Maximizar el rendimiento de los Semiconductores con un control avanzado de la humedad

Los mercados en crecimiento exigen análisis de trazas de humedad de precisión de gases especializados

Nuestro mundo se basa en chips semiconductores. Casi todas las tecnologías que utilizamos, desde teléfonos inteligentes y electrodomésticos hasta controles industriales, automóviles y satélites, tienen al menos un semiconductor en su núcleo.

Las perspectivas a largo plazo para los semiconductores y, por tanto, para los proveedores de sistemas de fabricación son favorables. McKinsey prevé que el sector casi duplicará su tamaño en 2030, convirtiéndose en "una industria de un billón de dólares", con alrededor del 70 % del crecimiento impulsado por sólo tres mercados: automoción, computación y almacenamiento de datos, e inalámbrico. El crecimiento de los vehículos eléctricos, por ejemplo, contribuirá significativamente al crecimiento del mercado, ya que McKinsey predice que los futuros vehículos autónomos necesitarán semiconductores por valor de 4.000 dólares cada uno, frente a los apenas 500 dólares de uno de los coches actuales propulsados por motor de combustión.

Sin embargo, los últimos acontecimientos han tenido un importante efecto negativo en la industria. Hace sólo unos años, se preveía que el mercado de semiconductores crecería rápidamente -casi de forma exponencial- a medida que la demanda mundial de nuevas tecnologías comerciales y de consumo empezara a dispararse. Entonces, llegó Covid, envuelto en presiones inflacionistas, tipos de interés en rápido aumento y un desplome de la confianza del consumidor en países de todo el mundo. La demanda, junto con las cadenas de Suministro que alimentan a mercados y fabricantes, se ha estancado -al menos, temporalmente-.

La consultora de gestión y analista de mercado Gartner prevé que los ingresos mundiales por semiconductores caigan un 3,6% en 2023, y que el mercado de las memorias se vea aún más afectado por "inventarios abultados y clientes que presionan para obtener precios considerablemente más bajos". Sin embargo, la experiencia de PST con fabricantes de equipos originales que suministran sistemas a fabricantes de chips indica que la demanda de equipos de producción seguirá siendo fuerte en el futuro inmediato, ya que las empresas se preparan para el lanzamiento de nuevos productos al tiempo que protegen sus ingresos mediante la deslocalización de sus fuentes de suministro.

Fabricación de semiconductores

El crecimiento previsto de la demanda de semiconductores es claramente una buena noticia para las distintas plantas de fabricación de semiconductores y fabricantes de dispositivos integrados. Aunque, históricamente, la mayor parte de la producción se ha centrado en Norteamérica, Corea, Japón, Taiwán y China, existe una tendencia creciente a construir nuevas plantas de fabricación en otros países. Esto se debe en parte a la necesidad de acortar y mejorar la resistencia de las cadenas de suministro y en parte a la preocupación por los posibles riesgos geopolíticos, especialmente en relación con China y Extremo Oriente. Por ejemplo, la Unión Europea ha anunciado su intención de convertirse en un importante centro de fabricación de semiconductores, con el objetivo de aumentar su cuota del mercado mundial de semiconductores del 9 % actual al 30 % en 2030.

Cualquiera que sea el resultado, satisfacer la demanda prevista dependerá de tecnologías de fabricación cada vez más avanzadas, una mayor digitalización e integración de los procesos de extremo a extremo, un mejor uso de la IA y el mantenimiento predictivo y la adopción más generalizada de sofisticados sistemas de supervisión y gestión de procesos. Estos últimos ayudarán a maximizar el rendimiento gracias a un mejor control de la calidad, una mayor productividad y un menor consumo de energía; incluso un pequeño porcentaje de aumento del rendimiento puede representar un incremento significativo de la producción, junto con el potencial de reducción de los costes de producción.

Precisión en la medición de trazas en gases especializados

Los gases especializados de pureza ultra alta son esenciales para la fabricación de semiconductores. Entre estos gases se incluyen:

A lo largo de todo el proceso de fabricación, es esencial eliminar las impurezas para que cada etapa se complete eficazmente con el menor nivel de residuos; incluso la presencia de trazas de impurezas medidas en partes por billón puede provocar la pérdida de un lote entero de obleas.

Hace muchos años que trabajamos con los principales fabricantes de máquinas de semiconductores, desarrollando y suministrando una amplia gama de analizadores y sensores de oxígeno y humedad de alto rendimiento, además de cromatógrafos de gases de proceso. Estos instrumentos de precisión están diseñados para satisfacer los requisitos más exigentes de las fundiciones de semiconductores, siendo ideales para su uso en etapas del proceso que van desde la deposición, la litografía y el grabado, hasta el dopaje, el recocido y la limpieza de cámaras.

Cada instrumento es extremadamente fiable, fácil de usar y, en función del producto y la aplicación, proporciona la certeza de mediciones repetibles hasta niveles inferiores a 100 ppt.

El impacto de la humedad en los rendimientos

Los principales productos de medición de la humedad de PST incluyen transmisores, higrómetros y analizadores. Estos instrumentos desempeñan un papel crucial en la detección de trazas de humedad en gases de pureza ultra alta y en la prevención de problemas como la oxidación, la adherencia de fotorresistencias o la caracterización y predictibilidad coherentes de cada etapa del proceso.

Nuestro último sensor de humedad de gas e higrómetro en línea avanzado Pura ofrece una solución sencilla, rentable y muy precisa para la medición de trazas de humedad en la fabricación de semiconductores. Al igual que todos nuestros productos, está respaldado por completos servicios de asistencia técnica, mantenimiento y calibración, con una red mundial de expertos a su disposición para ofrecer asesoramiento y asistencia práctica para cada aplicación.

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Nuestro Cromatógrafo de gases MultiDetek3 utiliza el detector de emisión de plasma patentado y, por tanto, somos expertos en la detección de Impurezas sub-ppb en gases de pureza ultra alta. Nuestra tecnología y nuestros conocimientos técnicos también nos permiten apoyar el mercado de los gases especiales electrónicos, lo que nos da una cobertura completa del mercado de los gases electrónicos. Este tipo de aplicaciones incluyen mezclas de gases tóxicos y peligrosos, cada vez más necesarios en las industrias electrónicas, y disponemos de los productos y las instalaciones de fabricación adecuados para hacerles frente. Nuestras soluciones incluyen accesorios diseñados especialmente para aplicaciones de Semiconductores, como el selector de flujo LDGSS, el sistema de purificación de gases LDP2000/LDCryo y la unidad calibradora de ppb LDGDSA, todos ellos integrados en nuestros armarios LDRack. Como fabricantes, podemos ofrecer soldadura orbital, la solución ideal para el mercado de la electrónica de pureza ultra alta. Para obtener más información, consulte los enlaces siguientes:

Notas de aplicación de LDetek Navegue hasta las secciones "Gases electrónicos y Semiconductores" y "Gases electrónicos especiales". Muchas de las notas de aplicación muestran lo que puede medirse con nuestro Cromatógrafo de gases de proceso.

Fuentes:

Gartner

McKinsey & Company

Foro Económico Mundial - Fabricación europea de semiconductores