3D打印如何幫助緩解半導體芯片短缺,？

導讀：芯片短缺正在影響幾乎所有需要它的行業(yè),。TheStreet曾指出,，“半導體為當今一些最重要的計算產品提供動力,，是數字時代經濟增長的關鍵,�,！泵绹�商務部的一份報告中也曾指出，隨著越來越多的企業(yè)開始轉向半導體產品,，芯片的需求不斷增加（例如：電動汽車,、5G）。疫情也加劇了對各種半導體的產品的需求,，從而增加了芯片的需求,。同時，芯片供應受到工廠火災,、冬季風暴,、能源短缺和 COVID-19 等影響，情況不樂觀,。那么如何加速芯片的制造,，解決上述問題呢？


△Velo3D 首席執(zhí)行官兼創(chuàng)始人 Benny Buller

Benny Buller,，Velo3D ( VLD )首席執(zhí)行官,，指出這就是金屬3D打印（也稱為增材制造）的用武之地,。這并不意味著存在簡單地打印芯片的技術（雖然Velo3D已經為客戶設計和創(chuàng)建許多復雜幾何形狀的零部件）,，3D打印的精度只有1/10毫米，而半導體制造廠（也稱為“晶圓廠”）以納米級（十億分之一米）為精度,。

但通一些適當的方法可以讓3D打印在芯片生產過程中產生重大影響,，加速芯片的研發(fā)。要了解如何操作,，人們首先需要對晶圓廠有基本的了解,。《華盛頓郵報》指出，制造一個芯片大約需要三個月的時間,。整個過程共需約700個處理步驟,，按照每個芯片客戶提供的設計，印刷和蝕刻數十層,，才能獲得最終的芯片,。

3D打印用于晶圓廠
由于每個晶圓廠都需要數千臺具有復雜零件的機器，因此建造新晶圓廠并提高產量需要數年時間,。全球經濟需要現有晶圓廠以最快,、最高效的速度運營。與任何工廠一樣,，晶圓廠可能會遇到故障和其他技術問題,，影響它們滿負荷運轉。當工廠以驚人的速度工作時,，尤其容易出現這類問題。正如商務部的報告所指出的,，“半導體公司已顯著提高了現有產能的利用率,。具體來說，從2020年第二季度到2021年,，半導體工廠的利用率超過90%,，這對于需要定期維護和大量能源的生產過程來說是非常高的�,！�

如此快速工作的工廠需要更換零件,，那么增材制造就有了用武之地了。3D金屬打印允許快速創(chuàng)建各種零部件,。工廠可以讓離他們最近的服務商利用3D打印技術制造相關零件,，不必等待海外工廠制造和運送替換零件。AM 的一個基本原理就是在原子尺度上實現精確控制的可重復性和一致性,。不需要特定工廠制造零件,，晶圓廠運營商可以在具有金屬3D打印機的任何地方打印出精確的零件。

每一代新一代的半導體制造廠都希望提供比以往更強大,、更小的芯片,。這意味著需要有新的方法重新設計制造過程。3D打印為此提供了巨大的機會,。3D打印能夠不受限制地設計各種形狀的零件,。Benny Buller說可以制造出工程師想象的任何零件。對于半導體公司來說,，這為設計更強大的晶圓廠提供了途徑,，從而生產出更強大的芯片。（3D打印團隊擁有半導體方面的特定專業(yè)知識，因此他們可以與制造商一起集思廣益,。）通過與增材制造合作,，半導體公司可以設計零件，使目前正在建造的新設施更加強大,，故障更少,，可靠性更高。