Minimal Fab Solution

시제품 개발부터 다품종 소량 생산, 엔지니어 교육, 반도체 산업 기초 학습, 단기간 연구 공간 활용까지—Minimal Fab은 여러분이 찾고 있던 최적의 해답입니다.

대규모 Mega Fab은 위치적 제약, 접근 제한, 높은 비용으로 인해 활용이 어렵습니다. 이러한 한계를 극복하기 위해 Minimal Fab은 클린룸 없이, 지름 약 12.5mm(0.5인치)의 웨이퍼만으로 반도체 제조 환경을 구축할 수 있는 솔루션을 제공합니다.

참고 사례

고객 사례: 일본우주항공연구개발기구(JAXA) 소규모 집적회로 프로토타이핑 (2021년 3월)

Yokogawa Solution Services Corporation은 사내 Application Laboratory에 설치된 Minimal Fab 전공정 장비를 활용해 소규모 집적회로 프로토타입을 성공적으로 제작했으며, 이는 민간 기업으로서는 최초 사례입니다. 해당 프로젝트는 JAXA와의 계약을 통해 수행되었습니다.

주요 포인트
1) AIST(국립산업기술종합연구소)가 개발한 Minimal Fab용 SOI-CMOS “Technology 2018”을 기반으로 Yokogawa Minimal Application Laboratory에 최적화된 시제품 개발 성공
2) 오실로스코프 파형 측정을 통해 회로의 정상 동작 확인(그림3) 
3) 전원 전압 3V~1.7V 범위에서 산술 회로의 정상 동작 확인 (그림4) 
4) 패키징 이후 약 1,000개의 트랜지스터 전부 정상 동작 확인

향후 계획

회로 설계 기업과 협력해 설계 환경을 구축한 후, 프로토타이핑용 PDK를 개발하고 디바이스 시제품을 폭넓게 모집할 예정입니다.

*본 프로토타입은 우주선용 극소량 디바이스 공급 시스템으로서 Minimal Fab을 보급하기 위한 품질 보증 및 공정 재현성 검증을 목적으로 합니다..

반도체 인재 양성 및 교육

고객의 과제

이론 중심의 교육만으로는 반도체 엔지니어 양성에 한계가 있습니다. 실습 기반 교육이 필수적이지만, 기존 장비는 고가·복잡·운영비 부담으로 교육기관에서 도입이 어렵습니다.

YOKOGAWA의 솔루션

Minimal Fab은 반도체 교육을 위한 실용적이고 효과적인 도구입니다. 낮은 초기 투자와 운영 비용, 단순화된 구조 덕분에 내부 메커니즘 이해가 쉽고 신속한 실습이 가능합니다. 이러한 장점으로 Minimal Fab은 많은 교수진으로부터 “반도체 교육에 최적의 도구”로 평가받고 있습니다.

애플리케이션 연구소

고객의 요구

• "Minimal Fab 장비를 실제로 보고 싶다."
• "전시회에서 본 Minimal Fab을 더 깊이 이해하고 싶다."
• "장비를 직접 체험해보고 싶다."
• "디바이스 시제품 및 신소재 평가를 해보고 싶다."
• "교육·인력 양성에 활용하고 싶다."

YOKOGAWA의 솔루션

YOKOGAWA는 미타카 본사에 Minimal Fab Application Laboratory를 구축해 다음과 같은 서비스를 제공합니다:

• 시설 투어: 
  Minimal Fab 장비를 직접 본 적이 없거나, SEMICON Japan과 같은 전시회에서만 접해보셨다면 Application Laboratory를 방문해 실제 데모를 확인하고 장비를 보다 자세히 살펴보실 수 있습니다.
   
• 디바이스 프로토타이핑 및 소재 평가: 
  실제 제조 환경에서 반도체 디바이스 시제품을 제작하고, 신규 소재에 대한 평가를 수행할 수 있습니다.
   
• Minimal Fab 교육: 
  운영자 및 유지보수 담당자를 대상으로 교육을 제공해, Minimal Fab 기술을 현장에 원활하게 도입할 수 있도록 지원합니다.
   
• 반도체 인재 양성:
  반도체 산업은 심각한 인력 부족 문제에 직면해 있습니다. 당사 시설은 교육기관, 디바이스 제조사, 장비 공급사를 대상으로 반도체 기초 이론 교육부터 실제 디바이스 제작 실습까지 아우르는 폭넓은 교육 프로그램을 제공합니다.

국립산업기술종합연구소(AIST)에서 Minimal Fab 기술 및 공정 개발을 주도적으로 수행해 온 경험을 보유한 당사의 숙련된 엔지니어들이 전문적인 가이드와 기술 지원을 제공합니다.

문의 사항이나 시설 투어를 원하시는 경우, 본 페이지 우측 상단의 “Contact Us” 링크를 통해 연락해 주시기 바랍니다.

시제품 제작

고객의 과제

기존 Mega Fab에서는 시제품 제작에 수개월~수년이 소요되며 비용 부담이 큽니다. 특수 소재나 고가 소재는 대형 웨이퍼 적용이 어려워 기술적·경제적 장벽이 큽니다.

Yokogawa의 솔루션

Minimal Fab은 단일 디바이스 단위의 프로토타이핑을 가능하게 합니다. 현재 Minimal Fab의 노광 공정은 마스크리스(maskless) 방식을 적용하고 있어 연구개발 속도를 획기적으로 향상시킵니다. 마스크를 사용하지 않기 때문에 CAD를 통해 설계 레이아웃을 손쉽게 변경할 수 있으며, 이를 통해 프로토타이핑 비용을 크게 절감할 수 있습니다.

구현하고자 하는 디바이스가 있으시다면 언제든지 문의해 주시기 바랍니다. 자세한 내용은 Minimal Device Prototyping 브로슈어를 참고해 주세요.

설비 구축

고객의 과제

반도체 생산 라인을 처음부터 구축하기 위해서는 장비, 유틸리티, 각종 법규에 대한 폭넓은 전문 지식과 더불어 설비 구축 경험이 필요합니다. 또한 여러 장비 제조사 및 시공업체와의 미팅을 통해 사양을 협의하고 일정 조율을 진행해야 합니다. 이러한 업무를 자체적으로 수행할 경우 상당한 시간과 노력이 요구되며, 이는 핵심 사업에 부담을 주고 생산성 저하로 이어질 수 있습니다.

Yokogawa의 솔루션

다양한 전문 지식과 풍부한 설비 구축 경험을 보유한 당사의 엔지니어들이 건설산업법, 유해물질 관리, 고압가스 안전 등 관련 법규를 고려한 안전하고 운용이 용이한 설비 환경을 제안합니다.

설비 구축의 예시

다품종 소량 생산 (High-mix, Low-volume)

고객의 과제

IoT(*1) 시대의 도래와 함께 다품종 소량(high-mix, low-volume) 반도체 생산에 대한 수요가 지속적으로 증가하고 있습니다. 그러나 현재 Mega Fab 중심의 대량 생산 방식은 필요한 수량과 맞지 않는 과잉 생산으로 이어지며, 그 결과 높은 비용 부담이 발생하고 있습니다.

Yokogawa의 솔루션

Minimal Fab을 활용하면 단일 제품 단위부터 반도체를 제조할 수 있습니다. 이를 통해 필요한 만큼만, 필요한 시점에 생산할 수 있어 낭비를 최소화하고 비용을 크게 절감할 수 있습니다.

또한 초기 투자 비용은 수억 엔에서 수십억 엔 수준으로, 기존 Fab 대비 현저히 낮으며, 클린룸이 필요하지 않아 운영 비용 역시 대폭 절감됩니다. 기존 공장을 보유하지 않은 고객 역시 Minimal Fab을 활용한 사내 반도체 생산 설비 구축을 충분히 검토해 보시길 제안드립니다.

[*1] IoT (Internet of Things):
센서, 처리 능력, 소프트웨어 및 기타 기술을 갖춘 디바이스들이 인터넷 또는 기타 통신 네트워크를 통해 다른 디바이스 및 시스템과 연결되고 데이터를 교환하는 환경을 의미합니다.

짧은 턴어라운드 타임

고객의 과제

Mega Fab에서 반도체를 제조할 경우, 마스크 제작에 높은 비용과 오랜 시간이 소요되며 일반적으로 수개월이 필요합니다. 이로 인해 고객의 검토 및 수정에 대한 피드백이 크게 지연되는 문제가 발생합니다.

Yokogawa의 솔루션

Minimal Fab은 직접 노광 방식을 적용해 마스크 제작이 필요 없으며, 반도체를 수일 내에 완성할 수 있습니다. 이에 따라 Mega Fab과 달리 피드백 지연이 발생하지 않으며, 짧은 턴어라운드 타임(*2)을 통해 디바이스 프로토타이핑에 매우 효과적인 환경을 제공합니다.

Mega Fab: 대량 생산용 디바이스를 제조하기 위해 마스크 제작에 수개월이 소요됨

Minimal Fab: 디지털 마이크로 미러 디바이스(DMD)를 이용한 직접 노광 방식으로 마스크 제작 시간이 필요 없음. 디지털 마스크는 수일 내에 완성 가능하며, 단일 노광으로 빠른 결과 피드백이 가능한 것이 본 시스템의 특징임.

(*2) Turnaround Time: 반도체 분야에서 턴어라운드 타임이란 제조 공정 또는 특정 작업을 시작부터 최종 결과물 전달까지 완료하는 데 소요되는 전체 시간을 의미하며, 설계, 제조, 테스트 등 생산 사이클 전 단계를 포함합니다.

표준화

고객의 과제

과거에는 연구개발(R&D) 결과를 실제 양산 단계로 전환하기 위해 수백 개에 이르는 각 공정을 반복적으로 조정하고 검증해야 했습니다. 이러한 전환 과정에는 상당한 시간이 소요되며, 경우에 따라서는 양산 단계에 이르지 못하는 상황도 발생했습니다.

Yokogawa의 솔루션

Minimal Fab은 R&D와 생산 단계에서 동일한 장비를 사용함으로써, 단계별로 서로 다른 장비를 사용해야 했던 복잡하고 시간 소모적인 문제를 효과적으로 해결합니다. 이를 통해 양산 단계로의 전환을 지연 없이 원활하게 수행할 수 있도록 지원합니다. 또한 Minimal Fab은 장비 크기의 표준화에 그치지 않고, 표준화된 미니멀 셔틀(minimal shuttle)에 수납된 0.5인치 웨이퍼를 사용하는 등 표준화의 범위를 한층 확장했습니다(자세한 내용은 Videos 탭 참조). 아울러 모든 장비는 자동 모드, 수동 모드, 유지보수 모드를 포함한 동일한 표준 사용자 인터페이스(UI)를 제공하여, 숙련자와 초보자 모두 동일한 장비를 효율적으로 운용할 수 있으며, 지식과 노하우의 전수 또한 용이하게 합니다.

더 알아보기

기사

다음은 Minimal Fab 관련 기사 목록입니다.
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링크

Minimal Fab 관련 기관 링크:
- Minimal Fab Promoting Organization
- Fab System Research Association (일본어 웹사이트)
- Minimal IoT Device Demonstration Lab: “Minimal Fab Experience Lecture” 프로그램 제공 (일본어 웹사이트)
- Anajix Corporation: 당사 연구소를 활용한 Minimal Fab 셔틀 서비스 제공 예정 (일본어 웹사이트)

다운로드

카탈로그

- Minimal Fab One-Stop Solution (1.8 MB)
- Minimal Device Prototyping (1.9 MB)
- Minimal Fab Tools List (2.0 MB)
- Yokogawa Minimal Application Laboratory (1.8 MB)

비디오

제품 개요

- Minimal Fab Device Prototyping (Subtitle in English)
- Minimal Fab Semiconductors (Subtitle in English)
- Minimal Fab Changes the World (Subtitle in English)
- Minimal Fab for the Next Generation (Subtitle in English)