CMP材料实现进口替代,安集微电子打开半导体关键材料国产化进程

更新时间:2019-07-10 18:01:06来源: 网络综合

随着科创板开闸,一家主营关键半导体材料研发和产业化的公司走入大众视野。

成立于2006年的安集微电子,其产品包括不同系列的化学机械抛光液和光刻胶去除剂,主要应用于集成电路制造和先进封装领域。

业绩上,2016年至2018年,安集微电子的营业收入分别为1.97亿元、2.32亿元、2.48亿元,其中2018年度营业收入同比增速6.6%。

招股书显示,安集微电子的市场占有率并不高,其2016年至2018年销售额分别为2656.97万美元、3085.79万美元、3100.38万美元,市场占有率分别为2.42%、2.57%、2.44%。

安集微电子核心技术产品涵盖化学机械抛光液和光刻胶去除剂两大类,化学机械抛光液包括铜及铜阻挡层等系列产品,铜及铜阻挡层系列主要应用于制造先进的逻辑芯片和先进的存储芯片,具有一定优势。

晶圆加工化学机械抛光工艺。图片来源:应用材料公司(AMAT)

目前安集微电子铜及铜阻挡层系列化学机械抛光液技术节点涵盖130-28nm芯片制程,已实现规模化销售。据Gartner测算,2018年28nm以上工艺产能仍占全球总产能的90%。安集微产品主要应用于国内8英寸和12英寸主流晶圆产线,可以满足国内芯片制造商的需求,并已在海外市场实现突破。

晶圆加工化学机械抛光(CMP)被认为是最精密、高成本、且绝不能出错的程序。它不但能够对硅片表面进行局部处理,同时也可以对整个硅片表面进行平坦化处理, 是目前唯一能兼顾表面的全局和局部平坦化的技术。面对芯片制造制程愈来愈微缩的趋势,更变得愈来愈不可或缺,不仅90纳米以下的制程一定会用到,在晶圆生产中,此道工序还要做好几次。

CMP工艺原理原理。

CMP材料包括抛光液、抛光垫、调节器、清洁材料等, 其中抛光液和抛光垫是核心材料 ,抛光液占比49%,抛光垫占比33%。CMP抛光液对晶硅衬底进行机械抛光,以消除前加工表面损伤沾污、控制诱生二次缺陷和杂质,实现硅片全局平面化。抛光液一般由研磨材料如纳米二氧化硅,氧化铝等粒子和化学添加剂如表面活性剂、稳定剂、氧化剂等组成。

作为CMP工艺过程中的核心原材料,抛光液理化性质直接决定芯片制作的良率,是高端集成电路无可或缺的关键材料。不同于传统行业。半导体的发展路径由摩尔定律决定,平均来说半导体芯片每18个月性能就要翻倍一次,由此所需要的原材料的更新换代频率也是极快。业内人士称“不同制程迭代升级,研磨液都有不同的配方。”

由于CMP抛光液具有技术门槛高、认证周期长且与下游晶圆厂深度绑定的特征,是个技术准入门槛很高的行业,目前全球主要市场被巴斯夫、卡博特及陶氏化学所垄断。在国内市场,安集微电子实现了部分替代。

不过尽管成立了13年,作为新晋厂商,安集微电子切入半导体材料供应链并不容易。据媒体报道,安集微在初期开发客户阶段,首先要提供数据审核,在缺乏客户的状况下,必须先想办法实现在实际半导体制程中,完成化学机械研磨设备上实验的数据报告。

通过书面审查后,则是少量验证阶段。对晶圆厂而言,唯一指标在于晶圆良率。验证阶段如果通过,才能进入正式检验程序,同样也看良率指标。通常,一家新进材料厂商需要很长时间才能进入合格供应链名单。目前,安集微主要客户包括中芯国际、台积电、长江存储、华润微、华虹宏力等半导体制造商。

需要指出的是,目前具备整套抛光液研发、制造、仓储、配送生产线的国内企业也仅有安集微电子一家。而安集微电子的优势,就是在更短的运输时间下降低成本,以此服务好中国本土的集成电路制造厂商和封测厂商。

产品技术方面, 安集微电子14nm技术节点产品已进入客户认证阶段,10-7nm 技术节点产品正在研发中 。公司其他系列化学机械抛光液,包括钨抛光液、硅抛光液、氧化物抛光液等产品,已供应国内外多家芯片制造商,具体生产规模会根据客户需求量进行调节。

未来,随着半导体制程不断推进,安集微电子也需与集成电路制造及先进封装技术保持同步。该公司招股书显示,安集微电子技术研发包括投资铜抛光液系列等已有产品的研发,以及阻挡层抛光液系列、钨化学机械抛光液等新产品的研发。

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