قدامت پسند ہونے کے لیے، 8 انچ (200 ملی میٹر) ویفرز کے لیے سپلائی چین کی موجودہ صورتحال کافی سنگین ہے!

تاہم، یہ ایک نیا مسئلہ نہیں ہے. تائیوان میں مارکیٹ ریسرچ کمپنی TrendForce نے نومبر 2020 میں ایک نیوز ریلیز جاری کی جس میں کہا گیا: "8 انچ ویفر کی پیداواری صلاحیت کے لحاظ سے، 2019 کے دوسرے نصف حصے سے سپلائی کی کمی کا سنگین مسئلہ ہے۔"

اس کے علاوہ، معاملات کو مزید خراب کرنے کے لیے، مارچ 2021 میں Renesas Electronics Naka فیکٹری میں آگ بھڑک اٹھی۔ مسئلہ اس حقیقت سے بڑھ گیا ہے کہ یہاں Renesas کی فیکٹری بہت سے ماڈلز فراہم کرتی ہے۔

مندرجہ بالا پس منظر کی بنیاد پر بہت سے عوامل آپس میں ’’الجھے ہوئے‘‘ ہیں۔ تاہم، یہ کہے بغیر کہ سب سے بڑی وجہ COVID-19 ہے۔ COVID-19 کی وبا کی وجہ سے مختلف الیکٹرانک مصنوعات جیسے ہیڈ فون، کمپیوٹر، ٹی وی، ڈسپلے اسکرین اور موبائل فونز کی مانگ میں اضافہ ہوا ہے۔

اگرچہ کاریں بھی مندرجہ بالا زمروں میں آتی ہیں، لیکن لوگ اب بھی امید کرتے ہیں کہ کار مارکیٹ 2021 میں نئی ​​کراؤن وبا کے سائے سے ٹھیک ہو جائے گی۔ آج کل، مختلف مصنوعات SoC (System on Chip) ماڈل کو فروغ دے رہی ہیں جو ایک سے زیادہ افعال کو ایک میں ضم کرتی ہے۔ لہذا، بہت سی مصنوعات کو ڈیجیٹل-اینالاگ مکسڈ سگنل (مکسڈ سگنل چپ) کے ساتھ متعدد ICs سے لیس کرنے کی ضرورت ہے۔ مندرجہ بالا مصنوعات کے اہم استعمال مندرجہ ذیل ہیں: پی ایم آئی سی (پاور مینجمنٹ آئی سی)، سی ایم او ایس امیج سینسر، فنگر پرنٹ ریکگنیشن سینسر، آٹوموبائل انجن/چیسس کنٹرول، ڈسپلے ڈرائیور آئی سی، سب گیگا ہرٹز وائرلیس کمیونیکیشن چپ، وغیرہ۔ عام حالات میں، مندرجہ بالا 180nm کے لیے موزوں ہیں اور 350nm پروسیسر اور 8nm پروڈکٹ ہیں۔

یعنی اس قسم کی مکسڈ سگنل چپ (مکسڈ سگنل چپ) اور پاور سیمی کنڈکٹرز میں استعمال ہونے والی مصنوعات کی بڑھتی ہوئی مانگ نے 8 انچ ویفرز کی پیداواری صلاحیت ناکافی ہے۔

8 انچ ویفرز کی سپلائی کی حد سے متاثر، فاؤنڈری اپنی پیداواری صلاحیت کو بڑھانے کا امکان ہے۔ فاؤنڈری عمودی مربوط مینوفیکچرر (IDM: انٹیگریٹڈ ڈیوائس مینوفیکچرر) کے 8 انچ ویفر پروڈکشن کا سامان اور پروڈکشن لائنز حاصل کر سکتی ہے۔ جن مثالوں کا حوالہ دیا جا سکتا ہے وہ درج ذیل ہیں: حالیہ رپورٹس بتاتی ہیں کہ تائیوان میں UMC جاپان سیمی کنڈکٹر (سابقہ ​​توشیبا کی سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ کمپنی) کی 8 انچ پروڈکشن لائن کے حصول پر بات کر رہی ہے۔

کوئی کارخانہ دار فراہم نہیں کیا گیا۔
جیسا کہ ٹرینڈ فورس کی رپورٹ نے نشاندہی کی ہے، 2019 کے دوسرے نصف میں شروع ہونے والی شدید سیمی کنڈکٹر سپلائی کی کمی کی وجہ یہ ہے کہ تقریباً کوئی بھی مینوفیکچرر 8 انچ کا ویفر آلات تیار نہیں کر سکتا، اب بھی، اس لیے سیمی کنڈکٹر پروڈکشن آلات کی قیمت میں مسلسل اضافہ ہو رہا ہے۔    

TSMC 8 انچ اور 12 انچ ویفر کے عمل کا استعمال کرتا ہے۔ (تصویر از: eetimes)اس کے علاوہ، 8 انچ کے ویفرز کی قیمت 12 انچ کے ویفرز سے بہت کم ہے۔ لہذا، فاؤنڈریز عام طور پر یقین رکھتے ہیں کہ 8 انچ کی پیداواری صلاحیت کو بڑھانا کم لاگت سے موثر ہے۔ نتیجے کے طور پر، سلسلہ رد عمل کا ایک سلسلہ واقع ہوا. مثال کے طور پر، کچھ فاؤنڈریوں نے صارفین کے لیے 8 انچ ویفرز کی قیمت میں اضافہ کر دیا۔  
دوسرے لفظوں میں، جہاں تک 8 انچ ویفرز کی صورتحال کا تعلق ہے، یہ کہنا بہتر ہے کہ یہ "سپلائی چین افراتفری" کے بجائے "ناکافی سپلائی مینوفیکچررز" کی خصوصیت ہے۔ 12 انچ ویفر کا حصہ "منتقل" ہے
جہاں تک 12 انچ (300 ملی میٹر) ویفر فاؤنڈریز کا تعلق ہے، TSMC اور GLOBALFOUNDRIES کی نمائندگی کرنے والی مختلف کمپنیاں پیداواری صلاحیت کو بڑھانے کے لیے جوش و خروش سے سرمایہ کاری کر رہی ہیں۔ تاہم، 8 انچ کے لیے کوئی بہتری نہیں دیکھی جا سکتی ہے۔  
چونکہ 8 انچ ویفر کی پیداواری صلاحیت میں کوئی بہتری نہیں آئی ہے، اس لیے کچھ مینوفیکچررز موجودہ 180nm اور 350nm 8 انچ کی پیداواری لائنوں سے 12 انچ ویفرز میں تبدیل ہو رہے ہیں۔ اس کے علاوہ، بہت سی فاؤنڈریز 12 انچ ویفرز پر تیار کردہ 130nm پروسیس فراہم کر سکتی ہیں، لہذا انہیں ثانوی یا بنیادی سپلائی کے ذرائع کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ لہذا، یہ سپلائی چین کے جغرافیائی تنوع کو بہتر بنانے میں مدد کرتا ہے۔ 180nm اور 130nm عمل ٹیکنالوجی کی خصوصیات
اگرچہ 180nm اور 130nm کے عمل میں ایک جیسے عمل ہیں، ان میں بھی فرق ہے۔ اس کی بنیادی وجہ یہ ہے کہ ٹرانزسٹر کا تھریشولڈ وولٹیج مختلف ڈگریوں تک گر جاتا ہے۔ بنیادی سپلائی وولٹیج 1.8V سے 1.5V، یا 1.2V تک کم ہے۔ اس کے علاوہ، 5V/3.3V IO وولٹیجز کو سپورٹ کرنے کے لیے پراسیس ٹیکنالوجی کے مختلف آپشنز موجود ہیں، اور یہ عمل کی خصوصیات غیر فعال اجزاء کے لیے بہت ملتی جلتی ہیں جو اینالاگ/RF ڈیزائن کے لیے انتہائی اہم ہیں۔    

مکسڈ سگنل ASIC اور دیگر مصنوعات میں استعمال ہونے والی بڑی نوڈ ٹیکنالوجیز کا موازنہ چارٹ۔ (تصویر از: eetimes)

12 انچ ویفر ٹیکنالوجی کے کئی فوائد ہیں۔ چونکہ پرانی نسل کی ٹیکنالوجیز میں ایلومینیم کے بجائے تانبے کا استعمال کیا جا سکتا ہے، اس لیے قابل اجازت موجودہ کثافت بھی زیادہ ہے اور الیکٹرو مائگریشن مزاحمت بھی بہترین ہے۔ اس کے علاوہ، دھات کی تہیں زیادہ ہیں اور ٹرانجسٹر کا سائز چھوٹا ہے۔ لہذا، ٹرانجسٹر کی کثافت اور وائرنگ کثافت میں اضافہ کرکے، چپ کے سائز کو کم کیا جا سکتا ہے اور کارکردگی کو بہتر بنایا جا سکتا ہے۔  
اس کے علاوہ، زیادہ تر 180nm پراسیس ٹیکنالوجیز اور زیادہ تر 130nm BCD (Bipolar-CMOS-DMOS) پراسیس ٹیکنالوجیز STI (Shallow Trench Isolation) جیسے افعال کی حمایت کر سکتی ہیں۔ لہذا، LOCOS (لوکل آکسیڈیشن آف سلیکون) کے مقابلے میں زیادہ تر 350nm ٹیکنالوجیز میں استعمال ہونے والی موصلیت، زیادہ کثافت، لیچ اپ پروٹیکشن فنکشنز وغیرہ حاصل کی جا سکتی ہیں۔ لہذا، لائن کی کارکردگی اور استحکام کو بہتر بنانے کا اثر حاصل کیا جاتا ہے.  
آج، 130nm BCD عمل کافی پختہ ہے اور اس لیے اسے مختلف پراسیس ٹیکنالوجیز کے لیے ایک اختیار کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ جیسے کہ ہائی وولٹیج ٹرانزسٹرز کی مختلف سطحیں، نان وولٹائل اسٹوریج سیمی کنڈکٹرز، MIM (میٹل انسولیٹنگ فلم میٹل) کیپسیٹرز، Zener diodes/Schottky diodes، وغیرہ۔ لہذا، نہ صرف پیچیدہ اینالاگ/RF فنکشنز کو SoC سلوشنز کے ساتھ مربوط کیا جا سکتا ہے، بلکہ دیگر فوائد بھی فراہم کیے جا سکتے ہیں۔ 8 انچ ویفرز کے بھی بہت سے فوائد ہیں۔
8 انچ ویفرز کے بھی بہت سے فوائد ہیں۔ مثال کے طور پر، 350 نینو میٹر پر تیار کردہ 8 انچ ویفرز کی قیمت کا فائدہ۔  
وجوہات درج ذیل ہیں: پیداواری سازوسامان کی قدر کم ہو گئی ہے اور پیداواری عمل نسبتاً آسان ہے (کم تہوں)۔ اس کے علاوہ، کچھ اینالاگ سرکٹس نئے عمل میں کامیابی کے ساتھ چھوٹے ہونے کے قابل نہیں ہو سکتے ہیں، اس لیے 130 nm جیسی سطح کے سیمی کنڈکٹر چپ کی قیمت 350 nm سے زیادہ ہو سکتی ہے۔ تاہم، جب پرزہ جات کی کمی کی وجہ سے کوئی پروڈکٹ تیار نہیں کی جا سکتی ہے، تو زیادہ تر صورتوں میں سیمی کنڈکٹر چپس میں لاگت کے سادہ فرق کے بجائے ایک انتہائی سنگین صورتحال پیدا ہوتی ہے۔  
اس کے علاوہ، اس مرحلے پر لوگوں کی توجہ یہ ہے کہ اگرچہ مختلف فاؤنڈریز 8 انچ سے 12 انچ تک تبدیل ہو رہی ہیں، لیکن کسی ایک صنعت کار نے کوئی بیان نہیں دیا۔ اگرچہ مکسڈ سگنل ASIC میں ہنر مند مینوفیکچررز سخت محنت کر رہے ہیں، انہیں پہلے سرکٹ ڈایاگرام کی پورٹس اور IC کی ڈیٹا شیٹ سے شروع کرنا چاہیے۔  
ASIC کو دوبارہ ڈیزائن کرنے کے لیے درکار سرمایہ کاری کے لحاظ سے، دیگر مصنوعات کو 8 انچ کی سپلائی چین جیسی پریشانیوں سے بچنے کے لیے مربوط کیا جانا چاہیے۔  
130nm فیچر کا سائز چھوٹا ہے، اس لیے اسے "آرم کورٹیکس-M" سیریز کے کور کے ساتھ لاگت میں اضافہ کیے بغیر مربوط کیا جا سکتا ہے۔ نچلے درجے کے CPU کے لیے ضروری چپ کا رقبہ صرف چند مربع ملی میٹر ہے، اور اسے اعلی کارکردگی کے ساتھ 64kbit/128kbit SRAM کے ساتھ مربوط کرنا ممکن ہے۔  
آج کی ڈیٹا شیٹ کو دیکھتے ہوئے، ASIC کی ڈیزائننگ، بڑے پیمانے پر پیداوار، اور سرٹیفیکیشن حاصل کرنے کے شیڈول میں 14 ماہ سے 24 مہینے لگتے ہیں (پیچیدگی پر منحصر ہے)۔ ابتدائی پروٹو ٹائپ سلکان ایک سال کے اندر مکمل ہو جانا چاہیے۔ اگر یہ آٹوموٹو پروڈکٹ ہے، تو اس میں تصریحات کی تیاری سے لے کر PPAP (پروڈکشن پارٹ اپروول پروسیس، پروڈکشن پارٹ اپروول پروسیس) تک تقریباً 24 ماہ سے لے کر 36 ماہ (پیچیدگی پر منحصر) لگتے ہیں۔ 130nm ASIC کا عمومی بجٹ US$600,000 سے شروع ہوتا ہے (اصل پیچیدگی اور IP مواد پر منحصر ہے)۔ اگر AEC-Q100 کی بنیاد پر، لاگت تقریباً 4 ملین امریکی ڈالر ہے۔ آج، 130nm عمل (12-inch wafer) کے لیے ماسک ٹول کی لاگت US$200,000 سے کم ہے، جو مجموعی لاگت کا ایک کم تناسب ہے۔  
بہت سے مکسڈ سگنل ڈیوائسز 8 انچ کے ویفرز سے تیار کیے جاتے ہیں جن کی سپلائی بہت کم ہے۔ 8 انچ ویفر پروڈکشن لائنز میں ناکافی سرمایہ کاری کی وجہ سے (کم سرمایہ کاری کے منافع کی وجہ سے)، سپلائی چین کے مسائل مستقبل میں بھی موجود رہیں گے۔  
 

سیمی کنڈکٹر سپلائی کی یہ کمی کسی حد تک "انتباہ" ہے۔ فی الحال 8 انچ ویفرز استعمال کرنے والی کمپنیاں پہلے مستقبل کی طلب پر غور کریں۔ اس کے علاوہ، چاہے یہ مین پروڈکشن بیس ہو یا دوسرا سپلائر (دوسرا ماخذ)، تمام عمل مکمل ہونے سے پہلے کافی وقت کو یقینی بنانے کی ضرورت ہے۔

دستبرداری: یہ مضمون "سیمک کنڈکٹر انڈسٹری آبزرویشن" سے دوبارہ تیار کیا گیا ہے۔ یہ مضمون صرف مصنف کے ذاتی خیالات کی نمائندگی کرتا ہے اور Sacco Micro اور صنعت کے خیالات کی نمائندگی نہیں کرتا ہے۔ یہ صرف دوبارہ پرنٹ کرنے اور اشتراک کرنے کے لیے ہے تاکہ املاک دانش کے حقوق کے تحفظ کی حمایت کی جا سکے۔ دوبارہ پرنٹ کرنے کے لیے براہِ کرم اصل ماخذ اور مصنف کی نشاندہی کریں۔ اگر کوئی خلاف ورزی ہوتی ہے تو اسے حذف کرنے کے لیے ہم سے رابطہ کریں۔

کمپنی کا فون نمبر: +86-0755-83044319
فیکس/FAX: +86-0755-83975897
ای میل: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 منیجر لی

QQ: 332496225 منیجر Qiu

پتہ: کمرہ 809، بلڈنگ سی، ژانتاو ٹیکنالوجی بلڈنگ، نمبر 1079 منزی ایونیو، لونگہوا نیو ڈسٹرکٹ، شینزین