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在對半導(dǎo)體工藝和良率的極致追求中,特種化學(xué)和先進材料公司Entegris的價值越發(fā)凸顯

2019/03/25
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“現(xiàn)在的大數(shù)據(jù)、人工智能、IoT,其核心都是數(shù)字化,帶來對更高運算力以及更高存儲力的需求。這些都是對芯片的需求,而伴隨芯片工藝發(fā)展的,是工藝材料上發(fā)生了很多變化,早期芯片可能只用到 4、5 種材料,現(xiàn)在發(fā)展到要用到 40 到 50 種材料?!苯赵?SEMICON China 2019 展會期間接受與非網(wǎng)記者采訪時,業(yè)界領(lǐng)先的特種化學(xué)及先進材料解決方案公司 Entegris 先進技術(shù)合作總監(jiān)陳柏嘉如是說。

這里陳柏嘉提到了工業(yè) 4.0 時代的兩大技術(shù)方向,即數(shù)字化轉(zhuǎn)型和材料科學(xué)。其中數(shù)字化過程中伴隨處理器算力的提升,以及對存儲容量的需求,需要邊緣節(jié)點運算,整個集成電路的架構(gòu)也會因此改變。而材料科學(xué)方面,不斷研發(fā)出來的新材料包括納米材料等滿足制造業(yè)的需求。

Entegris 先進技術(shù)合作總監(jiān)陳柏嘉


前者數(shù)字化轉(zhuǎn)型帶來芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,可視為 Entegris 所服務(wù)的市場,這一市場需求的增長意味著 Entegris 的發(fā)展空間;而后者材料科學(xué)則是 Entegris 特長和優(yōu)勢所在,是他們的產(chǎn)品和技術(shù)方向。

作為 1966 年成立,迄今已經(jīng)有 50 多年歷史的老牌科技企業(yè),Entegris 在三個領(lǐng)域有深厚的技術(shù)積累和明顯的行業(yè)競爭力,包括微污染控制,即氣體跟液體的關(guān)鍵材料,CMP 后晶圓清洗,以及先進材料方面。

技術(shù)+服務(wù),Entegris 的生意經(jīng)
上面陳柏嘉提到的,芯片制造工藝中材料的多樣性還在不斷增加,而這帶來的一個結(jié)果是在芯片制造過程中,材料的純度控制越來越具挑戰(zhàn)性。

陳柏嘉解釋,這里提到的材料既包括前道工序涉及到的硅、鍺、氮、鎵等芯片制造材料,也包括后道工序中用到的銅、鈷、釕等導(dǎo)電材料。

隨工藝演進到 28nm 以下,傳統(tǒng)摻雜的制造工藝已經(jīng)過時,現(xiàn)在只能通過一層一層的材料生長來實現(xiàn)。先進工藝污染物控制的難度不斷提升,除了先進材料的導(dǎo)入,還需要檢測方法和配方上的配合;而針對成熟工藝,也面臨不斷提升良率、降低成本的挑戰(zhàn)。在陳柏嘉看來,這些都是 Entegris 公司的優(yōu)勢所在?!拔覀冊谛酒圃祛I(lǐng)域投入了很大心力?!?/p>

其中,針對先進制程,Entegris 公司最重視的是研發(fā),包括開發(fā)新的材料、新的方法,“Entegris 公司每年投入到研發(fā)中的經(jīng)費占營收的 8%,在所有技術(shù)為主導(dǎo)的公司中也是很高的比例了;另外,我們也積極的跟學(xué)校的老師合作,在美國、中國臺灣都有一些大學(xué)教授跟我們一起開發(fā)很前端的材料,我們也希望在大陸可以找到一些教授,跟我們一起來開發(fā),目前我們正在跟復(fù)旦大學(xué)、華東理工以及同濟大學(xué)的微電子系和材料科學(xué)系積極溝通,希望以后可以共同合作一些項目,這將是很先進的方向?!?/p>

針對成熟工藝,陳柏嘉強調(diào),Entegris 公司更關(guān)注在如何降低成本方面?!皩ξ覀儊碇v,重點是如何精進我們的制造技術(shù),用比較低的成本去制造出相同質(zhì)量的產(chǎn)品;同時我們也在精進整個產(chǎn)業(yè)鏈的管理,因為我們的原材料,很多都是來自于供應(yīng)鏈。要找到更適合的來源,并做好純化的動作。”
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在技術(shù)投入之外,客戶服務(wù)同樣重要。這里陳柏嘉指出,Entegris 非常看重服務(wù)的全球化,“我們希望可以更接近客戶,因為在先進制程當(dāng)中,跟客戶合作是必要的??蛻粼谀睦?,我們就要到哪里,可以快速得到客戶反饋,了解客戶遇到的挑戰(zhàn)和他們的需求。我們必須要在現(xiàn)場,每天跟他們溝通,然后一起討論解決問題?!?/p>

對此,陳柏嘉特別提到,在中國大陸,為了支援客戶在技術(shù)上的需求,Entegris 公司在上海成立一個中國技術(shù)中心,這個技術(shù)中心覆蓋微污染控制和化學(xué)品檢測、配方以及先進材料三個技術(shù)方向?!澳康氖菫閰f(xié)助本地的客戶,可以更快的解決他們的問題。我們在中國投注了相當(dāng)多的資源,希望可以長期耕耘,陪伴整個中國市場一起茁壯。”

陳柏嘉也坦言,今年存儲市場的低迷,包括更先進工藝的投入產(chǎn)出比變低會對 Entegris 的生意造成一定影響,但長期來看,他仍看好全球市場對芯片產(chǎn)品的需求增長以及將帶給 Entegris 的業(yè)務(wù)增長機會,給出樂觀預(yù)期。

良率提升下一步,全供應(yīng)鏈的品質(zhì)控制
在交流中,陳柏嘉多次強調(diào) Entegris 提供整體解決方案和全供應(yīng)鏈品質(zhì)控制的重要性,“光靠終端用戶不行,必須整個潔凈化學(xué)品的供應(yīng)鏈都重視起來。所謂化學(xué)品都要潔凈,要從源頭就開始潔凈,要做好控制,當(dāng)然我剛剛提到,所謂“微污染”不只有關(guān)鍵材料,還要關(guān)注金屬,以及有機物部分。這些因素,都會影響到我們最終的良率和品質(zhì)控制。微污染的影響,雖然最主要是在后端,也讓就是 IC 制造這里。但是污染的來源無所不在,因為如今的半導(dǎo)體工藝演進到納米級后,可能對工藝造成污染的粒子尺寸也在縮小,污染物范圍也成指數(shù)級增長。所以光靠最后這一端的 IC 制造來控制是不足的,即使采用凈化器、過濾器,不斷精進技術(shù),仍然沒辦法做到 100%,而考慮到芯片產(chǎn)品動輒數(shù)十萬甚至更高的產(chǎn)能,在數(shù)字上,哪怕 99.9%的良率數(shù)字也意味著,如果生產(chǎn) 100 萬顆芯片,會有一千顆不合格,這在成本和品質(zhì)上是很難接受的。而要實現(xiàn)良率的極致,整個化學(xué)品的供應(yīng)鏈也必須同步精進。”

而之所以一再強調(diào),陳柏嘉解釋,終端用戶現(xiàn)在已經(jīng)意識到全供應(yīng)鏈品質(zhì)控制的重要性,因為發(fā)生過很多案例,只有通過積極的跟他們的供應(yīng)商合作,要求上游從過濾器、凈化器等方面一起做升級,才能實現(xiàn)最終產(chǎn)品的品質(zhì)控制。而 Entegris 公司現(xiàn)在要做的是幫助教育上游市場,讓更多的化學(xué)品供應(yīng)商和材料、設(shè)備供應(yīng)商能夠加入進來,積極配合做好微污染控制。“強調(diào)整體解決方案,是因為我們看到很多供應(yīng)鏈上的不足。這中間只要有一環(huán)出現(xiàn)差錯都會出問題,所以我們強調(diào)除了終端用戶,我們必須往上覆蓋到跟整個供應(yīng)鏈的合作,大家一起參與進來做好品質(zhì)控制?!?/p>

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