制造有巨大的机会来帮助战胜半导体短缺，并再次加强供应链。

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