第三代半導(dǎo)體熱潮“帶貨”沉積設(shè)備需求,供應(yīng)鏈與服務(wù)本地化成關(guān)鍵考量
發(fā)布時(shí)間:2021-09-09 來(lái)源:思銳智能 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】隨著中國(guó)“十四五”規(guī)劃的提出、以及全球科技產(chǎn)業(yè)對(duì)于“碳達(dá)峰、碳中和”的目標(biāo)達(dá)成共識(shí),以碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)為代表的第三代半導(dǎo)體新材料憑借高擊穿電場(chǎng)、高熱導(dǎo)率、高電子飽和速率以及抗強(qiáng)輻射能力等優(yōu)異特性,成為了支撐5G基建、新能源產(chǎn)業(yè)、特高壓、軌道交通等領(lǐng)域的核心技術(shù)。數(shù)據(jù)表明,2020年中國(guó)“第三代半導(dǎo)體”產(chǎn)業(yè)電力電子和射頻電子總產(chǎn)值超過(guò)100億元,同比增長(zhǎng)69.5%。其中,SiC、GaN電力電子產(chǎn)值規(guī)模達(dá)44.7億元, 同比增長(zhǎng)54%;GaN微波射頻產(chǎn)值達(dá)到60.8億元,同比增長(zhǎng)80.3%。
圖1:2020年中國(guó)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)電力電子和射頻電子總產(chǎn)值
不過(guò),第三代半導(dǎo)體行業(yè)存在相當(dāng)程度的準(zhǔn)入門檻,由于SiC、GaN器件的性能與材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造工藝之間緊密關(guān)聯(lián),多數(shù)半導(dǎo)體企業(yè)為了保持自身競(jìng)爭(zhēng)力,傾向于采用IDM模式實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、制造的一體化。例如華潤(rùn)微建立了國(guó)內(nèi)首條6英寸商用SiC晶圓生產(chǎn)線;英諾賽科也成功擴(kuò)產(chǎn)位于蘇州的GaN生產(chǎn)基地,使之成為全球最大的8英寸GaN工廠。顯然,在全球半導(dǎo)體產(chǎn)能緊張的局勢(shì)下,這些新開設(shè)或擴(kuò)建的產(chǎn)線正在迅速拉升半導(dǎo)體設(shè)備的市場(chǎng)需求。以薄膜沉積這一必不可少的制造環(huán)節(jié)為例,在新產(chǎn)線的設(shè)備投資中,薄膜沉積設(shè)備占據(jù)了約25%的支出比重,是半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)增量中不可忽視的一環(huán)。因此,如何選擇薄膜沉積設(shè)備、使之匹配不斷發(fā)展的寬禁帶半導(dǎo)體制造工藝需求,是橫亙?cè)诒姸嗟谌雽?dǎo)體廠商面前的一道難題。
聚焦新工藝、新材料,40年沉積鍍膜專家為第三代半導(dǎo)體支招
目前,業(yè)界主流的薄膜沉積工藝主要有原子層沉積(ALD)、物理式真空鍍膜(PVD)和化學(xué)式真空鍍膜(CVD)等,其中ALD屬于CVD的一種,屬于當(dāng)下最先進(jìn)的薄膜沉積技術(shù)。那么,哪一類沉積技術(shù)適用于第三代半導(dǎo)體呢?業(yè)界領(lǐng)先的ALD設(shè)備制造商和服務(wù)商——青島四方思銳智能技術(shù)有限公司(以下簡(jiǎn)稱思銳智能或SRII)總經(jīng)理聶翔先生對(duì)此表示:“隨著新材料、新工藝、新制程等應(yīng)用于半導(dǎo)體制造領(lǐng)域,半導(dǎo)體器件本身也在往更復(fù)雜、更高深寬比,甚至是3D異形結(jié)構(gòu)的方向發(fā)展,在超越摩爾領(lǐng)域、第三代半導(dǎo)體應(yīng)用中更是如此。在這樣的情況下,ALD相比其他鍍膜技術(shù)擁有無(wú)可替代的優(yōu)越性。”
在實(shí)際應(yīng)用中,思銳智能推出的新一代先進(jìn)ALD設(shè)備可以使材料以單原子膜(0.1nm)形式沉積在基底表面,并且在整體器件的鍍膜控制上達(dá)到很高的精確度。以GaN功率器件為例,通過(guò)思銳智能的ALD鍍膜技術(shù)能夠有效增強(qiáng)GaN器件的性能。首先,通過(guò)ALD薄膜可實(shí)現(xiàn)器件表面的鈍化和覆蓋;其次,通過(guò)氧化鋁疊層實(shí)現(xiàn)柵極高K介電質(zhì)的沉積;接下來(lái),通過(guò)原位預(yù)處理去除自然氧化層,實(shí)現(xiàn)表面穩(wěn)定;最后,通過(guò)高質(zhì)量的ALD氮化鋁來(lái)實(shí)現(xiàn)緩沖層,形成更具生產(chǎn)效益的量產(chǎn)方案。
圖2:思銳智能推出應(yīng)用于GaN功率器件的ALD鍍膜方案
依托思銳智能旗下BENEQ公司近40年的ALD技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),思銳智能正在為業(yè)界提供廣泛、通用、性能強(qiáng)大的設(shè)備產(chǎn)品組合,專注ALD技術(shù)以及服務(wù)的持續(xù)創(chuàng)新能力,獲得了歐美、日本、中國(guó)等全球范圍內(nèi)眾多知名半導(dǎo)體企業(yè)的認(rèn)可。
產(chǎn)能擴(kuò)張下的半導(dǎo)體設(shè)備機(jī)遇,技術(shù)服務(wù)與供應(yīng)鏈本地化難題突顯
產(chǎn)能擴(kuò)張的普遍業(yè)態(tài)正在為設(shè)備廠商“簽下大單”,設(shè)備提供商也需不斷提升服務(wù)質(zhì)量,進(jìn)一步鞏固自身的市場(chǎng)“護(hù)城河”。例如,思銳智能在2018年完成對(duì)BENEQ公司的全資收購(gòu)之后,一直推行“本地化與全球化并行”的策略,除了鞏固歐美市場(chǎng)的份額,也在扎根中國(guó)市場(chǎng)、培養(yǎng)本地國(guó)際化創(chuàng)新型團(tuán)隊(duì),逐漸形成完善的覆蓋研發(fā)、售前、售后等環(huán)節(jié)的服務(wù)網(wǎng)絡(luò),并加強(qiáng)部署與不同區(qū)域、不同領(lǐng)域、不同機(jī)構(gòu)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)合作。
談及本地化的機(jī)遇與挑戰(zhàn)時(shí),聶翔表示:“中國(guó)市場(chǎng)在不斷涌現(xiàn)一大批半導(dǎo)體制造企業(yè),思銳智能擁有貼近客戶的優(yōu)勢(shì),在發(fā)現(xiàn)客戶對(duì)新工藝、新材料應(yīng)用的需求之后,可以攜手芬蘭團(tuán)隊(duì)進(jìn)行協(xié)同研發(fā)、共同創(chuàng)新。此外,不同客戶在細(xì)節(jié)方面的要求也不盡相同,例如國(guó)內(nèi)客戶對(duì)交期更加敏感、服務(wù)響應(yīng)速度要求更快等,這對(duì)本地化的技術(shù)服務(wù)能力提出了挑戰(zhàn)。當(dāng)然,為了交期更短、價(jià)格更具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),供應(yīng)鏈的安全和高效整合是非常重要的因素。對(duì)此,思銳智能做了很多努力,積極推動(dòng)供應(yīng)鏈更加高效地運(yùn)轉(zhuǎn)、更加符合市場(chǎng)的需求!近期思銳智能官網(wǎng)sri-i.com和微信公眾號(hào)“思銳智能SRII”全新上線,更好地幫助本地客戶清晰、直觀了解思銳智能的應(yīng)用領(lǐng)域和產(chǎn)品方案。”
除了技術(shù)團(tuán)隊(duì)、供應(yīng)鏈等本地化舉措,思銳智能也在推進(jìn)不同領(lǐng)域的區(qū)域性合作,包括青島、上海、浙江、粵港澳大灣區(qū)在內(nèi)的眾多產(chǎn)業(yè)集群區(qū)域已經(jīng)納入其布局規(guī)劃中,通過(guò)產(chǎn)業(yè)化基地、聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室、中試線等方式,致力于實(shí)現(xiàn)更多本地化創(chuàng)新,持續(xù)為業(yè)界提供一流、創(chuàng)新的產(chǎn)品解決方案。
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