Hình dung Cuộc cách mạng Bán dẫn Thế hệ Mới của Đông Nam Á

Điều gì sẽ diễn ra tiếp theo đối với Ngành sản xuất Bán dẫn ở Đông Nam Á?

Căng thẳng địa chính trị gia tăng, chi phí vận hành leo thang và sự đứt gãy chuỗi cung ứng do đại dịch gây ra đã thúc đẩy ngành công nghiệp bán dẫn chuyển dịch sang một môi trường sản xuất đa dạng hơn. Đông Nam Á đã nổi lên như một tiền tuyến mới quan trọng.
 

Khi khu vực này tự định vị là trung tâm bán dẫn toàn cầu tiếp theo thì phải giải quyết hàng loạt thách thức phức tạp—từ giới hạn lượng tử của quá trình thu nhỏ đến các hoạt động tiêu tốn nhiều năng lượng, chuỗi cung ứng vật liệu dễ bị tổn thương và nhu cầu phát triển bền vững ngày càng tăng.
 

Bộ sản phẩm đổi mới của Hitachi, bao gồm quản lý năng lượng, vận chuyển vật tư và tự động hóa sản xuất, chứng minh cách tiếp cận tích hợp có thể bảo vệ hoạt động sản xuất bán dẫn trong tương lai, giải quyết những thách thức chính mà ngành công nghiệp này đang phải đối mặt hiện nay cũng như câu hỏi cấp bách "Điều gì sẽ diễn ra tiếp theo trong sản xuất bán dẫn bền vững?"

Xác định giới hạn vật lý đang thu hẹp  

Khi các nút bán dẫn tiếp cận ranh giới 5nm và 2nm, các hiệu ứng lượng tử như hiệu ứng đường hầm điện tử, tính biến thiên nguyên tử và tỷ lệ lỗi tăng lên đang đẩy hoạt động sản xuất đến giới hạn vật lý và kinh tế.
 

Để giải quyết những vấn đề này, các công cụ đo lường chính xác cao như Kính hiển vi điện tử quét thứ nguyên quan trọng (CD-SEM) và Kính hiển vi lực nguyên tử (AFM) của Hitachi cung cấp khả năng đo lường chi tiết cần thiết để giám sát và kiểm soát quy trình xử lý wafer ở cấp độ nguyên tử. Những công cụ này cho phép các nhà sản xuất phát hiện sớm các sai sót, tối ưu hóa thứ nguyên quan trọng và cải thiện năng suất tổng thể - biến những đột phá về mặt lý thuyết thành vận hành xuất sắc. 
 

Bên cạnh những công cụ này, khả năng xử lý chính xác cao, vốn đang cách mạng hóa hiệu suất và hiệu quả năng lượng, ngày càng trở nên quan trọng. Các kiến ​​trúc mới, chẳng hạn như xếp chồng chip 3D, thiết kế dựa trên chiplet và tích hợp không đồng nhất, đang thúc đẩy ngành công nghiệp bán dẫn từ bỏ phương pháp mở rộng quy mô truyền thống.

Tối ưu hóa do AI thúc đẩy cũng đang đẩy nhanh quá trình phát triển thông qua các giải pháp học máy tiên tiến giúp tinh chỉnh các quy trình plasma hiệu quả hơn, giảm các chu kỳ thử nghiệm và sai sót tốn kém và tăng cường tính ổn định của quy trình cho các  thế hệ chip tiên tiến kế tiếp.
 

Các nhà máy sản xuất ở Đông Nam Á phải chuẩn bị cho những thay đổi này bằng cách đầu tư vào bao bì tiên tiến, đo lường độ phân giải cao cũng như hợp tác cho nghiên cứu và phát triển. Các giải pháp công nghệ nano và lõi của Hitachi, bao gồm kính hiển vi lực điện tử và nguyên tử, cũng như các nền tảng tối ưu hóa công thức dựa trên AI, đang hỗ trợ các quy trình sản xuất chính xác cần thiết cho các kiến ​​trúc tương lai này.

Chuyển đổi số mang tính Cốt lõi

Số hóa là chìa khóa để phát triển thế hệ nhà máy tiếp theo. Việc thu thập dữ liệu nâng cao, tích hợp thiết bị, thử nghiệm hoặc mô phỏng mạnh mẽ nhằm mục đích tuân thủ là điều cần thiết để nâng cao hiệu quả hoạt động. Các quy trình này có thể được thắt chặt hơn nữa với GEM300 và các Giải pháp Kết nối Máy chủ Thượng tầng (Upper Host Connectivity Solutions) tuân thủ EDA của Hitachi, cũng như Bộ mô phỏng Máy chủ & Thiết bị CyberSIM của Hitachi.

Ngoài ra, các công cụ bảo trì thông minh được hỗ trợ bởi AI giúp kỹ sư có được khả năng chẩn đoán theo thời gian thực và đào tạo ảo, kéo dài vòng đời thiết bị nhưng giảm thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch. Điều này không chỉ cải thiện khả năng phục hồi hoạt động mà còn hỗ trợ các hoạt động kinh tế tuần hoàn bằng cách tối đa hóa việc sử dụng tài sản.

Thông qua hệ thống quản lý công thức toàn diện và tự động hóa sản xuất thông minh, các giải pháp của Hitachi giúp các nhà máy đạt được sự tuân thủ quy định, tăng cường tính minh bạch trong hoạt động và mang lại hiệu suất ESG có thể đo lường được.

Tự động hóa và sự phối hợp giữa con người và máy móc

Giải pháp Robot Di chuyểnTự động (AMR) của Hitachi là minh chứng cho sự chuyển đổi này, tự động hóa quy trình vận chuyển nội bộ của việc xử lý wafer và vật liệu trong môi trường phòng sạch. Các AMR này cải thiện hiệu quả vận hành, giảm thiểu rủi ro nhiễm bẩn và cung cấp dữ liệu truy xuất nguồn gốc thiết yếu cho việc kiểm soát chất lượng.

Bổ sung cho các giải pháp di động này là các Mô-đun Thiết bị Đầu-Cuối (EFEM) của Hitachi, được thiết kế để xử lý wafer và tấm nền một cách chính xác và hiệu quả trong các giai đoạn sản xuất quan trọng. Tuân thủ hoàn toàn tiêu chuẩn SEMI GEM300, EFEM đảm bảo khả năng tương tác liền mạch trên toàn bộ dây chuyền sản xuất. Cấu hình tùy chỉnh của chúng cho phép tích hợp với nhiều công cụ xử lý, bao gồm quang khắc, xử lý plasma và xử lý laser.

Quản lý Năng lượng Bền vững

Các nhà máy sản xuất bán dẫn thực hiện những hoạt động công nghiệp tiêu tốn nhiều năng lượng và nước nhất trên thế giới. Dấu chân môi trường từ việc duy trì môi trường siêu sạch đến vận hành các công cụ in thạch bản và khắc tiêu tốn nhiều điện năng và đóng vai trò đáng kể.  

Tại Đông Nam Á, việc chuyển dịch sang sản xuất xanh hơn đòi hỏi quản lý năng lượng thông minh. Thiết bị đóng cắt không sử dụng SF6 EconiQ® của Hitachi giúp các nhà máy giảm phát thải khí nhà kính bằng cách thay thế các loại khí cách điện truyền thống bằng các giải pháp thay thế hiệu quả về mặt sinh thái, hỗ trợ các mục tiêu ESG toàn cầu.

Đi kèm với đó là Hệ sinh thái Máy biến áp Kỹ thuật số TXpert™ của Hitachi, mang lại khả năng giám sát thời gian thực và phân tích dự đoán để tối ưu hóa mức tiêu thụ năng lượng và cải thiện khả năng phục hồi lưới điện. Các giải pháp như Grid-eXpand™ còn cho phép kết nối lưới điện dạng mô-đun, đúc sẵn, đẩy nhanh quá trình tích hợp năng lượng tái tạo và giảm thiểu rủi ro xây dựng.

Khả năng Phục hồi của Chuỗi Cung ứng Vật liệu

Sản xuất bán dẫn phụ thuộc vào mạng lưới nguyên liệu thô toàn cầu, bao gồm khí hiếm, hóa chất đặc biệt và kim loại quý. Sự đứt gãy trong các chuỗi cung ứng này - dù là về địa chính trị, hậu cần hay quy định - đều gây ra những rủi ro hiện hữu cho hoạt động sản xuất.

Giải pháp Chuỗi Cung ứng và Giá trị của Hitachi giúp các nhà máy sản xuất bán dẫn củng cố mạng lưới mua sắm và hậu cần, cải thiện khả năng truy xuất nguồn gốc vật liệu, nguồn cung ứng có đạo đức và khả năng phục hồi của chuỗi cung ứng. Bằng cách tích hợp AI và theo dõi dựa trên blockchain, các giải pháp này mang lại khả năng hiển thị toàn diện, cho phép các nhà máy dự đoán sự gián đoạn và đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn về môi trường và đạo đức.

Bằng cách tích hợp các hệ thống quản lý công thức, tự động hóa thông minh và chẩn đoán theo thời gian thực, các giải pháp của Hitachi cho phép các nhà máy cân bằng mục tiêu hiệu suất với việc tuân thủ quy định và các cam kết ESG.

Hướng tới Sản xuất Bán dẫn Bền vững

Tính bền vững đã trở thành ưu tiên hàng đầu được đề cập đến tại cuộc họp. Các nhà máy hiện được giao nhiệm vụ giảm phát thải khí các bon, tiết kiệm nước, giảm thiểu chất thải và cải thiện tính minh bạch trong toàn bộ quá trình hoạt động.

Máy nén trục vít không dầu của Hitachi, đạt chứng nhận Class '0' và các giải pháp giám sát khí nén hỗ trợ IoT giúp các nhà máy chế tạo tối ưu hóa mức tiêu thụ năng lượng, giảm lượng khí thải và đảm bảo nguồn cung cấp khí sạch ổn định, rất quan trọng cho các quy trình sản xuất nhạy cảm của họ.

Hình dung về Cường quốc Bán dẫn ở Đông Nam Á

Bằng cách giải quyết toàn bộ các thách thức về công nghệ, môi trường và địa chính trị, Đông Nam Á có thể định vị bản thân châu lục này không chỉ là điểm đến sản xuất mà còn là châu lục mạnh về bán dẫn trên toàn thế giới.  

Kể từ khi thành lập vào đầu những năm 1900, Hitachi luôn đi đầu trong những đổi mới tiên phong vì sự tiến bộ của nhân loại. Với tinh thần đổi mới này và các giải pháp tích hợp, các nhà máy sản xuất ở Đông Nam Á có thể trở nên thông minh hơn, sạch hơn và bền bỉ hơn.

Hãy khám phá thông tin tổng quan toàn diện về các giải pháp của Hitachi tại SEMICON SEA 2025!

Ngày phát hành: Tháng 9 năm 2025 (Trích từ bài viết của Industrial Automation Asia).