Tecnología de Semiconductores en TSMC: Descubre el Proceso de Fabricación

Tabla de Contenidos:

1. Introducción a TSMC y su liderazgo en la industria de semiconductores
2. Visita a las instalaciones de fabricación de TSMC
   • 2.1 Limpieza y control del ambiente en las salas blancas
   • 2.2 Suministro de agua y gases especiales para la fabricación
   • 2.3 Vestimenta y protocolo de ingreso al área de producción
3. Proceso de fabricación de circuitos integrados (IC)
   • 3.1 Materiales y preparación de las obleas de silicio
   • 3.2 Diseño y transferencia de patrones a través de fotolitografía
   • 3.3 Implantación iónica y deposición química de vapores
   • 3.4 Etching y creación de circuitos en la superficie de las obleas
   • 3.5 Conexión de componentes electrónicos con cables metálicos
   • 3.6 Pulido químico-mecánico y finalización de la fabricación
4. Pruebas, empaquetado y logística en la producción de IC
   • 4.1 Evaluación y clasificación de chips
   • 4.2 Proceso de empaquetado y prueba de IC
   • 4.3 Transporte automatizado y logística en la fabricación
5. Conclusiones y perspectivas futuras en la industria de semiconductores

👨‍💼 El Proceso de Fabricación de Circuitos Integrados en TSMC

La compañía Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) es líder en la industria de semiconductores y se destaca por su enfoque en la fabricación de circuitos integrados (IC) de Alta calidad. En este artículo, exploraremos en detalle el proceso de fabricación de los IC en TSMC, desde la preparación de las obleas de silicio hasta las pruebas y empaquetado de los chips.

1. Introducción a TSMC y su liderazgo en la industria de semiconductores

TSMC es una empresa pionera en el negocio de fundición de semiconductores y ha liderado el segmento de fundición gracias a su tecnología de vanguardia, excelencia en fabricación y sólidas asociaciones con sus clientes. Sus instalaciones de fabricación (fabs) cuentan con equipos de última generación y se centran en la investigación y aplicación de diversas tecnologías de proceso para fabricar circuitos integrados de alta calidad.

2. Visita a las instalaciones de fabricación de TSMC

Al visitar las fabs de TSMC, nos damos cuenta de que se trata de enormes salas blancas equipadas con diversos tipos de filtros de Aire. Estos filtros garantizan que el ambiente de fabricación esté libre de contaminación, ya que el aire exterior debe pasar por ellos para eliminar partículas y mantener la calidad del aire en la sala limpia.

Además, se controlan la temperatura, humedad, descarga electrostática, presión, campos magnéticos y vibraciones dentro de la sala limpia. Además, se suministran agua pura, líquidos especiales y gases necesarios para la fabricación de los circuitos integrados a través de tuberías que recorren toda la sala limpia. Todo el personal debe usar prendas, zapatos, guantes y mascarillas especiales para garantizar la limpieza antes de ingresar al área de fabricación.

3. Proceso de fabricación de circuitos integrados (IC)

El corazón del proceso de fabricación de IC en TSMC es el uso de obleas de silicio dopadas con elementos como arsénico, fósforo y boro para cambiar su conductividad y características según los requisitos de los IC. Estas obleas son sometidas a un proceso de crecimiento de película delgada en un horno a altas temperaturas para garantizar su planitud y uniformidad.

Una vez preparadas las obleas, los ingenieros de diseño utilizan sistemas de diseño asistido por computadora para trazar los patrones de cada circuito de los IC. Estos patrones se transfieren a máscaras fotográficas y se realizan al menos 20 a 30 capas de fotomáscaras para productos con diseños complejos.

El proceso de fabricación de IC en TSMC se divide en varias áreas principales dentro de las fabs. Estas áreas incluyen el crecimiento de películas delgadas, la implantación iónica, la deposición química de vapores, la fotolitografía, el etching, la conexión de componentes electrónicos con cables metálicos y el pulido químico-mecánico para obtener una superficie plana.

Cada área realiza procesos complicados y precisos para fabricar los IC. Las obleas de silicio se cubren con miles de componentes electrónicos y se conectan mediante cables metálicos, lo que les permite funcionar correctamente. Finalmente, los chips fabricados pasan por pruebas de aceptación, son Cortados, empaquetados y evaluados según su uso previsto.

4. Pruebas, empaquetado y logística en la producción de IC

Después de completar el proceso de fabricación, los chips deben ser sometidos a pruebas exhaustivas para asegurar su funcionamiento adecuado. Una vez pasada la inspección básica, los chips son cortados y empaquetados de acuerdo con su propósito.

En este punto, las obleas de silicio deben ser transportadas entre las diferentes áreas de fabricación y las herramientas de fabricación. En fabs convencionales de 8 pulgadas, los operadores suelen utilizar carros para transportar manualmente las obleas de silicio. Sin embargo, en los últimos años, la industria ha aumentado el tamaño de las obleas a 12 pulgadas, lo que requería sistemas automatizados de transporte de materiales.

TSMC ha liderado la introducción de estos sistemas automatizados de transporte de materiales y sistemas de despacho en tiempo real en sus fabs de 12 pulgadas, lo que ha mejorado la eficiencia de la fabricación a través de la automatización.

5. Conclusiones y perspectivas futuras en la industria de semiconductores

En conclusión, TSMC es líder en la fabricación de circuitos integrados y su proceso de fabricación en las fabs cuenta con tecnología de vanguardia y altos estándares de calidad. A medida que la demanda de semiconductores continúa creciendo en diferentes industrias, se espera que TSMC y otras empresas del sector sigan innovando y mejorando sus procesos para satisfacer las necesidades del mercado.

En el futuro, se prevé que la industria de semiconductores se enfrente a desafíos cada vez mayores en términos de miniaturización, rendimiento y eficiencia energética. Sin embargo, con empresas como TSMC liderando el camino en la fabricación de IC, estamos seguros de que se encontrarán soluciones innovadoras para mantener el ritmo de la demanda de tecnología cada vez más avanzada.

Recuerda que si deseas obtener más información sobre el proceso de fabricación de circuitos integrados y la industria de semiconductores, puedes visitar el sitio web oficial de TSMC.