国内半导体材料产业跨越式进步,需要什么?

国际金属加工网 2021年07月15日

在过去的发展当中,半导体产业链已经成为了一个需要多个领域做支撑的繁复体系。粗略来看,材料、设备、EDA等领域都处于半导体产业链的上游,也是半导体产业继续向前发展不可缺少的动力。

就半导体材料领域来看,据东莞证券的调研报告显示,半导体材料是半导体产业链中细分领域最多的环节,细分子行业多达上百个。按大类划分,半导体材料主要包括晶圆制造材料和半导体封装材料。尤其是近些年来半导体生产制造规模的扩大,使得中国大陆成为了半导体材料增速最快的地区。

但对于半导体材料产业而言,这其中仍存在着挑战。特别是对于起步较晚的国内半导体材料厂商来说,要想实现跨越式发展,还需要哪些方面的进步。

电子材料对半导体产业的重要性

半导体所用到的材料是电子材料的一部分,从概念上看,电子材料是指在电子技术和微电子技术中使用的材料,包括介电材料、半导体材料、压电与铁电材料、导电金属及其合金材料、磁性材料、光电子材料、电磁波屏蔽材料以及其他相关材料。

具体到半导体领域当中,硅片、高纯化学品、高纯气体、光刻胶、研磨液、靶材等都是被大家所熟知的半导体材料。

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追根究底,半导体材料也是伴随着工艺节点的进步而发展起来的一大领域,而随着工艺结点越来越先进,对半导体材料的等级要求越来越高,包括洁净度、纯度等。如果半导体材料等级达不到要求,则会影响最终芯片的性能、稳定性和良率。
也就是说,这些材料的质量和水平直接决定了电子元器件和整机产品的性能。

电子材料的可靠性由谁保障?

过滤器是保障半导体材料可靠性的关键之一。

颇尔(PALL)在过滤器领域已有75年的历史,在这75年当中,随着半导体对电子材料的依赖越来越大,颇尔也开启对半导体材料方面的过滤研究。据颇尔中国微电子事业部电子材料板块全国销售经理龚志华介绍,颇尔所生产的过滤器在半导体材料领域的应用已经超过了30年。

硅片、光刻胶、湿电子化学品以及研磨液方面的过滤是颇尔关注的重点方向。在这些不同的半导体材料当中,过滤器也承担着不一样的角色。
硅片的生产过程中,从长晶开始到最终的清洗流程,颇尔可提供包括BBU反吹系统、高效率研磨液过滤器、高精度气体过滤器以及高精度化学品过滤器在内的完整的解决方案,以保障硅片生产每一步的过滤需求。
图片在光刻胶方面,颇尔的颗粒过滤器和离子纯化器可以帮助去除光刻胶配方中所用原材料(比如溶剂,聚合物,树脂等)中的颗粒和金属离子,同时高精度的颗粒过滤器在光刻胶合成后还可进一步对颗粒过滤,以满足不同维度的过滤需求。

图片在湿电子化学品方面,颇尔拥有从微米级到最低2nm的PTFE产品,可以满足目前所有化学品生产所需要的精度。据介绍,颇尔大部分产品的PTFE膜原材料均出自于自有的制膜工厂,这也进一步保障了其产品质量。
图片在研磨液过滤方面,颇尔可以提供最低50nm精度的深层过滤产品以及膜式产品,这些过滤产品可以拦截研磨液生产过程中的大颗粒,降低LPC,减少芯片生产端的scratch等缺陷。颇尔希望能够通过提供更优的过滤精度,以保障电子材料的使用寿命。
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在不同材料方面的多年耕耘,颇尔的过滤方案也受到了市场的认可。据了解,到目前为止,颇尔的电子材料过滤器已占全球份额的40%。

颇尔电子材料过滤器在中国的布局

对于正在高速发展的中国半导体产业来说,半导体材料的发展也开始受到了产业的关注,并成为了国内半导体产业链发展的重点方向之一。在国家政策支持和业内人士的共同努力下,中国电子材料行业在近年来得到了蓬勃的发展,这也促进了国内对半导体材料过滤方案需求的增长。但摆在国内材料行业面前的事实是,国内所能提供过滤产品还处于起步阶段,相关的过滤解决方案也有待完善,因此,国内半导体材料产业要实现跨越式进步,需要解决半导体材料过滤这一挑战。

而要解决这一难题,首先就要了解市场的痛点。颇尔认为,随着工艺的不断演进,其所用到的半导体材料性能也在不断提高,因此,能够及时地提供完整的电子材料过滤方案,是当下半导体材料行业的痛点。为了解决这一痛点,颇尔每到2—3年便会对其半导体材料过滤产品进行升级,并推出与之相适应的完整解决方案。

除了及时性以外,“生产工艺、应用经验、原材料供应的安全和成本也是发展电子材料过滤器的关键”,龚志华补充道。站在国内半导体材料市场的角度看,国内相关厂商对于半导体材料过滤器供应商的选择,更取决于他们在这个行业中的经验。颇尔在这方面拥有长达30年的应用经验,可以帮助国内相关企业完善半导体材料发展体系。

为了及时满足本地厂商的需求,颇尔在中国成立了专门的电子材料过滤团队,包括销售团队和技术团队,来服务于国内半导体材料市场的发展。“考虑到国内客户的情况,颇尔选用了拥有十年以上半导体经验的人员组成了现在的电子材料团队”,龚志华介绍:“除此之外,颇尔还在国内建立了实验室,通过这些实验室也可以帮助客户进行应用实验,从而提供高效的、最佳的过滤解决方案。”

为了进一步促进国产化的发展,加强产业链的供应,颇尔还加入了中国电子材料行业协会,积极和本土客户建立互动。图片

在建立国内半导体材料产业链方面,颇尔也将其愿望落实到了实际行动——扩大生产以及将研磨液等过滤器转移到国内生产,是颇尔对于国内电子材料过滤器的布局。颇尔希望借此计划,公司能够助力中国半导体材料行业的发展,为国内半导体产业的进步添砖加瓦。

结语

随着国内半导体产业的发展,我们也逐渐挖掘出了藏在半导体细分领域背后的某些关键技术。而这些不曾被人们所关注的领域,或许对半导体产业的下一步发展更为重要。

在这种情况下,像颇尔一样在半导体产业细分领域当中的默默耕耘多年的企业,也在当今的半导体市场中,受到了市场的极大关注。

( 蒋思莹 半导体行业观察)

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