A la "superfàbrica" de la fabricació de xips, cada oblia de la mida d'una ungla porta circuits precisos, i la clau per determinar si aquests circuits es poden formar amb precisió està amagada en una pedra poc destacable: el granit. Avui, parlarem de l'"arma secreta" del granit, la seva capacitat d'amortiment, i de com es converteix en l'"àngel de la guarda" dels equips d'escaneig d'oblies.
Què és l'amortiment? Les pedres també poden "absorbir vibracions"?
L'amortiment sembla molt professional, però de fet, el seu principi és molt simple. Imagineu-vos que us atureu de sobte mentre correu. Si no hi ha amortiment, el vostre cos es precipitarà cap endavant a causa de la inèrcia. I l'amortiment és com una mà invisible, que us ajuda a "frenar" ràpidament. L'estructura interna del granit està composta per cristalls minerals entrellaçats com el quars i el feldespat, i hi ha moltes petites esquerdes i punts de fricció entre aquests cristalls. Quan les vibracions externes es transmeten al granit, aquestes esquerdes i punts de fricció comencen a "treballar", convertint l'energia de les vibracions en energia calorífica i dissipant-la gradualment, permetent que les vibracions s'aturin ràpidament. Això és com instal·lar un "superamortidor" al dispositiu, fent que ja no "trenqui la mà".
Escaneig de làmines: un petit error pot provocar un error enorme
Els dispositius d'escaneig d'oblies són com càmeres de precisió que "prenen fotos" d'oblies, detectant i dibuixant patrons de circuits a nanoescala. Tanmateix, durant el funcionament de l'equip, la rotació del motor i el moviment dels components mecànics generaran vibracions d'alta freqüència. Si aquestes vibracions no es controlen, la lent d'escaneig es "esborrarà" com una càmera inestable, donant lloc a dades de detecció inexactes i fins i tot a la destrucció directa de tota l'oblia.
Quan una base metàl·lica comuna experimenta vibracions, sovint "colpeja fort contra fort", i la vibració es reflecteix endavant i endarrere dins del metall, fent que la tremolor sigui cada cop més severa. El granit, amb la seva excel·lent capacitat d'amortiment, pot absorbir més del 80% de l'energia de vibració. Un cas real d'una determinada fàbrica de semiconductors mostra que abans que es substituís la base de granit, les vores de les imatges de les oblies preses per l'equip d'escaneig eren borroses, amb una desviació de fins a ±3 μm. Després de canviar a una base de granit, la claredat de la imatge va millorar significativament, la desviació es va reduir a ±0,5 μm i la taxa de rendiment va augmentar del 82% al 96%!
Crisi de ressonància: com el granit "desactiva el perill"?
A part de la vibració del propi equip, les vibracions menors de l'entorn extern (com ara el funcionament de les màquines del costat o les passes dels treballadors que caminen) també poden causar problemes importants. Quan la freqüència de vibració externa és coherent amb la freqüència del propi equip, es produirà una ressonància, com si es trempés una gelatina: com més gran sigui l'amplitud, més es tremola. Les característiques d'amortiment del granit són com posar "tapons per a les orelles insonoritzades" a l'equip, ampliant el rang de freqüències ressonants de l'equip i fent que sigui menys probable que estigui sincronitzat amb el món exterior. Les dades mostren que després d'utilitzar la base de granit, el risc de ressonància de l'equip s'ha reduït en un 95% i l'estabilitat s'ha triplicat!
La il·luminació de "l'amortiment" a la vida
De fet, el principi d'amortiment també és molt comú a la vida quotidiana. Els amortidors d'un cotxe ens permeten conduir suaument per carreteres amb sots, i la funció de cancel·lació de soroll dels auriculars pot bloquejar el soroll extern. Tot això aconsegueix estabilitat "absorbint energia". El granit ha portat aquesta capacitat a l'extrem i s'ha convertit en un material clau indispensable en el camp de la fabricació de xips.
La propera vegada que vegeu granit, no us ho prengueu com una pedra normal! En el sofisticat món de la fabricació de semiconductors, són precisament aquests materials aparentment normals els que, amb els seus "superpoders" únics, impulsen la tecnologia contínuament.
Data de publicació: 17 de juny de 2025