1. Định nghĩa wafer 200 mm và 300 mm

Trong ngành sản xuất vi mạch, thuật ngữ “200 mm” và “300 mm” chỉ đường kính của tấm wafer silicon, là vật liệu nền để chế tạo chip. Tấm wafer 200 mm có đường kính tương đương 8 inch, trong khi wafer 300 mm tương đương 12 inch. Kích thước này là yếu tố cốt lõi quyết định quy mô và hiệu quả kinh tế của một nhà máy sản xuất chip.

2. Lợi thế về kinh tế và sản xuất

Sự khác biệt về kích thước ảnh hưởng trực tiếp đến số lượng chip trên mỗi tấm wafer. Một tấm 300 mm có diện tích lớn hơn, cho phép sản xuất số lượng chip nhiều hơn khoảng 2,25 lần so với tấm 200 mm. Mặc dù chi phí để sản xuất một tấm wafer 300 mm cao hơn, chi phí tính trên mỗi con chip lại thấp hơn đáng kể nhờ lợi thế về quy mô.

Ngoài ra, các nhà máy 300 mm thường có mức độ tự động hóa cao hơn, sử dụng robot để vận chuyển và xử lý wafer. Điều này giúp giảm thiểu sự can thiệp của con người, hạn chế nguy cơ nhiễm bẩn và cải thiện tỷ lệ chip thành phẩm đạt chuẩn.

3. Ứng dụng của từng loại wafer

Hiện nay, wafer 200 mm vẫn được sử dụng phổ biến để sản xuất các loại chip không yêu cầu công nghệ tiến trình nhỏ nhất, chẳng hạn như chip cho ngành ô tô, thiết bị công nghiệp, internet vạn vật (iot), và các mạch quản lý công suất.

Trong khi đó, wafer 300 mm là tiêu chuẩn cho việc sản xuất các công nghệ tiên tiến trên các tiến trình 7 nm, 5 nm hoặc nhỏ hơn. Các sản phẩm này bao gồm chip trí tuệ nhân tạo (ai), bộ xử lý cho điện thoại thông minh, cpu, gpu, và bộ nhớ dram/nand.

4. Vai trò và xu hướng tương lai

Ngành công nghiệp đã từng có kế hoạch phát triển wafer 450 mm để tăng quy mô sản xuất, nhưng dự án này đã bị tạm dừng do chi phí đầu tư quá lớn. Thay vào đó, xu hướng hiện nay tập trung vào các công nghệ như kiến trúc chiplet, đóng gói tiên tiến và tiếp tục thu nhỏ tiến trình xuống 3 nm và 2 nm.

Các nhà máy 200 mm, dù đã cũ, vẫn giữ vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực đặc thù. Wafer 300 mm đã trở thành tiêu chuẩn cho sản xuất số lượng lớn và hiệu suất cao. Một số quốc gia vẫn tiếp tục đầu tư vào công nghệ 200 mm để đảm bảo tự chủ sản xuất ở các công nghệ chip trưởng thành.