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    面對越來越苛刻的外部環境,芯片配套國產化之路將如何實現?

    [作者:江蘇瑞能] [日期:20-08-15]
    1. 國產替代將成為接下來幾年資本等市場的主要話題。

    這兩年中國什么行業最火?要我說半導體行業當之無愧“話題王”,中興事件后,美國又指向華為!而且不斷加碼制裁中國科技企業,我們很多人稱為“科技戰”,這里面最主要原因就是中國半導體“缺芯少魂”,據小編根據此前數據統計得知,2019年中國半導體進口額首超3000億美元,逆差超2000億美元。2020年半導體集成電路產品仍是中國單一最大進口商品。如果說客戶就是上帝,那么我們就應該是上帝!半導體產品既是”需求”,也是”軟肋”,所以我們挺不起來!未來,人工智能,5G,物聯網等科技產品發展,都離不開半導體芯片。認識到這個問題后,發展國產半導體產業就是重中之重!所以我能肯定的是,半導體行業不僅會是當下“話題王”,還會是“投資王”,這就是我們這兩年看到的,半導體項目如春筍般拔地而起原因,國產替代將成為接下來幾年資本等市場的主要話題。


    2. 半導體材料有多重要?

    EDA、材料、設備并稱為半導體集成電路的三大基礎,我們今天主要就聊聊半導體材料這塊!半導體材料是半導體產業的基石,在集成電路芯片制造過程中,每一個步驟都需要用到相應的材料,如光刻過程需要用的光刻膠、掩膜版,硅片清洗過程需要用的各種濕化學品,化學機械平坦化過程需要用的拋光液和拋光墊等,都屬于半導體材料。


    半導體材料有多重要?舉個例子,在2019年7月日本對韓國限制三種半導體材料“氟聚酰亞胺”、“光刻膠”和“高純度氟化氫”出口之后,也曾陷入恐慌狀態。足以可見,半導體生產工序中任何一種材料的缺失都是難以承受的。

    3. 以半導體材料濕電子化學品為例:

    2018年,全球濕電子化學品整體市場規模約52.65億美元,應用量達到307萬噸,其中,半導體市場應用量約132萬噸。預計到2020年,全球濕電子化學品整體市場規模將達到58.50億美元,應用量達到388萬噸,復合增長率約12.42%。

    表1 我國濕電子化學品生產量


    表2 我國濕電子化學品需求量


    濕電子化學品指為微電子、光電子濕法工藝(主要包括濕法刻蝕、清洗、顯影、互聯等)制程中使用的各種電子化工材料。濕電子化學品按用途可分為通用化學品 (又稱超凈高純試劑)和功能性化學品(以光刻膠配套試劑為代表)。半導體對濕電子化學品的微量金屬雜質含量、顆粒粒徑和數量、陰離子雜質含量等方面有嚴格要求。根據SEMI標準,應用于半導體領域的濕電子化學品集中在SEMI G3、G4水平,且集成電路線寬越窄,所需標準越高 (表3)。

    表3 濕電子化學品SEMI標準等級


    基本要求是超凈高純,運輸和包裝容器顯得尤為重要。


    有害金屬離子含量要求已從10-6→10-9→10-12發展。對處理設備及材質,對容器和環境都有較高要求且會提高成本。濕電子化學品大多屬于易燃、易爆、強腐蝕的危險品。包裝容器的材質必須首先耐腐蝕,其次不能有顆粒及金屬雜質的溶出。目前最廣泛使用的材料是高密度聚乙烯(HDPE)、四氟乙烯和氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)。


    那么如何選擇一個優秀的PTFE/PFA襯里可靠供應商

    在國產半導體行業發展的前期及中期,襯里ISO-tank及襯里儲槽的主流供應商基本上都以日韓系企業為主。但是在芯片國產化的大趨勢下,其配套原材料和設備均要做好充足的準備,響應步伐。我國濕電子化學品在這幾年里面厚積薄發,其品質也得到了行業內的一致認可,對于與化學品配套的襯里設備,也將隨著國產化的腳步一起前行,因為上述幾家傳統外來襯里廠家往往代表著高成本和高運行費用,而隨著近幾年國產襯里廠商的后期發力及業績認可,優秀的國產襯里廠商也漸漸的走上了這個高品質舞臺。


    在這里,小編就為大家引出一家在這個舞臺上“越戰越勇”的國產優秀廠商。

    江蘇瑞能防腐設備有限公司成立于1994年,經過20多年的發展及執著拼搏已經在高純化學品、半導體領域取得一席之位。2014年,該公司正式轉型進入高純化學品及半導體領域,隨機進行了潔凈廠區的改造及升級,同時也聘請了日、韓兩國半導體領域內資深內襯專家為公司技術進行升級革新。正所謂集百家之長,為襯里產品提高核心競爭力。

    該公司有著完整的潔凈循環生產廠房,對控制PTFE/PFA襯里設備的顆粒度及金屬離子量起著極為關鍵的作用。據該公司人員介紹,他們的循環生產區域由1600㎡的一號潔凈車間及2800㎡的2號潔凈車間組成,同時還擁有多臺高級別移動cleanroom機動作業,如此配置在眾多PTFE/PFA襯里廠商中實屬少見。也更體現了該公司為國產半導體崛起而協作的決心。據小編知悉,該公司正在規劃建設有著國際知名認證公司認證的萬級三號潔凈車間,為適應越來越高的潔凈度要求。下圖為該公司的潔凈廠區架構示意圖:


    潔凈廠區架構示意圖

    該公司一號潔凈車間

    該公司二號車間

    據該公司負責人介紹,一號潔凈車間為10萬級,主要為精細化工、光伏及面板行業PTFE/PFA襯里設備施工制作車間,其潔凈度保證已遠遠超出行業內要求。二號潔凈車間為一萬級,該車間主要用于制作半導體級別及超純電子化學品襯里PTFE/PFA設備,結合該公司超純水及超純氮氣系統可以將襯里設備潔凈度控制在10PPT以下,據小編了解國產內襯廠家能將潔凈度控制的如此之高且有實際業績的廠家寥寥無幾。芯片國產化之路,離不開工匠精神和好的質量意識,期待這家公司能夠越做越好。


    該公司自進入半導體及高純化學品行業以來,已經與多家行業內知名企業達成合作,如化學品行業內的“聯仕化學”、“江化微”、“興發集團”、“多氟多”等優秀電子化學品廠家;在光伏及顯示行業已與“信利國際”、“通威光電”、“華佳彩”、“東旭光電”等知名企業達成合作;在半導體領域,江蘇瑞能也在不斷積累前行,目前已與“格羅方德”、“燕東微電子”、“三星電子”、“華虹半導體”取得合作。為中國超純事業及半導體領域提供了一批批高質量且極具性價比的襯里設備。


    電子化學品與PTFE/PFA襯里設備是一個半導體工廠化學品端最重要的兩個環節,二者同樣也是相輔相成的關系。因為在化學品公司制造高純度化學品的過程中就離不開好的PTFE/PFA襯里設備作為生產設備,而生產結束之后成品化學品的儲存也需要大容積的PTFE/PFA襯里儲槽進行存儲。而后續的化學品運輸及到達半導體工廠的儲存、應用、回收等工序同樣都是要依托高純度的PTFE/PFA襯里設備進行配合生產。打個比方說,PTFE/PFA襯里設備就像一座連接著化學品工廠和半導體工廠的介質橋梁。其自身的潔凈度要求也影響著在這座橋梁上傳輸的化學品的最終潔凈度。因此,PTFE/PFA襯里設備雖不為廣大人所知,卻也在半導體領域中扮演者及其重要的角色。


    下面小編就為大家簡單的介紹一下PTFE/PFA襯里設備的幾個類別,首先介紹的是運輸化學品的襯里ISO-tank,也就是我們通常所說的移動槽車,它的任務就是安全高效的將化學品從化學品公司運輸到半導體工廠化學品庫區。





    然后還有就是化學品生產工廠在生產過程中所使用的襯里混合儲槽、襯里反應器、襯里過濾器等一系列生產設備。


    上面就是PTFE/PFA襯里設備的一些簡單歸類介紹,普通的容器類設備雖看起來不起眼,但卻多年被國外類企業占據著市場優勢,其實就是一個字的要求“凈”。傳統國內襯里行業追求的僅僅是耐腐蝕不泄露,卻忽略了高純及半導體領域的特殊性,小編從其他資料中摘錄出一段高純電子化學品的簡述,想必大家看完就會明白“凈”字的含義了。

    相信大家看完上文摘錄,即可明白高純電子化學品于普通化學品的區別就在于其潔凈度的區別,也就是對于顆粒雜質與金屬離子要求極其苛刻,所以對于化學品生產、運輸、儲存的PTFE/PFA襯里設備的要求也是極其嚴格的。


    雄關漫漫征如鐵,而今邁步重頭越。國產芯片及半導體領域的發展,任重而道遠。面對越來越苛刻的外部環境,我們也希望有越來越多像瑞能這樣的企業加入到國產芯片發展的這個大陣營之中。遙想當年的“兩彈一星”,也是在重重阻擾之下發展起來的。所以對于國產芯片,讓我們都帶著一顆中國“芯”拭目以待吧。

    江蘇瑞能防腐設備有限公司是四氟高性能滾涂、噴涂設備,新型襯四氟防腐設備、移動儲罐、化工設備、管道件內襯聚四氟乙稀、PFA、ECTFE等材料生產廠家。

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