晶圓行業拋光材料的國產替代_風聞
观察者网用户_672702-2020-05-06 16:06
大硅片是對硅晶柱切割成片之後做成晶圓。但並不是説做成晶圓,馬上就能用於光刻,剛切下來的硅片,顯微鏡一看,坑坑窪窪。因此,當切割出硅片之後,接下來還需要進行拋光。
這並不是我們生活中的簡單機械拋光,因為硅片的平整度要精確到納米級,否則如何能在上面刻電路?對硅片進行拋光的方式叫做化學機械拋光(CMP),就是對硅片進行平坦化處理。根據不同工藝製程和技術節點的要求,每一片晶圓在生產過程中都會經歷幾道甚至幾十道化學機械拋光步驟。例如14納米以下芯片,化學機械拋光將達到20步以上,使用的拋光液20種以上。
7納米及以下芯片化學機械拋光步驟高達30步,使用的拋光液近30種。而化學機械拋光材料主要就包括拋光墊和拋光液。拋光液是由超細顆粒、化學氧化劑和液體介質組成的混合液,超細顆粒包括納米級二氧化硅和氧化鋁粒子等。拋光墊的材料一般是聚氨酯,化學機械拋光的原理是將硅片在一定的壓力下和拋光液下相對於拋光墊同時旋轉運動,藉助機械磨削和化學氧化劑的腐蝕作用獲得光潔表面。
拋光材料是一個高度壟斷的市場,其中全球拋光墊市場幾乎被美國陶氏化學壟斷。我國集成電路的拋光墊幾乎全部要靠進口,而陶氏化學在拋光墊市場的份額高達80%,可謂是一家獨大。
但是,國內的鼎龍股份(300054)正在挑戰陶氏化學。鼎龍股份自主研發的水楊酸系列碳粉用電荷調節劑(CCA)新產品,已經打破日本CCA行業20多年的全球壟斷。
什麼是電荷調節劑( CCA)?
電荷調節劑是靜電覆印和靜電印刷用調色劑的電荷控制劑,可以調節調色劑的帶電量,提高調色劑對環境的適應性,是電子顯影體系不可缺少的材料。現在,鼎龍股份超越日本供應商,成為全球產能規模最大的CCA廠商。
2013年,鼎龍股份拋光墊立項,負責對接中芯國際晶圓製造。2016年,鼎龍股份的拋光墊項目完工,開始試產。2017年,鼎龍拋光墊獲得首張訂單。目前鼎龍股份拋光墊在8寸晶圓廠主流製程全部通過認證,另外12寸晶圓拋光墊已經通過中芯國際的認證。2019年,公司12寸片拋光墊獲得首張訂單。
拋光液市場主要由日本、美國和韓國主導。2018年,全球化學機械拋光液市場規模12.7億美元,並且也是一個高度壟斷的市場,其中前四大廠商市場份額合計佔比約72%。安集科技(688019)是我國拋光液的龍頭,公司產品包括拋光液和光刻膠去除劑。而且公司的光刻膠去除劑技術在國內屬於領先地位。目前,全球拋光液市場Cabot公司是龍頭,佔據36%的市場份額。安集科技在全球拋光液市場份額為2.5%。
安集科技的市場份額雖然小,但成功打破了國外公司對拋光液的壟斷,實現了國產替代。目前,安集科技130-28nm技術節點的拋光液已經實現規模化銷售,可用於8寸和12寸硅片的生產。安集科技的主要客户包括中芯國際、台積電、長江存儲、華潤微電、華虹宏力等,這些都是芯片行業的大佬。