在过去的几年里,半导体存储器变得越来越重要,需求也越来越大。这是因为它在第四次工业革命背后的技术发展中发挥着重要作用——例如大数据、人工智能 (AI)、物联网 (IoT)、智能工厂和自动驾驶汽车等。虽然预测表明未来会有更多的增长,但也有推动超越现在能力的新创新技术。这将需要围绕半导体存储器的开发和大规模生产进行创造性思考。
几代人以来,技术已经发展到今天。晶体管的名字来源于传输电阻,是经过长时间的技术发展发明出来的。1951年发明了结栅场效应晶体管(JFET)1,1958年将电阻、电容2和晶体管放入硅半导体上的电路中,标志着电子电路的诞生。1960 年代,随着集成电路 (IC) 3的实际应用,半导体技术得到了真正的进步,开创了一个新的技术时代。之后出现了由 Dawon Kahng 和 Mohamed Atalla 发明的金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET) 4和互补金属氧化物半导体 (CMOS)5 . 此外,集成电路使 CMOS 更小、更轻、更复杂——这使得单个芯片可以容纳更多的设备并且性能更好。
1965 年,戈登·厄尔·摩尔 (Gordon Earle Moore) 提出了摩尔定律6,该定律基于对微芯片中可以存储的数据量每 18 个月翻一番的观察结果,重点关注微芯片技术的发展速度。该法起到了使计算机的处理速度和内存量翻倍的效果,并相对降低了其成本。大多数公司由于经济原因未能遵循摩尔定律,因为必须将更多晶体管放置在更小的空间中以提高硅芯片的性能以及散热挑战。因此,它已被驳回。
纵观其历史,半导体行业一直在努力将模式最小化。不可避免地,结果是更大的过程复杂性和更多的限制,这反过来又导致新产品的开发时间更长,增长更慢。
看来,缩小规模的过程不仅面临物理限制,还面临成本限制。工艺和极紫外 (EUV) 应用层的总数都在增加。动态随机存取存储器 (DRAM) 7已经达到了缩减的极限。3D NAND 通过在不改变其设计规则的情况下增加堆栈来继续增加密度——这也将达到其极限。
采用EUV 8等新技术来克服技术限制,并且正在开发材料以允许更多的按比例缩小。采用 EUV 工艺减少了双图案技术 (DPT) 工艺。然而,在开发新产品时,EUV 和 DPT 9技术都被应用,这意味着技术限制和成本正在增加。
虽然 DRAM 和 NAND 一直在缩小和推进,但两者都将面临与物理扩展相关的限制。将引入更多技术来解决这个问题,但也需要新的内存技术来满足市场需求。
同时,晶圆尺寸已从 4 英寸向 5 英寸、6 英寸、8 英寸和 12 英寸多样化,以从一个晶圆生产更多的半导体产品,在确保生产竞争力的同时也促进了比特增长。在第四次工业革命中,高性能数据处理是关键,这意味着半导体将需要超高性能和超低功耗。处理更高质量数据(甚至更多数据)的需求正在激增,这意味着从生产设备到零部件和材料再到技术创新的整个行业也必须继续前进,才能在要求苛刻、快速增长的市场中竞争.
重要的是要记住,半导体行业实际上是一个设备行业,这意味着需要对设施进行大规模投资,这也具有挑战性,因为该行业对供需变化也高度敏感。然而,该行业的特点是产品生命周期短,不同市场条件导致价格快速变化,以及对更精细生产流程的高需求。
除了今天的挑战之外,还需要为下一代行业领导者做准备,他们可以随着需求的发展推动半导体技术朝着正确的方向发展。为了实现这一目标,该行业需要培养具有机构知识的人才,并培养能够促进创新的下一代。
该行业由一系列需要深入了解的领域组成,这意味着半导体公司需要在中长期积极培养人才,这涉及到培养专业知识同时培养新专家的艰巨任务。人们在学校学习和学习,但他们也通过自己完成任务而成长。这意味着高级团队成员不仅必须完成今天的工作,还必须指导他们的初级同事。短时间内培训太多的基层员工,不仅会影响高层员工的工作,也会阻碍基层同事的成长。
半导体行业需要有能力的专家在开发和大规模生产方面。专门从事设计、设备、工艺和设备的工程师必须共同努力开发和制造新产品。生产设备的技术能力对于生产高质量产品和高产量尤为重要。
过去,以理论为基础的教育是为了培养技术能力,而设备制造工厂的受训人员数量最少。但这带来了另一组挑战。使用实际生产中使用的昂贵设备进行现场培训可能会导致意外损坏或增加维护时间——即设备将停止使用的时间。虽然停电可能会对生产力和整体效率产生负面影响,但学员仍然必须学习如何操作设备并在现场练习以提高他们的能力。
学员必须能够自己操作设备并进行现场实践,以提高他们在设备和技术方面的实践能力。上述环境不允许这样做。最好的选择是建立能够进行实践培训和学习的基础设施。SK海力士于2017年建立并改善内部基础设施,提供现场培训和设备学习。SK Hynix代理商的设备和技术培训中心提供设备和基础技术教育。
一是设备培训包括设备实操操作和VR教育内容。设备培训提供各领域的设备和动手培训,帮助学员提升设备能力。但是,并非所有设备模型都可以容纳,这也意味着无法提供对它们的培训。因此,VR 内容提供了对许多模型的培训。我们还根据每位学员的能力为他们提供量身定制的 VR 内容培训和设备练习。特别是,我们目前正在开发 VR 内容,以增强对新设备模型的教育能力并提高成本效率。一旦VR内容完全开发,入门和中级设备培训课程,
其次,我们已经准备并提供了有关构成设备和系统的基本技术的培训。有九门基础技术课程(泵、冷却器、ESC、MFC、传感器、射频发生器、机器人和仪表洗涤器)有助于培训学员的能力建设。该课程将于 2022 年 1 月在我们的清州校区开设。
SK海力士制造技术人员装备技术研修中心的成功成立,得益于建立该中心的高管和早期成员、培训师和员工不断改善我们的教育环境。半导体技术的进一步发展将使我们能够在未来容纳更多更新的模型。考虑到这一点,该中心继续发展并支持其所有成员的能力建设。
半导体行业需要诚信、耐心、协作和团队合作,尤其是因为未来新产品的开发和生产将充满挑战。它需要诚信,因为成功与努力直接相关,就像农业一样。需要耐心,因为工程师必须有解决问题的勇气。最后,就像管弦乐队一样,这个行业需要团队合作。如果管弦乐队中的一位演奏者犯了错误,音乐的声音就会改变。这同样适用于半导体行业。任何过程中的一个错误意味着产品已失败。半导体生产技术的公式是1000-1=0,而不是1000-1≠999。
因此,只有训练有素的专家才能在该行业工作。但与此同时,该行业提供了大量机会,这些机会帮助该行业引领世界变革。我希望在半导体材料、零部件和设备行业工作的你们,以及立志成为世界上最好的半导体专家的年轻人,继续为自己的梦想而奋斗。
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