Maximize os rendimentos dos semicondutores com a monitorização avançada da humidade

Os mercados em crescimento exigem uma análise de precisão da humidade de traços de gases especializados

O nosso mundo é construído sobre chips semicondutores. Quase todas as peças de tecnologia que utilizamos, desde telefones inteligentes e electrodomésticos a controlos industriais, automóveis e satélites, têm pelo menos um semicondutor no seu centro.

As perspectivas a longo prazo para os semicondutores e, por conseguinte, para os fornecedores de sistemas de fabrico são favoráveis. A McKinsey prevê que o sector quase duplicará a sua dimensão até 2030, tornando-se "uma indústria de um bilião de dólares", com cerca de 70 % do crescimento a ser impulsionado por apenas três mercados: automóvel, computação e armazenamento de dados e sem fios. O crescimento dos veículos eléctricos, por exemplo, contribuirá significativamente para o crescimento do mercado, prevendo a McKinsey que os futuros veículos autónomos necessitarão, cada um, de semicondutores no valor de 4.000 dólares, em comparação com apenas 500 dólares num dos actuais automóveis com motor de combustão.

No entanto, os acontecimentos recentes tiveram um efeito negativo significativo no sector. Há apenas alguns anos, previa-se que o mercado dos semicondutores iria crescer rapidamente - quase exponencialmente - à medida que a procura global de novas tecnologias de consumo e comerciais começasse a disparar. Depois, veio a Covid, envolvida em pressões inflacionistas, taxas de juro em rápida subida e um colapso da confiança dos consumidores em países de todo o mundo. A procura, juntamente com as cadeias de abastecimento que alimentam os mercados e os fabricantes, estagnou - pelo menos, temporariamente.

A consultora de gestão e analista de mercado Gartner projecta que as receitas globais dos semicondutores cairão 3,6 % em 2023, com o mercado das memórias a ser ainda mais atingido por "inventários inchados e clientes que pressionam por preços consideravelmente mais baixos". No entanto, a experiência da PST com OEMs que fornecem sistemas para fabricantes de chips indica que a demanda por equipamentos de produção permanecerá forte no futuro imediato, à medida que as empresas se preparam para o lançamento de novos produtos, protegendo suas receitas ao reorientar suas fontes de suprimento.

Fabricação de semicondutores

O crescimento projectado da procura de semicondutores é claramente uma boa notícia para as diferentes fábricas de semicondutores e para os fabricantes de dispositivos integrados. Embora, historicamente, a maior parte da produção se tenha centrado na América do Norte, Coreia, Japão, Taiwan e China, há uma tendência crescente para a construção de novas fábricas noutros países. Isto deve-se, em parte, à necessidade de encurtar e melhorar a resiliência das cadeias de abastecimento e, em parte, a preocupações com potenciais riscos geopolíticos, especialmente no que respeita à China e ao Extremo Oriente. Por exemplo, a União Europeia anunciou a sua intenção de se tornar um importante centro de fabrico de semicondutores, com o objectivo de aumentar a sua quota do mercado mundial de semicondutores dos actuais 9 % para 30 % até 2030.

Qualquer que seja o resultado, a satisfação da procura prevista dependerá de tecnologias de fabrico cada vez mais avançadas, de uma maior digitalização e integração de processos de ponta a ponta, de uma melhor utilização da IA e da manutenção preditiva e da adoção mais generalizada de sistemas sofisticados de monitorização e gestão de processos. Estes últimos ajudarão a maximizar os rendimentos através de um melhor controlo de qualidade, maior produtividade e menor consumo de energia - mesmo um pequeno aumento percentual no rendimento pode representar um aumento significativo na produção, juntamente com o potencial para reduzir os custos de produção.

Medição precisa de traços em gases especializados

Gases especializados de pureza ultra-alta são essenciais para a fabricação de semicondutores. Esses gases incluem:

Durante todo o processo de fabrico, é essencial remover as impurezas para que cada etapa seja concluída de forma eficaz com o menor nível de resíduos; mesmo a presença de impurezas vestigiais medidas em partes por trilião pode resultar na perda de um lote inteiro de bolachas.

Há muitos anos que trabalhamos com os principais fabricantes de máquinas de semicondutores, desenvolvendo e fornecendo uma vasta gama de analisadores e sensores de oxigénio e humidade de alto desempenho, bem como cromatógrafos de gás de processo. Estes instrumentos de precisão foram concebidos para satisfazer os requisitos mais exigentes das fundições de semicondutores, sendo ideais para utilização em etapas de processo que vão desde a deposição, litografia e gravação, até à dopagem, recozimento e limpeza de câmaras.

Cada instrumento é extremamente fiável, fácil de utilizar e, dependendo do produto e da aplicação, proporciona a certeza de medições repetíveis até níveis inferiores a 100 ppt.

O impacto da humidade nos rendimentos

Os principais produtos de medição de humidade da PST incluem transmissores, higrómetros e analisadores. Estes instrumentos desempenham um papel crucial na detecção de níveis vestigiais de humidade em gases de pureza ultra elevada e na ajuda à prevenção de problemas como a oxidação, a adesão de fotoresistências ou a caracterização consistente e previsibilidade de cada fase do processo.

O nosso mais recente sensor de humidade e higrómetro de gás online avançado Pura oferece uma solução simples, económica e altamente precisa para a medição de vestígios de humidade no fabrico de semicondutores. Em comum com todos os nossos produtos, é apoiado por serviços abrangentes de suporte técnico, manutenção e calibração, com uma rede global de especialistas à disposição para fornecer conselhos e assistência prática para cada aplicação.

Descubra mais sobre o Pura Advanced Online 2.

Somos os especialistas líderes mundiais em monitorização da humidade e medição do ponto de orvalho. Dispomos de oito tecnologias diferentes que abrangem todas as aplicações de humidade, apoiadas por um suporte técnico e ao cliente inigualável. Para saber mais, converse com um dos nossos especialistas em aplicações hoje mesmo.

O nosso Cromatógrafo de Gás MultiDetek3 utiliza o detector de emissão de plasma patenteado e, assim, somos especialistas na detecção de impurezas sub-ppb em gases de pureza ultra-alta. A nossa tecnologia e o nosso know-how permitem-nos também apoiar o mercado dos gases especiais electrónicos, o que nos dá uma cobertura completa do mercado dos gases electrónicos. Este tipo de aplicações inclui misturas de gases tóxicos e perigosos, que são cada vez mais necessários nas indústrias electrónicas, e dispomos dos produtos e instalações de fabrico adequados para os tratar. As nossas soluções incluem acessórios especialmente concebidos para aplicações de semicondutores, como o selector de fluxo LDGSS, o sistema de purificação de gás LDP2000/LDCryo e a unidade de calibração LDGDSA ppb, todos integrados nos nossos armários LDRack. Como fabricantes, podemos oferecer soldadura orbital - a solução ideal para o mercado electrónico de pureza ultra elevada. Para saber mais, veja os links abaixo:

Notas de AplicaçãoLDetek Navegue até às secções 'Gases Electrónicos e Semicondutores' e 'Gases Especiais Electrónicos'. Muitas das notas de aplicação mostram o que pode ser medido com o nosso cromatógrafo de gás de processo.

Fontes:

Gartner

McKinsey & Company

Fórum Económico Mundial - Fabrico europeu de semicondutores