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          面对越来越苛刻的外部环境,芯片配套国产化之路将如何实现?

          [作者:江苏瑞能] [日期:20-08-15]
          1. 国产替代将成为接下来几年资本等市场的主要话题。

          这两年中国什么行业最火?要我说半导体行业当之无愧“话题王”,中兴事件后,美国又指向华为!而且不断加码制裁中国科技企业,我们很多人称为“科技战”,这里面最主要原因就是中国半导体“缺芯少魂”,据小编根据此前数据统计得知,2019年中国半导体进口额首超3000亿美元,逆差超2000亿美元。2020年半导体集成电路产品仍是中国单一最大进口商品。如果说客户就是上帝,那么我们就应该是上帝!半导体产品既是”需求”,也是”软肋”,所以我们挺不起来!未来,人工智能,5G,物联网等科技产品发展,都离不开半导体芯片。认识到这个问题后,发展国产半导体产业就是重中之重!所以我能肯定的是,半导体行业不仅会是当下“话题王”,还会是“投资王”,这就是我们这两年看到的,半导体项目如春笋般拔地而起原因,国产替代将成为接下来几年资本等市场的主要话题。


          2. 半导体材料有多重要?

          EDA、材料、设备并称为半导体集成电路的三大基础,我们今天主要就聊聊半导体材料这块!半导体材料是半导体产业的基石,在集成电路芯片制造过程中,每一个步骤都需要用到相应的材料,如光刻过程需要用的光刻胶、掩膜版,硅片清洗过程需要用的各种湿化学品,化学机械平坦化过程需要用的抛光液和抛光垫等,都属于半导体材料。


          半导体材料有多重要?举个例子,在2019年7月日本对韩国限制三种半导体材料“氟聚酰亚胺”、“光刻胶”和“高纯度氟化氢”出口之后,也曾陷入恐慌状态。足以可见,半导体生产工序中任何一种材料的缺失都是难以承受的。

          3. 以半导体材料湿电子化学品为例:

          2018年,全球湿电子化学品整体市场规模约52.65亿美元,应用量达到307万吨,其中,半导体市场应用量约132万吨。预计到2020年,全球湿电子化学品整体市场规模将达到58.50亿美元,应用量达到388万吨,复合增长率约12.42%。

          表1 我国湿电子化学品生产量


          表2 我国湿电子化学品需求量


          湿电子化学品指为微电子、光电子湿法工艺(主要包括湿法刻蚀、清洗、显影、互联等)制程中使用的各种电子化工材料。湿电子化学品按用途可分为通用化学品 (又称超净高纯试剂)和功能性化学品(以光刻胶配套试剂为代表)。半导体对湿电子化学品的微量金属杂质含量、颗粒粒径和数量、阴离子杂质含量等方面有严格要求。根据SEMI标准,应用于半导体领域的湿电子化学品集中在SEMI G3、G4水平,且集成电路线宽越窄,所需标准越高 (表3)。

          表3 湿电子化学品SEMI标准等级


          基本要求是超净高纯,运输和包装容器显得尤为重要。


          有害金属离子含量要求已从10-6→10-9→10-12发展。对处理设备及材质,对容器和环境都有较高要求且会提高成本。湿电子化学品大多属于易燃、易爆、强腐蚀的危险品。包装容器的材质必须首先耐腐蚀,其次不能有颗粒及金属杂质的溶出。目前最广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)。


          那么如何选择一个优秀的PTFE/PFA衬里可靠供应商

          在国产半导体行业发展的前期及中期,衬里ISO-tank及衬里储槽的主流供应商基本上都以日韩系企业为主。但是在芯片国产化的大趋势下,其配套原材料和设备均要做好充足的准备,响应步伐。我国湿电子化学品在这几年里面厚积薄发,其品质也得到了行业内的一致认可,对于与化学品配套的衬里设备,也将随着国产化的脚步一起前行,因为上述几家传统外来衬里厂家往往代表着高成本和高运行费用,而随着近几年国产衬里厂商的后期发力及业绩认可,优秀的国产衬里厂商也渐渐的走上了这个高品质舞台。


          在这里,小编就为大家引出一家在这个舞台上“越战越勇”的国产优秀厂商。

          江苏瑞能防腐设备有限公司成立于1994年,经过20多年的发展及执着拼搏已经在高纯化学品、半导体领域取得一席之位。2014年,该公司正式转型进入高纯化学品及半导体领域,随机进行了洁净厂区的改造及升级,同时也聘请了日、韩两国半导体领域内资深内衬专家为公司技术进行升级革新。正所谓集百家之长,为衬里产品提高核心竞争力。

          该公司有着完整的洁净循环生产厂房,对控制PTFE/PFA衬里设备的颗粒度及金属离子量起着极为关键的作用。据该公司人员介绍,他们的循环生产区域由1600㎡的一号洁净车间及2800㎡的2号洁净车间组成,同时还拥有多台高级别移动cleanroom机动作业,如此配置在众多PTFE/PFA衬里厂商中实属少见。也更体现了该公司为国产半导体崛起而协作的决心。据小编知悉,该公司正在规划建设有着国际知名认证公司认证的万级三号洁净车间,为适应越来越高的洁净度要求。下图为该公司的洁净厂区架构示意图:


          洁净厂区架构示意图

          该公司一号洁净车间

          该公司二号车间

          据该公司负责人介绍,一号洁净车间为10万级,主要为精细化工、光伏及面板行业PTFE/PFA衬里设备施工制作车间,其洁净度保证已远远超出行业内要求。二号洁净车间为一万级,该车间主要用于制作半导体级别及超纯电子化学品衬里PTFE/PFA设备,结合该公司超纯水及超纯氮气系统可以将衬里设备洁净度控制在10PPT以下,据小编了解国产内衬厂家能将洁净度控制的如此之高且有实际业绩的厂家寥寥无几。芯片国产化之路,离不开工匠精神和好的质量意识,期待这家公司能够越做越好。


          该公司自进入半导体及高纯化学品行业以来,已经与多家行业内知名企业达成合作,如化学品行业内的“联仕化学”、“江化微”、“兴发集团”、“多氟多”等优秀电子化学品厂家;在光伏及显示行业已与“信利国际”、“通威光电”、“华佳彩”、“东旭光电”等知名企业达成合作;在半导体领域,江苏瑞能也在不断积累前行,目前已与“格罗方德”、“燕东微电子”、“三星电子”、“华虹半导体”取得合作。为中国超纯事业及半导体领域提供了一批批高质量且极具性价比的衬里设备。


          电子化学品与PTFE/PFA衬里设备是一个半导体工厂化学品端最重要的两个环节,二者同样也是相辅相成的关系。因为在化学品公司制造高纯度化学品的过程中就离不开好的PTFE/PFA衬里设备作为生产设备,而生产结束之后成品化学品的储存也需要大容积的PTFE/PFA衬里储槽进行存储。而后续的化学品运输及到达半导体工厂的储存、应用、回收等工序同样都是要依托高纯度的PTFE/PFA衬里设备进行配合生产。打个比方说,PTFE/PFA衬里设备就像一座连接着化学品工厂和半导体工厂的介质桥梁。其自身的洁净度要求也影响着在这座桥梁上传输的化学品的最终洁净度。因此,PTFE/PFA衬里设备虽不为广大人所知,却也在半导体领域中扮演者及其重要的角色。


          下面小编就为大家简单的介绍一下PTFE/PFA衬里设备的几个类别,首先介绍的是运输化学品的衬里ISO-tank,也就是我们通常所说的移动槽车,它的任务就是安全高效的将化学品从化学品公司运输到半导体工厂化学品库区。





          然后还有就是化学品生产工厂在生产过程中所使用的衬里混合储槽、衬里反应器、衬里过滤器等一系列生产设备。


          上面就是PTFE/PFA衬里设备的一些简单归类介绍,普通的容器类设备虽看起来不起眼,但却多年被国外类企业占据着市场优势,其实就是一个字的要求“净”。传统国内衬里行业追求的仅仅是耐腐蚀不泄露,却忽略了高纯及半导体领域的特殊性,小编从其他资料中摘录出一段高纯电子化学品的简述,想必大家看完就会明白“净”字的含义了。

          相信大家看完上文摘录,即可明白高纯电子化学品于普通化学品的区别就在于其洁净度的区别,也就是对于颗粒杂质与金属离子要求极其苛刻,所以对于化学品生产、运输、储存的PTFE/PFA衬里设备的要求也是极其严格的。


          雄关漫漫征如铁,而今迈步重头越。国产芯片及半导体领域的发展,任重而道远。面对越来越苛刻的外部环境,我们也希望有越来越多像瑞能这样的企业加入到国产芯片发展的这个大阵营之中。遥想当年的“两弹一星”,也是在重重阻扰之下发展起来的。所以对于国产芯片,让我们都带着一颗中国“芯”拭目以待吧。

          江苏瑞能防腐设备有限公司是四氟高性能滚涂、喷涂设备,新型衬四氟防腐设备、移动储罐、化工设备、管道件内衬聚四氟乙稀、PFA、ECTFE等材料生产厂家。

          公司名称:江苏瑞能防腐设备有限公司
          公司地址:江苏省泰州市姜堰市民营经济产业中心(人民南路369号)
          销售总机:0523-88129105
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