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，繼2021年取得26.2%的強(qiáng)勁增長后，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4.6%）相比，轉(zhuǎn)為時(shí)隔4年出現(xiàn)負(fù)增長。更早之前，WSTS預(yù)測(cè)今年半導(dǎo)體市場(chǎng)增長16.3%，明年增長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，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動(dòng)力的轉(zhuǎn)換，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正在從過去幾年的高歌猛進(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，一邊面向更長的產(chǎn)業(yè)周期推進(jìn)產(chǎn)能布局。

SEMI全球副總裁、中國區(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，長期預(yù)測(cè)在2030年將實(shí)現(xiàn)一萬億美元的銷售額。

可見，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)仍是長期發(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，過濾器產(chǎn)品成為滿足市場(chǎng)和客戶需求的保障來源。過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)，以過濾器為代表的這類鮮被關(guān)注的領(lǐng)域開始逐漸進(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)。

作為全球過濾、分離和純化方面的領(lǐng)軍企業(yè)，頗爾（Pall）在過去數(shù)十年間，一直致力于利用其領(lǐng)先技術(shù)來滿足微電子和半導(dǎo)體市場(chǎng)的客戶需求。

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)用于氣體過濾，可以過濾粒徑≥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，樹脂等）中的顆粒和金屬離子，同時(shí)高精度的顆粒過濾器在光刻膠合成后還可進(jìn)一步對(duì)顆粒過濾，以滿足不同維度的過濾需求。

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。

在研磨液過濾方面，頗爾可以提供最低50nm精度的深層過濾產(chǎn)品以及各類膜式過濾器產(chǎn)品，這些過濾產(chǎn)品可以攔截研磨液生產(chǎn)過程中的大顆粒，降低LPC，減少芯片生產(chǎn)端的scratch等缺陷。頗爾希望能夠通過提供更優(yōu)的過濾精度，以保障電子材料的使用壽命，降低電子材料本身特性帶來的不良影響。

此外，對(duì)于半導(dǎo)體設(shè)備本身來說，化學(xué)品對(duì)設(shè)備的侵蝕同樣也需要過濾器來保障其使用壽命。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，過濾器均承擔(dān)著越來越重要的角色。

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，頗爾的過濾、純化和分離解決方案可用于涵蓋各類半導(dǎo)體制造過程中用到的化學(xué)品、氣體、水、研磨液和光阻等各類工藝消耗品，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)前中國半導(dǎo)體國產(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，中國半導(dǎo)體供應(yīng)鏈逐步完善，在各自優(yōu)勢(shì)環(huán)節(jié)逐漸突破?？芍^潛力巨大。

長期以來，頗爾一直把中國市場(chǎng)作為最重要的市場(chǎng)持續(xù)耕耘。為了契合中國半導(dǎo)體發(fā)展趨勢(shì)，也為了貼近國內(nèi)本土客戶應(yīng)用需求，頗爾繼續(xù)在中國加大投入力度，設(shè)立研發(fā)中心和生產(chǎn)基地，在中國進(jìn)行生產(chǎn)、制造、研發(fā)，利用中國的供應(yīng)鏈和人才基礎(chǔ)賦能行業(yè)客戶，旨在解決客戶在生產(chǎn)過程中對(duì)于半導(dǎo)體氣體、化學(xué)品過濾的新需求，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，亞洲，及歐洲市場(chǎng)提供高性價(jià)比和富有競(jìng)爭力的產(chǎn)品，包括氣體過濾器，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)稱聚砜膜具有廣泛的化學(xué)兼容性，濾膜為親水膜，無需預(yù)濕過濾器，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

氣體過濾器，配備PTFE、鎳或不銹鋼過濾介質(zhì)，設(shè)計(jì)用于過濾 ≥ 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過濾。其中頂部安裝式過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 C 型密封和 W 型密封連接的接口。

                                                                                                                                                   氣體過濾器

據(jù)介紹，頗爾研發(fā)和生產(chǎn)的化學(xué)過濾和純化產(chǎn)品，都是基于幾十年來為半導(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足嚴(yán)格的質(zhì)量控制要求。每臺(tái) E-Grade過濾器都在多個(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)方面為客戶提供最佳的過濾體驗(yàn)。

隨著中國半導(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)同用戶的步伐。頗爾微電子中國區(qū)經(jīng)理李濤Lydia曾表示：“與中國半導(dǎo)體客戶共享全球科技、助力智慧中國，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，加快中國本土新產(chǎn)品研發(fā)的速度，更好的滿足中國客戶的需求?！?/p>

同時(shí)，中國本土化制造還將強(qiáng)化頗爾在變化動(dòng)蕩的國際形勢(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)立的中國工業(yè)創(chuàng)新中心以及專業(yè)化的本土技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)（SLS），更是為微電子領(lǐng)域客戶提供了“戰(zhàn)略合作”、“技術(shù)咨詢”、“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

給客戶提供售前售后等相關(guān)技術(shù)培訓(xùn)

配合客戶完善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)域的過濾、分離、純化方案

專業(yè)的科學(xué)技術(shù)服務(wù)實(shí)驗(yàn)室

提供過濾相關(guān)分析service和產(chǎn)品性能評(píng)價(jià)

除了出色的產(chǎn)品外，頗爾竭力滿足客戶多樣化的需求。未來，伴隨中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，頗爾計(jì)劃將更多的過濾產(chǎn)品轉(zhuǎn)移到北京工廠進(jìn)行生產(chǎn)，通過豐富的產(chǎn)品組合、優(yōu)異的產(chǎn)品性能以及全面的增值服務(wù)，給中國市場(chǎng)和客戶的快速發(fā)展提供助力，為國內(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)過去5年在中國的年平均增長率超過20%。可見，在頗爾為國內(nèi)企業(yè)助力的同時(shí)，中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的成長也為頗爾帶來了新的發(fā)展機(jī)會(huì)。

綜合來看，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)備與制造工藝過程中的化學(xué)品，氣體，水，研磨液和光阻等各類工藝環(huán)節(jié)，為半導(dǎo)體生產(chǎn)客戶提供優(yōu)質(zhì)的過濾，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)客戶信心，通過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)，助力中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的騰飛。

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