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1%良率提升可多赚1.5亿美元,半导体材料重要性凸显

第一财经 2019-11-15 10:19:31 听新闻

污染物的控制仍然是提高半导体性能的最大挑战之一。对于尖端的逻辑晶圆厂而言,1%的良率提升意味着1.5亿美元的净利润。

“中国是我们全球近年来增速最快的地区,即使在全球半导体行业不景气的情况下,中国市场仍增长明显。”半导体材料厂商Entegris(应特格)执行副总裁及首席运营官Todd Edlund近日接受第一财经等记者采访时表示,未来将在中国不断加强投资,根植中国的半导体行业。

近日,Entegris在上海的中国技术中心正式落成运营,将能够更快响应中国客户的分析和应用需求。Todd告诉记者,“在没有建立中国技术中心之前,如果我们想对化学品、过滤器进行测试,要运到国外的技术中心,等出了结果后再带回给中国客户,这往往要耗费几周时间,但该技术中心建立后,这项工作的完成可以按天来计算,而不再是按周算。”

Entegris是为半导体和其他高科技行业提供特殊化学品和先进材料解决方案的企业。半导体材料主要应用于晶圆制造与芯片封装环节,是制约良率的关键因素之一。

材料重要性凸显

半导体制造涉及数百个高度复杂和敏感的制造步骤。从晶圆裸片到芯片成品,中间需要经过氧化、溅镀、光刻、刻蚀、离子注入以及封装等上百道特殊的工艺步骤。Entegris通过提供工艺步骤中使用的特种材料和化学品为半导体生态系统服务,提供广泛的产品来监控、保护、运输和交付这些关键工艺材料,并在整个制造过程中提供净化液体化学和气体的系统制造过程。

随着晶圆技术的进步,污染物的控制仍然是提高半导体性能的最大挑战之一。Todd指出,从28纳米到7纳米的逻辑芯片,金属杂质的密度已经下降了1000%,对于晶圆致命颗粒的尺寸也缩小了近400%。

“一旦污染控制不好,良率就很难提升。其中包括干净的化学品从原材料变成成品化学品,到把它发货给客户,用于晶圆生产整个过程。对于原材料供应链来说,往往从起点到终点,到用户使用,时间跨度几个月甚至跨大陆,所以链条比较长,就会导致发生污染的机会变得尤其多。”Entegris高级副总裁及首席技术官Jim O’Neill告诉第一财经记者。

而对于半导体制造商而言,良率九成和九五成相差巨大。Todd表示,对于3D NAND晶圆厂而言,1%的良率提高可能意味着每年1.1亿美元的净利润;而对于尖端的逻辑晶圆厂而言,1%的良率提升意味着1.5亿美元的净利润。“小的缺陷会造成良率损失,哪怕很小的缺陷,影响的不只是良率,还会影响可靠度。以汽车行业为例,自动驾驶的车辆对于可靠度的要求是史无前例的。”

方正证券一份研报指出,从行业竞争格局看,全球半导体材料产业依然由日、美、韩、德等国家占据绝对主导,国产半导体材料的销售规模占全球比重不到5%,从整体技术水平和销售规模来看,国产半导体材料产业和海外化工及材料龙头仍存在较大差距。

中国也在发展自己的半导体材料行业,半导体材料和设备也将是国家集成电路产业投资基金二期支持的重点。对于中国半导体材料行业的发展,Jim认为,最重要的一个挑战是工程材料,“尤其是对高性能的材料、高纯度的材料还有缺陷的控制,这几个技术问题不解决,半导体整个产业链也发展不起来。当然最关键还是人才,有技能的人才太重要了。”

扎根中国

半导体产业正向中国大陆转移,也吸引着Entegris等外企加大在华投资。

此次上海的技术中心配备了四大实验室:微污染物控制应用实验室、先进材料处理应用实验室、表面处理和集成应用(SPI)实验室、分析和计量实验室。据记者了解,该技术中心的检测标准与其他海外标准一致,采购的设备基本都是最先进的。

在提到为何落户上海时,Todd指出,上海有中国最先进的半导体制造业,而且上海地区客户数量,包括有决策能力的客户数量以及客户部署工程的能力也是最强的。而上海半导体行业的人才储备也是该公司最为看重的。

Todd告诉记者,Entegris两三年以前就在制定本地化策略,旨在提高项目实施的速度,可以更好地满足客户需求的速度。以故障分析为例,中国技术中心成立后,故障分析从三个月缩短为两周。

Entegris在2018年度财报中表示,可能刺激行业增长的一个因素便是中国半导体产业的持续发展。近年来,中国开始建造的晶圆厂达到历史新高,该公司预计中国半导体行业的大量投资将继续,预计未来几年,包括本地和跨国公司将创建超过10个新的晶圆厂项目。

财报中还提到,除了新建产线,中国现有的晶圆厂也正致力于快速提升其制造最新一代先进制程产品的能力。

根据SEMI(国际半导体产业协会)数据,预计2017年到2020年间,全球投产的晶圆厂约62座,其中26座位于中国,占全球总数的42%。整个产业的扩张无疑将增加对上游材料产品的需求。

责编:宁佳彦

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半导体材料

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