后摩爾時(shí)代，如何保障芯片制造高良率？
后摩爾時(shí)代，如何保障芯片制造高良率？
近日，世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)組織（WSTS）發(fā)布消息稱(chēng)，繼2021年取得26.2%的強(qiáng)勁增長(zhǎng)后，預(yù)計(jì)2022年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)增速放緩至4.4%，達(dá)到5800億美元。
WSTS預(yù)測(cè)，隨著通脹上升和終端市場(chǎng)需求減弱，尤其是那些受到消費(fèi)支出影響的半導(dǎo)體市場(chǎng)，增長(zhǎng)預(yù)期將降低，存儲(chǔ)半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模也將大幅減少。2023年半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將同比減少4.1%至5565億美元。
與之前的預(yù)期（同比增長(zhǎng)4.6%）相比，轉(zhuǎn)為時(shí)隔4年出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)。更早之前，WSTS預(yù)測(cè)今年半導(dǎo)體市場(chǎng)增長(zhǎng)16.3%，明年增長(zhǎng)5.1%。很顯然，半導(dǎo)體市場(chǎng)的萎縮進(jìn)一步超出了預(yù)期。
今年以來(lái)，半導(dǎo)體行業(yè)的外部環(huán)境和內(nèi)部條件都發(fā)生了深刻變化。一方面，全球宏觀經(jīng)濟(jì)進(jìn)入總量增速放緩的周期，在新冠疫情、通貨膨脹、地緣政治沖突等因素的影響下，全球經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)面臨較大壓力，消費(fèi)動(dòng)力不足；另一方面，半導(dǎo)體市場(chǎng)逐漸進(jìn)入下行行業(yè)周期，過(guò)去幾個(gè)季度的加速消費(fèi)，以及制造環(huán)節(jié)產(chǎn)能擴(kuò)充達(dá)到一定程度之后，行業(yè)進(jìn)入了整體供需逐漸平衡階段，部分環(huán)節(jié)進(jìn)入去庫(kù)存階段。在內(nèi)外雙重因素的疊加影響下，全球半導(dǎo)體市場(chǎng)不可避免地出現(xiàn)下滑。
面對(duì)市場(chǎng)的周期性變化與增長(zhǎng)動(dòng)力的轉(zhuǎn)換，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正在從過(guò)去幾年的高歌猛進(jìn)進(jìn)入理性調(diào)整階段。
其實(shí)，從另一個(gè)角度來(lái)看，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的景氣轉(zhuǎn)折之年，也是產(chǎn)業(yè)的調(diào)整蓄勢(shì)之年。面向短期的市場(chǎng)波動(dòng)與供應(yīng)需求的結(jié)構(gòu)性分化，頭部企業(yè)一邊優(yōu)化產(chǎn)品組合，一邊面向更長(zhǎng)的產(chǎn)業(yè)周期推進(jìn)產(chǎn)能布局。
SEMI全球副總裁、中國(guó)區(qū)總裁居龍表示，盡管面臨挑戰(zhàn)和不確定因素，但在各種智能應(yīng)用創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)下，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)仍將持續(xù)成長(zhǎng)，長(zhǎng)期預(yù)測(cè)在2030年將實(shí)現(xiàn)一萬(wàn)億美元的銷(xiāo)售額。
可見(jiàn)，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)仍是長(zhǎng)期發(fā)展的結(jié)構(gòu)性主線。全球各地區(qū)都在推出振興半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈發(fā)展的政策，啟動(dòng)新一輪全球供應(yīng)鏈重整，進(jìn)一步體現(xiàn)了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略性的價(jià)值。
與此同時(shí)，產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的創(chuàng)新步調(diào)并未放緩。
隨著芯片制造工藝不斷演進(jìn)，線寬越來(lái)越窄，對(duì)其所用到的半導(dǎo)體材料和設(shè)備性能也在不斷提高，制造商面臨著諸多新挑戰(zhàn)，如晶圓不平整或雜質(zhì)等瑕疵都將大大影響芯片生產(chǎn)良率。
不難理解，芯片作為當(dāng)前最精密的工業(yè)產(chǎn)品，其生產(chǎn)過(guò)程對(duì)于雜質(zhì)污染極其敏感，尤其是納米級(jí)的工藝制程，混入襯底的幾顆離子就能影響摻雜，改變芯片的電學(xué)特性，降低芯片的生產(chǎn)良率。
因此，半導(dǎo)體企業(yè)對(duì)生產(chǎn)環(huán)境以及機(jī)臺(tái)上所需材料的潔凈程度都提出了極高的要求。晶圓廠必須導(dǎo)入效能更強(qiáng)的過(guò)濾、純化產(chǎn)品，才能確保半導(dǎo)體晶圓不受污染，提升生產(chǎn)良率。其中，過(guò)濾器產(chǎn)品成為滿(mǎn)足市場(chǎng)和客戶(hù)需求的保障來(lái)源。過(guò)濾器可將污染物降至最低，避免芯片受到影響，確保機(jī)臺(tái)以峰值效率進(jìn)行工作。
伴隨產(chǎn)業(yè)的不斷升級(jí)和演進(jìn)，以過(guò)濾器為代表的這類(lèi)鮮被關(guān)注的領(lǐng)域開(kāi)始逐漸進(jìn)入人們的視線，愈發(fā)成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展中不可忽視的一環(huán)。
作為全球過(guò)濾、分離和純化方面的領(lǐng)軍企業(yè)，頗爾（Pall）在過(guò)去數(shù)十年間，一直致力于利用其領(lǐng)先技術(shù)來(lái)滿(mǎn)足微電子和半導(dǎo)體市場(chǎng)的客戶(hù)需求。
其中，氣體、光刻膠、濕電子化學(xué)品以及研磨液方面的過(guò)濾是頗爾關(guān)注的重點(diǎn)方向，可以應(yīng)用到整個(gè)半導(dǎo)體供應(yīng)鏈，覆蓋大硅片生產(chǎn)、晶圓制造和后道封裝中的各個(gè)工藝環(huán)節(jié)。
據(jù)介紹，半導(dǎo)體級(jí)的大宗氣體和特氣是薄膜沉積和刻蝕的關(guān)鍵原材料，頗爾的AresKleen?技術(shù)可處理2slpm到最高 1000slpm不同流速下的氣體純化，可達(dá)到亞ppb級(jí)性能。同時(shí)，頗爾還擁有PTFE、316L 不銹鋼、鎳和陶瓷介質(zhì)用于氣體過(guò)濾，可以過(guò)濾粒徑≥3nm (0.003 μm) 的半導(dǎo)體工藝氣體，應(yīng)用點(diǎn)位覆蓋集成氣體輸送系統(tǒng)和機(jī)臺(tái)終端。
光刻膠方面，頗爾的顆粒過(guò)濾器和離子純化器可以幫助去除光刻膠配方中所用原材料（比如溶劑，聚合物，樹(shù)脂等）中的顆粒和金屬離子，同時(shí)高精度的顆粒過(guò)濾器在光刻膠合成后還可進(jìn)一步對(duì)顆粒過(guò)濾，以滿(mǎn)足不同維度的過(guò)濾需求。
在濕電子化學(xué)品方面，頗爾擁有從微米級(jí)到最低2nm的PTFE產(chǎn)品，以及<1nm的HAPAS產(chǎn)品，可以滿(mǎn)足目前所有先進(jìn)工藝的化學(xué)品生產(chǎn)所需要精度，有效的去除化學(xué)品中的顆粒物和金屬離子。
在研磨液過(guò)濾方面，頗爾可以提供最低50nm精度的深層過(guò)濾產(chǎn)品以及各類(lèi)膜式過(guò)濾器產(chǎn)品，這些過(guò)濾產(chǎn)品可以攔截研磨液生產(chǎn)過(guò)程中的大顆粒，降低LPC，減少芯片生產(chǎn)端的scratch等缺陷。頗爾希望能夠通過(guò)提供更優(yōu)的過(guò)濾精度，以保障電子材料的使用壽命，降低電子材料本身特性帶來(lái)的不良影響。
此外，對(duì)于半導(dǎo)體設(shè)備本身來(lái)說(shuō)，化學(xué)品對(duì)設(shè)備的侵蝕同樣也需要過(guò)濾器來(lái)保障其使用壽命。其中，清洗設(shè)備、涂膠顯影設(shè)備、刻蝕設(shè)備以及化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備等都是頗爾關(guān)注的重點(diǎn)領(lǐng)域。在這些不同的半導(dǎo)體設(shè)備當(dāng)中，過(guò)濾器均承擔(dān)著越來(lái)越重要的角色。
能夠看到，頗爾在半導(dǎo)體市場(chǎng)的業(yè)務(wù)覆蓋了芯片制造的各個(gè)關(guān)鍵工藝，頗爾的過(guò)濾、純化和分離解決方案可用于涵蓋各類(lèi)半導(dǎo)體制造過(guò)程中用到的化學(xué)品、氣體、水、研磨液和光阻等各類(lèi)工藝消耗品，以實(shí)現(xiàn)功能、質(zhì)量、節(jié)省成本和提高生產(chǎn)效率等方面的需求。
經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，半導(dǎo)體已經(jīng)成為全球化程度最高的產(chǎn)業(yè)之一，構(gòu)建了分工明確、高度專(zhuān)業(yè)、富有韌性，基于全球分工合作的產(chǎn)業(yè)體系。
縱觀全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程，目前中國(guó)大陸正處于新一輪快速崛起的進(jìn)程中，已成為全球最重要的半導(dǎo)體應(yīng)用和消費(fèi)市場(chǎng)之一。再加上當(dāng)前中國(guó)半導(dǎo)體國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程逐漸起航，在政策支持和全球市場(chǎng)格局改善趨勢(shì)下，中國(guó)半導(dǎo)體供應(yīng)鏈逐步完善，在各自?xún)?yōu)勢(shì)環(huán)節(jié)逐漸突破?？芍^潛力巨大。
長(zhǎng)期以來(lái)，頗爾一直把中國(guó)市場(chǎng)作為最重要的市場(chǎng)持續(xù)耕耘。為了契合中國(guó)半導(dǎo)體發(fā)展趨勢(shì)，也為了貼近國(guó)內(nèi)本土客戶(hù)應(yīng)用需求，頗爾繼續(xù)在中國(guó)加大投入力度，設(shè)立研發(fā)中心和生產(chǎn)基地，在中國(guó)進(jìn)行生產(chǎn)、制造、研發(fā)，利用中國(guó)的供應(yīng)鏈和人才基礎(chǔ)賦能行業(yè)客戶(hù)，旨在解決客戶(hù)在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)于半導(dǎo)體氣體、化學(xué)品過(guò)濾的新需求，并保障供應(yīng)鏈穩(wěn)定。
頗爾北京工廠即將投產(chǎn)
當(dāng)前，頗爾中國(guó)積極推進(jìn)北京亦莊園區(qū)內(nèi)的工廠轉(zhuǎn)廠項(xiàng)目，相關(guān)產(chǎn)品將于2022年12月開(kāi)始陸續(xù)投入市場(chǎng)。頗爾北京工廠負(fù)責(zé)人謝可表示：北京工廠作為Pall在中國(guó)唯一的制造廠，定位為氣體產(chǎn)品制造中心和熔噴產(chǎn)品制造中心，以卓越的交貨及質(zhì)量表現(xiàn)為Pall的中國(guó)，亞洲，及歐洲市場(chǎng)提供高性?xún)r(jià)比和富有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品，包括氣體過(guò)濾器，熔噴濾芯，單芯及多芯不銹鋼罐體，纖維濾芯等。本土化制造將強(qiáng)化Pall在變化動(dòng)蕩的國(guó)際形勢(shì)下的供應(yīng)鏈韌度，提供更快的交貨，更好的質(zhì)量，并使產(chǎn)品更加貼和本土客戶(hù)的需求，服務(wù)更靈活，更及時(shí)。其中：
Profile II熔噴濾芯，覆蓋0.3um及以上精度范圍，廣泛應(yīng)用于CMP 研磨液過(guò)濾，可有效去除Oxide、W和Copper CMP 研磨液中的團(tuán)聚顆粒和凝膠，同時(shí)不影響研磨液顆粒分布。
Profile II熔噴濾芯
聚砜膜式濾芯，高度不對(duì)稱(chēng)聚砜膜具有廣泛的化學(xué)兼容性，濾膜為親水膜，無(wú)需預(yù)濕過(guò)濾器，可兼容 HF1,2、BOE、TMAH 和其他常用的清潔和蝕刻槽化學(xué)品。
聚砜膜式濾芯
氣體過(guò)濾器，配備PTFE、鎳或不銹鋼過(guò)濾介質(zhì)，設(shè)計(jì)用于過(guò)濾 ≥ 3 納米 (0.003 μm)的工藝氣體，可適用于不同溫度、流量下的不同點(diǎn)位的各種反應(yīng)氣體、CDA過(guò)濾。其中頂部安裝式過(guò)濾器組件非常適合用于集成氣體輸送系統(tǒng)，并且易于在安裝基板上進(jìn)行檢修和更換。該組件可在高達(dá) 100 slpm 流速下工作，可用于多種接口，包括通過(guò) C 型密封和 W 型密封連接的接口。
氣體過(guò)濾器
據(jù)介紹，頗爾研發(fā)和生產(chǎn)的化學(xué)過(guò)濾和純化產(chǎn)品，都是基于幾十年來(lái)為半導(dǎo)體和相關(guān)行業(yè)服務(wù)的經(jīng)驗(yàn)。頗爾北京工廠也始終踐行這一目標(biāo)，其轉(zhuǎn)廠產(chǎn)品在材料、工藝、質(zhì)量和性能上都完全對(duì)標(biāo)頗爾全球的高標(biāo)準(zhǔn)。
頗爾北京工廠生產(chǎn)的電子級(jí) (E-Grade) 高純度化學(xué)過(guò)濾器是在潔凈室環(huán)境下進(jìn)行生產(chǎn)和組裝的，所有采用的材料都必須滿(mǎn)足嚴(yán)格的質(zhì)量控制要求。每臺(tái) E-Grade過(guò)濾器都在多個(gè)生產(chǎn)階段進(jìn)行檢查，并進(jìn)行100%最終完整性測(cè)試，從而確保產(chǎn)品的一致性以及各個(gè)生產(chǎn)批次之間的再現(xiàn)性，在顆粒截留率、滲透性、純度和耐用性等各個(gè)方面為客戶(hù)提供最佳的過(guò)濾體驗(yàn)。
隨著中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，頗爾正在加快在這一領(lǐng)域的投資以協(xié)同用戶(hù)的步伐。頗爾微電子中國(guó)區(qū)經(jīng)理李濤Lydia曾表示：“與中國(guó)半導(dǎo)體客戶(hù)共享全球科技、助力智慧中國(guó)，是頗爾的愿景和使命。頗爾有著在全球先進(jìn)的技術(shù)能力以及半導(dǎo)體行業(yè)的流體過(guò)濾，純化和分離應(yīng)用中積累的深厚經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)北京工廠有著強(qiáng)大的生產(chǎn)能力，結(jié)合中國(guó)本土完善的供應(yīng)鏈優(yōu)勢(shì)，頗爾微電子研發(fā)部與本土化的制造可以更好將頗爾的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)，加快中國(guó)本土新產(chǎn)品研發(fā)的速度，更好的滿(mǎn)足中國(guó)客戶(hù)的需求?！?/p>
同時(shí)，中國(guó)本土化制造還將強(qiáng)化頗爾在變化動(dòng)蕩的國(guó)際形勢(shì)下的供應(yīng)鏈韌度，提供更好的產(chǎn)品質(zhì)量以及更快的交期。
提供全方位的本土化服務(wù)
此外，頗爾設(shè)立的中國(guó)工業(yè)創(chuàng)新中心以及專(zhuān)業(yè)化的本土技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)（SLS），更是為微電子領(lǐng)域客戶(hù)提供了“戰(zhàn)略合作”、“技術(shù)咨詢(xún)”、“培訓(xùn)交流”等全方位的本土服務(wù)。包括：
行業(yè)經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)支持人員
給客戶(hù)提供售前售后等相關(guān)技術(shù)培訓(xùn)
配合客戶(hù)完善Litho-光刻，WET-濕法工藝, CMP化學(xué)機(jī)械研磨, 電子原材料等各個(gè)工藝階段和領(lǐng)域的過(guò)濾、分離、純化方案
專(zhuān)業(yè)的科學(xué)技術(shù)服務(wù)實(shí)驗(yàn)室
提供過(guò)濾相關(guān)分析service和產(chǎn)品性能評(píng)價(jià)
除了出色的產(chǎn)品外，頗爾竭力滿(mǎn)足客戶(hù)多樣化的需求。未來(lái)，伴隨中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，頗爾計(jì)劃將更多的過(guò)濾產(chǎn)品轉(zhuǎn)移到北京工廠進(jìn)行生產(chǎn)，通過(guò)豐富的產(chǎn)品組合、優(yōu)異的產(chǎn)品性能以及全面的增值服務(wù)，給中國(guó)市場(chǎng)和客戶(hù)的快速發(fā)展提供助力，為國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步添磚加瓦。
有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，頗爾微電子業(yè)務(wù)過(guò)去5年在中國(guó)的年平均增長(zhǎng)率超過(guò)20%?？梢?jiàn)，在頗爾為國(guó)內(nèi)企業(yè)助力的同時(shí)，中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的成長(zhǎng)也為頗爾帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)會(huì)。
綜合來(lái)看，除了半導(dǎo)體制造中必不可少的材料和設(shè)備等關(guān)鍵產(chǎn)品之外，藏在半導(dǎo)體細(xì)分領(lǐng)域背后的一些關(guān)鍵技術(shù)也正在發(fā)揮著重要的作用。
以去除雜質(zhì)，提高純度，保障芯片制造的每個(gè)環(huán)節(jié)加工良率為代表的過(guò)濾器，愈發(fā)成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展中不可忽視的關(guān)鍵一環(huán)。
頗爾作為該領(lǐng)域佼佼者，在中國(guó)歷經(jīng)二十多年的發(fā)展，技術(shù)方案已全面覆蓋半導(dǎo)體設(shè)備與制造工藝過(guò)程中的化學(xué)品，氣體，水，研磨液和光阻等各類(lèi)工藝環(huán)節(jié)，為半導(dǎo)體生產(chǎn)客戶(hù)提供優(yōu)質(zhì)的過(guò)濾，純化和分離完整解決方案，以提升制造工藝、提高良品率及降低生產(chǎn)成本。
尤其是在當(dāng)前全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的雙重疊周期下，中國(guó)市場(chǎng)的多元化戰(zhàn)略布局，將有力改善當(dāng)前市場(chǎng)的不利局面。頗爾將積極貫徹本土重點(diǎn)客戶(hù)共贏發(fā)展方針，順應(yīng)本土化需求，穩(wěn)定供應(yīng)鏈條，增強(qiáng)客戶(hù)信心，通過(guò)多元化深度合作與布局，在一系列舉措中追尋更大的發(fā)展機(jī)遇。
在此過(guò)程中，頗爾也將繼續(xù)推進(jìn)和實(shí)現(xiàn)更多的本土技術(shù)及研發(fā)支持，滿(mǎn)足本土化解決方案，研發(fā)、驗(yàn)證、檢驗(yàn)需求，為更多本土半導(dǎo)體生產(chǎn)企業(yè)提供頗爾專(zhuān)業(yè)的應(yīng)用技術(shù)交流與培訓(xùn)，協(xié)助本土技術(shù)攻堅(jiān)，助力中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的騰飛。
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