Konsep Asas: Apakah GAA?
GAA (Gate-All-Around) ialah seni bina transistor kesan medan (FET) generasi seterusnya, pengganti kepada FinFET (Transistor Kesan Medan Sirip).
Dalam FinFET, get melilit tiga sisi saluran transistor;
Dalam GAA, pintu pagar mengelilingi saluran sepenuhnya, memberikan kawalan yang lebih kuat, menyekat kebocoran dan meningkatkan prestasi.
Pada masa ini, pelaksanaan arus perdana GAA ialah struktur nanosheet atau nanowire.
Teras GAA terletak pada saluran bertindan berbilang lapisan dan formasi keliling pintu.
Proses pembuatan terutamanya termasuk langkah-langkah berikut:
🧩 1️⃣ Penimbunan Superlattice
Pelbagai lapisan Si (silikon) dan SiGe (silikon germanium) ditanam secara berselang-seli pada substrat silikon. Contohnya: Si / SiGe / Si / SiGe / Si …
Lapisan Si akan berfungsi sebagai saluran, manakala lapisan SiGe akan terukir kemudian untuk “melepaskan” helaian nano.
📘 Teknologi Utama: Epitaksi
Ini digunakan untuk mengawal ketebalan (~5nm) dan tegasan lapisan silikon/silikon germanium pada wafer dengan tepat.
🌐 Hubungan antara Transistor GAA (Gate-All-Around) dan Pemesinan CNC Precision
Walaupun Transistor GAA (Gate-All-Around) tergolong dalam proses pembuatan semikonduktor berskala nanometer,
dan pemprosesan CNC (Computerized Numerical Control) beroperasi pada skala milimeter hingga mikrometer,
kedua bidang ini saling berkait rapat.
Dalam praktiknya, CNC memainkan peranan penting sebagai sokongan dalam penghasilan peralatan yang diperlukan untuk proses GAA dan dalam kejuruteraan bahan.
🧩 I. Peta Hubungan Keseluruhan
Proses GAA → Peralatan Semikonduktor → Komponen Precision → Pemesinan CNC
Dengan kata lain, cip GAA tidak boleh dihasilkan secara langsung dengan CNC,
tetapi peralatan, fixture, dan modul bahan yang digunakan untuk pembuatan GAA
semuanya direalisasikan melalui pemprosesan CNC precision.
🔹 II. Penjelasan Hierarki Hubungan
1️⃣ Komponen Precision dalam Peralatan Semikonduktor Dihasilkan oleh CNC
Peralatan utama yang diperlukan untuk proses GAA termasuk:
| Jenis Peralatan | Fungsi Utama | Komponen Berkaitan CNC |
|---|---|---|
| Sistem Deposisi ALD / CVD | Deposisi lapisan nipis berskala nanometer | Kamber vakum, plat pengagihan gas, chuck dengan kawalan suhu |
| Sistem Etching (Etcher) | Ukiran struktur nanometer | Gelung penebat seramik, plat katod, gelung sokongan, tapak elektrod |
| Sistem CMP (penyamaan permukaan) | Pemprosesan permukaan nanometer | Kepala pengisar, rangka platen, struktur pengagihan cecair |
| Sistem Metrologi / Pemeriksaan | Penjajaran & analisis permukaan berskala nanometer | Platform imbas, sokongan optik, struktur penebat getaran |
👉 Hampir semua komponen struktur ini dihasilkan melalui pemprosesan CNC precision,
diikuti dengan pengisar dan rawatan permukaan.
2️⃣ Proses GAA Memerlukan Ketepatan Tinggi — Peralatan Bergantung pada CNC
Oleh kerana transistor GAA mempunyai struktur berskala nanometer (cth. nanosheet ~5 nm),
peralatan yang digunakan mesti mencapai ketepatan berikut:
- Toleransi geometri: ±2 μm atau lebih baik
- Kekasaran permukaan: Ra ≤ 0.1 μm
- Kawalan suhu: ±0.001°C
➡️ Oleh itu, komponen logam dan seramik peralatan ini mesti dihasilkan menggunakan:
- Pemesinan CNC 5 paksi untuk kaviti kompleks dan saluran cecair
- Pengisaran ultra-precision / penggilapan cermin
- Mesin pengukur koordinat (CMM) untuk pengesahan geometri
3️⃣ Bahan CNC Berkait Rapih dengan Kejuruteraan Bahan GAA
| Bahan CNC | Aplikasi dalam Peralatan GAA | Sifat Utama Bahan |
|---|---|---|
| Aloi Aluminium (Al6061, Al7075) | Kamber vakum, struktur platform | Ringan, konduktiviti haba tinggi |
| Aloi Titanium (Ti-6Al-4V) | Elektrod, gelung sokongan | Tahan kakisan, stabil pada suhu tinggi |
| Keluli tahan karat (SUS316L, 304) | Paip gas, struktur | Tahan kimia & kakisan |
| Wolfram, Molibdenum, Tantalum | Elektrod, komponen plasma | Titik lebur tinggi, tekanan wap rendah |
| Seramik (Al₂O₃, SiC, AlN) | Komponen penebat, lapisan dalaman kamber | Tahan kakisan, penebat, stabil pada suhu tinggi |
Bahan-bahan ini diproses melalui CNC berkelajuan tinggi, pemprosesan ultrasonik atau pemotongan dibantu laser.
4️⃣ Peranan CNC dalam Fasa Pembangunan Peralatan GAA
Semasa fasa R&D dan prototaip peralatan GAA, pengeluar CNC bertanggungjawab untuk:
- Menghasilkan prototaip kamber dan struktur mekanikal dengan cepat
- Mengoptimumkan reka bentuk saluran aliran gas
- Menyokong ujian vakum & analisis haba untuk iterasi reka bentuk
➡️ Prototaip ini adalah unit tunggal, tempoh penghantaran singkat, ketepatan tinggi,
memerlukan pusat pemesinan CNC canggih yang diintegrasikan dengan automasi & metrologi.
5️⃣ Evolusi GAA Mendorong Kemajuan Teknologi CNC Precision
| Cabaran Teknologi GAA | Penyelesaian CNC |
|---|---|
| Permintaan kestabilan haba tinggi | Persekitaran pemesinan terkawal suhu, bahan koefisien pengembangan rendah |
| Saluran gas mikro & kaviti mikro | Mikro-frasa, mikro EDM |
| Struktur gabungan logam-seramik | Pemprosesan ultrasonik atau dibantu laser |
| Permintaan flatness permukaan tinggi | Penggilapan cermin, pemeriksaan permukaan AFM |
➡️ Dengan miniaturisasi GAA, teknologi CNC berkembang untuk memastikan ketepatan dan kestabilan pada skala nanometer.
🔹 III. Contoh Aplikasi Praktikal
| Bidang | Produk CNC | Proses GAA Berkaitan |
|---|---|---|
| Pengeluar Kamber Vakum (cth. GlobalWafers, Rantaian Bekalan AIDC) | Kamber aluminium CNC | Digunakan dalam deposisi ALD / CVD |
| Pembekal Komponen Seramik (cth. Kyocera, CoorsTek) | Komponen Al₂O₃ & SiC CNC digilap | Untuk sistem etching & CMP |
| Pengeluar Peralatan Semikonduktor (cth. Applied Materials, Lam Research, Tokyo Electron) | Fixture & komponen struktur precision CNC | Komponen kritikal untuk pembentukan GAA |
🔹 IV. Ringkasan
| Tahap | Fokus Utama |
|---|---|
| Tahap Proses (GAA) | Bahan & struktur transistor berskala nanometer |
| Tahap Peralatan | ALD / CVD / Etching / CMP / Metrologi |
| Tahap Mekanikal | Kamber, fixture, platform, modul aliran |
| Tahap Pemesinan CNC | Sokongan penghasilan komponen logam & seramik ketepatan tinggi |
👉 Pemesinan CNC precision adalah asas yang membolehkan peralatan GAA mencapai kawalan berskala nanometer.
Tanpa teknologi CNC berketepatan tinggi, pengeluaran stabil transistor GAA adalah mustahil.
#Proses Transistor GAA dan Pemesinan Ketepatan CNC #Pemprosesan Komponen Peralatan Semikonduktor #Kejuruteraan Bahan Proses GAA #Pemesinan Ketepatan Menyokong Proses Lanjutan
#Semikonduktor Pembuatan dan Integrasi Pemesinan #GAA Proses Peta Teknologi CNC
#Pemesinan CNC Ketepatan #Pemesinan 5-Paksi #Pemesinan Ruang Vakum #Pengisaran Komponen Seramik #Lekapan Ketepatan Tinggi #Pemesinan Laluan Aliran Gas #Pangkalan Kawalan Suhu #Pengilangan Mikro #Pemesinan Ultrasonik #Pemesinan Nyahcas Elektrik #Penggilapan Cermin #Sukatan Geometri
Yong Yi Technology Co., Ltd.
lokasi_di No. 188-9, Seksyen 1, Jalan Dafeng, Daerah Tanzi, Bandar Taichung, Taiwan 42756
hubungi +886-4-25341382
ring_volume
+886-4-25341847
e-mel yongyi-sales@umail.hinet.net
e-mel justinwu6767@gmail.com