সেমিকন্ডাক্টর শিল্পে উচ্চ নির্ভুলতা এবং উচ্চ নির্ভরযোগ্যতার কঠোর প্রয়োজনীয়তার অধীনে, যদিও গ্রানাইট মূল উপকরণগুলির মধ্যে একটি, এর বৈশিষ্ট্যগুলিও কিছু সীমাবদ্ধতা নিয়ে আসে। ব্যবহারিক প্রয়োগে এর প্রধান অসুবিধা এবং চ্যালেঞ্জগুলি নিম্নরূপ:
প্রথমত, উপাদানটি অত্যন্ত ভঙ্গুর এবং প্রক্রিয়াজাত করা কঠিন।
ফাটলের ঝুঁকি: গ্রানাইট মূলত একটি প্রাকৃতিক পাথর যার ভিতরে প্রাকৃতিক মাইক্রো-ফাটল এবং খনিজ কণার সীমানা থাকে এবং এটি একটি সাধারণ ভঙ্গুর উপাদান। অতি-নির্ভুল যন্ত্রে (যেমন ন্যানোস্কেল গ্রাইন্ডিং এবং জটিল বাঁকা পৃষ্ঠ প্রক্রিয়াকরণ), যদি বল অসম হয় বা প্রক্রিয়াকরণ পরামিতিগুলি অনুপযুক্ত হয়, তাহলে চিপিং এবং মাইক্রোক্র্যাক প্রচারের মতো সমস্যা দেখা দেওয়ার সম্ভাবনা থাকে, যার ফলে ওয়ার্কপিসটি স্ক্র্যাপ হয়ে যায়।
কম প্রক্রিয়াকরণ দক্ষতা: ভঙ্গুর ফ্র্যাকচার এড়াতে, হীরা গ্রাইন্ডিং চাকা দিয়ে কম গতির গ্রাইন্ডিং এবং চৌম্বকীয় পলিশিংয়ের মতো বিশেষ প্রক্রিয়া প্রয়োজন। প্রক্রিয়াকরণ চক্র ধাতব উপকরণের তুলনায় 30% থেকে 50% বেশি, এবং সরঞ্জাম বিনিয়োগ খরচ বেশি (উদাহরণস্বরূপ, পাঁচ-অক্ষ লিঙ্কেজ মেশিনিং সেন্টারের দাম 10 মিলিয়ন ইউয়ান ছাড়িয়ে যায়)।
জটিল কাঠামোর সীমাবদ্ধতা: ঢালাই, ফোরজিং এবং অন্যান্য প্রক্রিয়ার মাধ্যমে ফাঁপা হালকা কাঠামো তৈরি করা কঠিন। এটি বেশিরভাগই প্লেট এবং বেসের মতো সাধারণ জ্যামিতিক আকারে ব্যবহৃত হয় এবং এর প্রয়োগ সীমিত সরঞ্জামগুলিতে যার জন্য অনিয়মিত সমর্থন বা অভ্যন্তরীণ পাইপলাইন ইন্টিগ্রেশন প্রয়োজন।
দ্বিতীয়ত, উচ্চ ঘনত্বের কারণে সরঞ্জামের উপর ভারী বোঝা চাপিয়ে দেওয়া হয়
পরিচালনা এবং ইনস্টল করা কঠিন: গ্রানাইটের ঘনত্ব প্রায় 2.6-3.0 গ্রাম/সেমি³, এবং এর ওজন একই আয়তনের ঢালাই লোহার তুলনায় 1.5-2 গুণ বেশি। উদাহরণস্বরূপ, একটি ফটোলিথোগ্রাফি মেশিনের জন্য একটি গ্রানাইট বেসের ওজন 5 থেকে 10 টন পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে, যার জন্য নিবেদিতপ্রাণ উত্তোলন সরঞ্জাম এবং শক-প্রুফ ফাউন্ডেশনের প্রয়োজন হয়, যা কারখানা নির্মাণ এবং সরঞ্জাম স্থাপনের খরচ বৃদ্ধি করে।
গতিশীল প্রতিক্রিয়া বিলম্ব: উচ্চ জড়তা সরঞ্জামের চলমান অংশগুলির (যেমন ওয়েফার ট্রান্সফার রোবট) ত্বরণকে সীমিত করে। যেসব পরিস্থিতিতে দ্রুত শুরু এবং থামার প্রয়োজন হয় (যেমন উচ্চ-গতির পরিদর্শন সরঞ্জাম), সেখানে এটি উৎপাদন ছন্দকে প্রভাবিত করতে পারে এবং দক্ষতা হ্রাস করতে পারে।
তৃতীয়ত, মেরামত এবং পুনরাবৃত্তির খরচ বেশি
ত্রুটিগুলি মেরামত করা কঠিন: ব্যবহারের সময় যদি পৃষ্ঠের ক্ষয় বা সংঘর্ষের ক্ষতি হয়, তবে পেশাদার গ্রাইন্ডিং সরঞ্জামের মাধ্যমে মেরামতের জন্য এটি কারখানায় ফেরত পাঠাতে হবে, যা সাইটে দ্রুত পরিচালনা করা যায় না। বিপরীতে, স্পট ওয়েল্ডিং এবং লেজার ক্ল্যাডিংয়ের মতো পদ্ধতির মাধ্যমে ধাতব উপাদানগুলি তাৎক্ষণিকভাবে মেরামত করা যেতে পারে, যার ফলে ডাউনটাইম কম হয়।
নকশা পুনরাবৃত্তি চক্র দীর্ঘ: প্রাকৃতিক গ্রানাইট শিরাগুলির পার্থক্য বিভিন্ন ব্যাচের উপাদান বৈশিষ্ট্যগুলিতে (যেমন তাপীয় প্রসারণ সহগ এবং স্যাঁতসেঁতে অনুপাত) সামান্য ওঠানামা করতে পারে। যদি সরঞ্জামের নকশা পরিবর্তিত হয়, তাহলে উপাদান বৈশিষ্ট্যগুলি পুনরায় মেলাতে হবে এবং গবেষণা ও উন্নয়ন যাচাইকরণ চক্র তুলনামূলকভাবে দীর্ঘ।
চতুর্থ সীমিত সম্পদ এবং পরিবেশগত চ্যালেঞ্জ
প্রাকৃতিক পাথর নবায়নযোগ্য নয়: উচ্চমানের গ্রানাইট (যেমন "জিনান গ্রিন" এবং "সিসেম ব্ল্যাক" যা সেমিকন্ডাক্টরে ব্যবহৃত হয়) নির্দিষ্ট শিরার উপর নির্ভর করে, এর মজুদ সীমিত এবং পরিবেশ সুরক্ষা নীতি দ্বারা এর খনন সীমিত। সেমিকন্ডাক্টর শিল্পের সম্প্রসারণের সাথে সাথে, কাঁচামাল সরবরাহে অস্থিরতার ঝুঁকি থাকতে পারে।
প্রক্রিয়াজাতকরণ দূষণের সমস্যা: কাটা এবং গ্রাইন্ডিং প্রক্রিয়ার সময়, প্রচুর পরিমাণে গ্রানাইট ধুলো (সিলিকন ডাই অক্সাইড ধারণকারী) উৎপন্ন হয়। সঠিকভাবে পরিচালনা না করা হলে, এটি সিলিকোসিসের কারণ হতে পারে। তাছাড়া, বর্জ্য জল নিষ্কাশনের আগে পলিমাটি দ্বারা শোধন করা প্রয়োজন, যা পরিবেশ সুরক্ষা বিনিয়োগ বৃদ্ধি করে।
পাঁচ. উদীয়মান প্রক্রিয়াগুলির সাথে অপর্যাপ্ত সামঞ্জস্য
ভ্যাকুয়াম পরিবেশের সীমাবদ্ধতা: কিছু অর্ধপরিবাহী প্রক্রিয়ার (যেমন ভ্যাকুয়াম আবরণ এবং ইলেকট্রন বিম লিথোগ্রাফি) জন্য সরঞ্জামের ভিতরে উচ্চ ভ্যাকুয়াম অবস্থা বজায় রাখা প্রয়োজন। তবে, গ্রানাইটের পৃষ্ঠের মাইক্রো-ছিদ্রগুলি গ্যাস অণুগুলিকে শোষণ করতে পারে, যা ধীরে ধীরে নির্গত হয় এবং ভ্যাকুয়াম ডিগ্রির স্থায়িত্বকে প্রভাবিত করে। অতএব, অতিরিক্ত পৃষ্ঠ ঘনীকরণ চিকিত্সা (যেমন রজন গর্ভধারণ) প্রয়োজন।
ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক সামঞ্জস্যের সমস্যা: গ্রানাইট একটি অন্তরক উপাদান। যেখানে স্থির বিদ্যুৎ নিষ্কাশন বা ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক শিল্ডিং প্রয়োজন (যেমন ওয়েফার ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক শোষণ প্ল্যাটফর্ম), ধাতব আবরণ বা পরিবাহী ফিল্মগুলিকে যৌগিক করতে হবে, যা কাঠামোগত জটিলতা এবং খরচ বৃদ্ধি করে।
শিল্প প্রতিক্রিয়া কৌশল
উপরে উল্লিখিত ত্রুটিগুলি সত্ত্বেও, অর্ধপরিবাহী শিল্প প্রযুক্তিগত উদ্ভাবনের মাধ্যমে গ্রানাইটের ঘাটতিগুলি আংশিকভাবে পূরণ করেছে:
যৌগিক কাঠামো নকশা: এটি "গ্রানাইট বেস + ধাতব ফ্রেম" এর সংমিশ্রণ গ্রহণ করে, দৃঢ়তা এবং হালকা ওজন উভয়কেই বিবেচনা করে (উদাহরণস্বরূপ, একটি নির্দিষ্ট ফটোলিথোগ্রাফি মেশিন প্রস্তুতকারক গ্রানাইট বেসে একটি অ্যালুমিনিয়াম খাদ মধুচক্র কাঠামো এম্বেড করে, যার ফলে ওজন 40% কমে যায়)।
কৃত্রিম সিন্থেটিক বিকল্প উপকরণ: গ্রানাইটের তাপীয় স্থিতিশীলতা এবং কম্পন প্রতিরোধের অনুকরণ করার জন্য সিরামিক ম্যাট্রিক্স কম্পোজিট (যেমন সিলিকন কার্বাইড সিরামিক) এবং ইপোক্সি রজন-ভিত্তিক কৃত্রিম পাথর তৈরি করুন, একই সাথে প্রক্রিয়াকরণের নমনীয়তা বৃদ্ধি করুন।
বুদ্ধিমান প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তি: প্রক্রিয়াকরণ পথ অপ্টিমাইজ করার জন্য AI অ্যালগরিদম, ক্র্যাক ঝুঁকি পূর্বাভাস দেওয়ার জন্য স্ট্রেস সিমুলেশন এবং রিয়েল টাইমে প্যারামিটারগুলি সামঞ্জস্য করার জন্য অনলাইন সনাক্তকরণকে একত্রিত করে, প্রক্রিয়াকরণ স্ক্র্যাপ হার 5% থেকে 1% এর নিচে কমানো হয়েছে।
সারাংশ
সেমিকন্ডাক্টর শিল্পে গ্রানাইটের ত্রুটিগুলি মূলত এর প্রাকৃতিক উপাদান বৈশিষ্ট্য এবং শিল্প চাহিদার মধ্যে খেলা থেকে উদ্ভূত। প্রযুক্তির অগ্রগতি এবং বিকল্প উপকরণের বিকাশের সাথে সাথে, এর প্রয়োগের পরিস্থিতি ধীরে ধীরে "অপরিবর্তনীয় মূল রেফারেন্স উপাদান" (যেমন ফটোলিথোগ্রাফি মেশিনের জন্য হাইড্রোস্ট্যাটিক গাইড রেল এবং অতি-নির্ভুলতা পরিমাপ প্ল্যাটফর্ম) এর দিকে সঙ্কুচিত হতে পারে, যখন ধীরে ধীরে অ-গুরুত্বপূর্ণ কাঠামোগত উপাদানগুলিতে আরও নমনীয় প্রকৌশল উপকরণের পথ তৈরি হতে পারে। ভবিষ্যতে, কর্মক্ষমতা, খরচ এবং স্থায়িত্বের ভারসাম্য কীভাবে বজায় রাখা যায় তা এমন একটি বিষয় হবে যা শিল্প অন্বেষণ চালিয়ে যাবে।
পোস্টের সময়: মে-২৪-২০২৫