Nội dung chính
Contents
1. Đường kính wafer: inch hay mm?
1. Wafer diameter: inch or mm?
Ngành bán dẫn dùng đồng thời hai cách gọi, và cả hai đều là tên danh nghĩa. Cách gọi theo inch có từ thời các cỡ đầu tiên, còn tiêu chuẩn SEMI ghi theo milimét. Vì vậy "4 inch" thực tế là 100 mm (khoảng 3,94 inch), "6 inch" là 150 mm, "8 inch" là 200 mm và "12 inch" là 300 mm.
The semiconductor industry uses two names side by side, and both are nominal. The inch naming dates from the earliest sizes, while SEMI standards specify millimetres. So "4 inch" is actually 100 mm (about 3.94 inch), "6 inch" is 150 mm, "8 inch" is 200 mm and "12 inch" is 300 mm.
Khi đặt hàng, hãy ghi rõ cả hai (ví dụ "4 inch / 100 mm") để tránh nhầm giữa 3 inch (76,2 mm) và 100 mm, hoặc giữa 125 mm và 150 mm — hai cặp thường bị lẫn.
When ordering, state both (for example "4 inch / 100 mm") to avoid confusing 3 inch (76.2 mm) with 100 mm, or 125 mm with 150 mm — two pairs that often get mixed up.
2. Vì sao wafer lớn thì dày hơn?
2. Why larger wafers are thicker
Độ dày không phải để tuỳ ý. Wafer càng rộng thì càng phải chịu trọng lượng bản thân, lực kẹp khi cầm nắm và ứng suất nhiệt khi vào lò nhiệt độ cao. Quá mỏng so với đường kính, wafer dễ cong vênh, trượt mặt phẳng tinh thể (slip) hoặc vỡ.
Thickness is not arbitrary. The wider the wafer, the more it must bear its own weight, gripping forces during handling and thermal stress in high-temperature furnaces. Too thin for its diameter, a wafer is prone to warping, crystal slip or breakage.
Vì thế độ dày tiêu chuẩn tăng dần theo đường kính, từ khoảng 275 µm ở 2 inch tới 725 µm ở 8 inch và 775 µm ở 12 inch. Độ dày tiêu chuẩn cũng là lựa chọn rẻ nhất; wafer mỏng bất thường hoặc dày theo yêu cầu thường đắt hơn vì tỉ lệ vỡ khi gia công tăng.
Standard thickness therefore rises with diameter, from about 275 µm at 2 inch to 725 µm at 8 inch and 775 µm at 12 inch. Standard thickness is also the cheapest choice; unusually thin or custom-thick wafers usually cost more because breakage during processing rises.
3. Bảng kích thước wafer tiêu chuẩn
3. Standard wafer size table
| Cỡ (inch)Size (inch) | Đường kính (mm)Diameter (mm) | Độ dày thông dụngTypical thickness | Thường dùng choCommonly used for |
|---|---|---|---|
| 2 | 50,850.8 | ~275 µm | Nghiên cứu, đế sapphire / InP / GaAs, đào tạoResearch, sapphire / InP / GaAs substrates, teaching |
| 3 | 76,276.2 | ~380 µm | Thiết bị lab đời cũ, bán dẫn hợp chất, R&DOlder lab tools, compound semiconductors, R&D |
| 4 | 100 | 525 µm | R&D, MEMS, SiC / GaAs, phòng lab đại họcR&D, MEMS, SiC / GaAs, university labs |
| 6 | 150 | 675 µm | MEMS, điện tử công suất, LED, SiC phổ biếnMEMS, power electronics, LEDs, mainstream SiC |
| 8 | 200 | 725 µm | Analog, công suất, cảm biến, sản xuất công nghệ trưởng thànhAnalog, power, sensors, mature-node production |
| 12 | 300 | 775 µm | Logic và bộ nhớ tiên tiến, sản xuất hàng loạtAdvanced logic and memory, high-volume production |
4. Diện tích tăng theo bình phương đường kính
4. Area grows with the square of the diameter
Số chip trên mỗi wafer tỉ lệ với diện tích, tức với bình phương đường kính. Wafer 300 mm có diện tích gấp 2,25 lần wafer 200 mm, và wafer 200 mm gấp khoảng 1,78 lần wafer 150 mm. Tỉ lệ diện tích bị loại ở rìa cũng nhỏ hơn khi wafer lớn, đó là lý do sản xuất hàng loạt liên tục chuyển sang cỡ lớn.
The number of chips per wafer scales with area, that is with the square of the diameter. A 300 mm wafer has 2.25 times the area of a 200 mm wafer, and a 200 mm wafer about 1.78 times that of a 150 mm wafer. The share of area lost at the rim also shrinks as the wafer grows, which is why high-volume manufacturing keeps moving to larger sizes.
Với phòng lab nghiên cứu, logic này gần như không áp dụng. Bạn thường chỉ cần vài chip nhỏ, nên wafer lớn chỉ tốn tiền hơn và đòi hỏi thiết bị lớn hơn.
For research labs this logic mostly does not apply. You typically need only a few small chips, so a large wafer just costs more and demands larger equipment.
5. Vành phẳng (flat) và notch
5. Flats and notches
Mọi wafer đều có dấu hiệu ở rìa để cho biết định hướng tinh thể và, với wafer nhỏ, cả loại pha tạp. Wafer đến 150 mm thường dùng vành phẳng (flat) cắt thẳng một đoạn rìa; wafer 200 mm và 300 mm thường dùng notch, một rãnh nhỏ hình chữ V, vì mất ít diện tích hơn.
Every wafer carries a mark on its edge showing crystal orientation and, on smaller wafers, the doping type. Wafers up to 150 mm typically use a flat, a straight cut along part of the rim; 200 mm and 300 mm wafers typically use a notch, a small V-shaped groove, because it wastes less area.
Nếu thiết bị căn chỉnh của bạn tìm flat hay notch tự động, hãy chắc chắn chọn đúng kiểu. Chi tiết về định hướng tinh thể có trong bài silicon wafer là gì.
If your alignment equipment locates the flat or notch automatically, make sure you choose the right type. Crystal orientation is covered in what a silicon wafer is.
6. Vật liệu khác nhau, kích thước phổ biến khác nhau
6. Different materials, different common sizes
Silic có mọi cỡ, nhưng các vật liệu khác bị giới hạn bởi độ khó nuôi tinh thể đơn lớn:
Silicon comes in every size, but other materials are limited by how hard it is to grow large single crystals:
- SiC — 4 inch và 6 inch là phổ biến; 8 inch đang được đẩy mạnh sản xuất. Đơn giá theo diện tích giảm rõ khi chuyển cỡ lớn, nhưng vẫn cao hơn silic nhiều.
- GaAs — phổ biến ở 4 inch và 6 inch.
- InP — chủ yếu 2 inch đến 4 inch; cỡ lớn hơn còn hạn chế và đắt.
- Sapphire — từ 2 inch đến 8 inch; 4 inch và 6 inch thường gặp cho LED.
- SiC — 4 inch and 6 inch are common; 8 inch is ramping up. Cost per area falls noticeably at larger sizes but remains far above silicon.
- GaAs — common at 4 inch and 6 inch.
- InP — mainly 2 inch to 4 inch; larger sizes remain limited and expensive.
- Sapphire — from 2 inch to 8 inch; 4 inch and 6 inch are typical for LEDs.
Vì vậy khi nghiên cứu vật liệu hợp chất, cỡ nhỏ thường là lựa chọn thực tế, cả về chi phí lẫn khả năng có hàng. Xem thêm chọn wafer cho nghiên cứu.
For compound-semiconductor research, smaller sizes are therefore often the practical choice, on both cost and availability. See also choosing wafers for research.
7. Chọn cỡ nào cho phòng lab của bạn?
7. Which size for your lab?
- Bắt đầu từ thiết bị. Chuck, cassette, buồng ăn mòn và máy quang khắc đều chỉ nhận một số cỡ nhất định. Wafer lớn hơn cỡ tối đa của máy không dùng được.
- Cỡ nhỏ hơn có thể chạy bằng tấm mang. Nếu thiết bị hỗ trợ, mảnh hoặc wafer nhỏ có thể đặt trên tấm mang (carrier) hoặc adapter. Chiều ngược lại thì không.
- Cần nhiều chip nhỏ? Mua một wafer lớn rồi bẻ hoặc cắt thành mảnh có thể rẻ hơn mua nhiều wafer nhỏ, nhất là với silic.
- Đừng chọn cỡ lớn "cho chắc". Đơn giá mỗi wafer tăng nhanh theo đường kính, trong khi kết quả thí nghiệm không khá hơn nếu thiết bị không tận dụng hết diện tích.
- Start from the equipment. Chucks, cassettes, etch chambers and mask aligners accept only certain sizes. A wafer larger than the tool maximum cannot be used.
- Smaller pieces can run on a carrier. If your tool supports it, small pieces or wafers can sit on a carrier or adapter. The reverse is not possible.
- Need many small chips? Buying one larger wafer and cleaving or dicing it can be cheaper than buying many small wafers, especially for silicon.
- Do not pick a big size "just in case". Price per wafer climbs quickly with diameter, while experimental results do not improve if your tools cannot use the extra area.
8. Bộ thông số cần nêu khi đặt hàng
8. Specifications to state when ordering
Kích thước chỉ là một dòng trong yêu cầu. Để nhận báo giá chính xác, hãy cung cấp đủ bộ thông số sau:
Size is only one line of the requirement. For an accurate quote, provide the full set below:
- Đường kính (inch / mm), độ dày và dung sai.
- Phương pháp nuôi (CZ hoặc FZ) — xem CZ vs FZ silicon wafer.
- Định hướng tinh thể, loại và mức pha tạp, điện trở suất.
- Đánh bóng một mặt (SSP) hay hai mặt (DSP), và phân hạng Prime / Test / Dummy.
- Flat hay notch, số lượng và thời gian cần hàng.
- Diameter (inch / mm), thickness and tolerance.
- Growth method (CZ or FZ) — see CZ vs FZ silicon wafer.
- Crystal orientation, dopant type and level, resistivity.
- Single-side (SSP) or double-side (DSP) polish, and grade Prime / Test / Dummy.
- Flat or notch, quantity and required delivery time.
Các yếu tố này ảnh hưởng thế nào tới giá được phân tích trong giá silicon wafer.
How these factors affect price is analysed in silicon wafer pricing.
Câu hỏi thường gặp
Frequently asked questions
Wafer 4 inch bằng bao nhiêu mm?How many mm is a 4-inch wafer?
Wafer 4 inch có đường kính danh nghĩa 100 mm, hơi nhỏ hơn 4 inch thực (101,6 mm). Tương tự 6 inch là 150 mm, 8 inch là 200 mm và 12 inch là 300 mm. Riêng 2 inch (50,8 mm) và 3 inch (76,2 mm) gần đúng với giá trị inch thật.
A 4-inch wafer has a nominal diameter of 100 mm, slightly smaller than a true 4 inches (101.6 mm). Likewise 6 inch is 150 mm, 8 inch is 200 mm and 12 inch is 300 mm. Only 2 inch (50.8 mm) and 3 inch (76.2 mm) match true inch values closely.
Vì sao wafer 300 mm dày hơn wafer 200 mm?Why is a 300 mm wafer thicker than a 200 mm wafer?
Wafer rộng hơn phải chịu trọng lượng bản thân, lực cầm nắm và ứng suất nhiệt lớn hơn. Nếu vẫn mỏng như wafer nhỏ, nó dễ cong vênh, trượt tinh thể hoặc vỡ. Do đó độ dày tiêu chuẩn tăng từ 725 µm ở 200 mm lên 775 µm ở 300 mm.
A wider wafer must bear more of its own weight, more handling force and more thermal stress. If it were as thin as a smaller wafer, it would warp, slip or break easily. Standard thickness therefore rises from 725 µm at 200 mm to 775 µm at 300 mm.
Thiết bị 4 inch có xử lý được wafer 6 inch không?Can a 4-inch tool process a 6-inch wafer?
Không. Wafer lớn hơn cỡ tối đa không lắp vừa chuck và cassette. Chiều ngược lại thì được nếu thiết bị hỗ trợ: mảnh hoặc wafer nhỏ hơn có thể đặt trên tấm mang hoặc adapter. Vì vậy hãy xác định cỡ tối đa của thiết bị trước khi chọn wafer.
No. A wafer larger than the maximum size will not fit the chuck and cassette. The reverse works if the tool supports it: smaller pieces or wafers can sit on a carrier or adapter. Establish your tool's maximum size before choosing a wafer.
Phòng lab nghiên cứu nên chọn wafer cỡ nào?What wafer size should a research lab choose?
Chọn cỡ khớp với thiết bị của bạn, thường là 4 inch hoặc 6 inch với phòng lab đại học và R&D. Đừng chọn cỡ lớn hơn cần thiết vì giá mỗi wafer tăng nhanh theo đường kính. Nếu cần nhiều chip nhỏ, có thể mua wafer lớn hơn rồi cắt thành mảnh.
Pick the size that matches your equipment, commonly 4 inch or 6 inch for university and R&D labs. Do not choose larger than needed, since price per wafer climbs quickly with diameter. If you need many small chips, you can buy a larger wafer and cut it into pieces.
Cần wafer đúng cỡ cho thiết bị của bạn?
Need wafers in the right size for your equipment?
Cho biết cỡ tối đa của thiết bị và mục đích sử dụng, đội ngũ kỹ thuật Digifund sẽ đề xuất đường kính, độ dày và bộ thông số phù hợp kèm báo giá trong 24 giờ làm việc. Digifund hỗ trợ đơn hàng nhỏ cho R&D và giảng dạy.
Tell us your tool's maximum size and your purpose, and Digifund's technical team will propose the diameter, thickness and specification set with a quote within 24 business hours. Digifund supports small R&D and teaching orders.
Nhận tư vấn kỹ thuậtGet technical advice Xem catalog waferView wafer catalog