第三代半導(dǎo)體一經(jīng)出現(xiàn)就掀起了行業(yè)浪潮,憑借高效率、高密度、小尺寸、低總成本等優(yōu)勢,被各大應(yīng)用領(lǐng)域廣泛采用。目前,美日歐等國已領(lǐng)先著手第三代半導(dǎo)體材料的開發(fā)及生產(chǎn),國內(nèi)本土企業(yè)也紛紛加入市場。

在我國“十四五”規(guī)劃中,計劃五年內(nèi),在教育、科研、開發(fā)、融資、應(yīng)用等方面大力發(fā)展第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),超純水領(lǐng)域作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)不可或缺的一部分,不僅要滿足市場增長,更要時刻跟上半導(dǎo)體突飛猛進(jìn)的技術(shù)迭代,在超純工藝、產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)保障等方面不斷超越、不斷精進(jìn),用實際成果全力助推產(chǎn)業(yè)變革。

第三代半導(dǎo)體開辟行業(yè)新賽道,市場機遇不可小覷

半導(dǎo)體變革歷經(jīng)三代,以材料進(jìn)行區(qū)分:第一代半導(dǎo)體器件為硅片,材料為硅,目前占半導(dǎo)體產(chǎn)品90%以上;第二代半導(dǎo)體主要以砷化鎵(GaAs)、銻化銦(InSb)為原材料;第三代半導(dǎo)體材料則以碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)為主。而三者在應(yīng)用上并非替代關(guān)系,實則互為補充。

根據(jù)研究表明,第三代半導(dǎo)體制成的器件憑借耐高壓、耐高溫、功率大、抗輻射、導(dǎo)電性能強、工作速度快、工作損耗低等優(yōu)勢,獲得新能源汽車、5G、特高壓、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域的青睞,目前汽車大廠紛紛宣布碳化硅的規(guī)劃,未來第三代半導(dǎo)體市場規(guī)模將迎來快速爆發(fā)。

國家第三代半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新中心主任張魯川曾表示,第三代半導(dǎo)體未來產(chǎn)業(yè)規(guī)模將高達(dá)數(shù)千億元人民幣。

而碳化硅發(fā)展難點不在設(shè)備、不在邏輯電路設(shè)計,而在于工藝,第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)競爭將聚焦更精細(xì)化的“高端芯片”制程。在制程上,大部分設(shè)備與傳統(tǒng)硅生產(chǎn)線相同,但由于碳化硅具有硬度高等特性,需要一些特殊的生產(chǎn)設(shè)備以及更高的工藝標(biāo)準(zhǔn)。

半導(dǎo)體高端領(lǐng)域競爭離不開超純工藝的技術(shù)性突破

在這樣的背景下,清洗作為芯片生產(chǎn)過程中最重要的一環(huán),硅晶片在進(jìn)入每道工序之前須保證表面潔凈,任何的沾污現(xiàn)象都將影響芯片上器件的正常功能。所以為了確保硅晶片清洗效果,超純水中有機物(TOC)、顆粒物、細(xì)菌、金屬和陰離子等影響純度的含量須降至最低。

當(dāng)硅晶片制程工藝節(jié)點進(jìn)展至更精細(xì)等級后,如5nm甚至更小制程節(jié)點的芯片,超純水工藝流程也更趨于復(fù)雜,水純度的要求也更為苛刻。作為“傳統(tǒng)”的新領(lǐng)域,超純水同樣經(jīng)歷三代變革:從早期第一代單純以離子交換為主的工藝技術(shù),到第二代反滲透膜技術(shù)的應(yīng)用,直至第三代連續(xù)電脫鹽技術(shù)的導(dǎo)入。

可見,在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)競爭趨向于更先進(jìn)、更精細(xì)化的背景下,水科技行業(yè)精進(jìn)的步伐從未停滯。為滿足歷代半導(dǎo)體制程需求,原有的《電子行業(yè)超純水國家標(biāo)準(zhǔn)》指標(biāo)被不斷突破,尤其電阻率≥18MΩ·CM、硅≤2微克/升、微粒數(shù)>0.1微米、總有機碳≤20微克/升等關(guān)鍵數(shù)據(jù),在生產(chǎn)制程中已實現(xiàn)質(zhì)的超越。面對第三代半導(dǎo)體的橫空出世,所需的極高純度的超純水也考驗著本土企業(yè)的綜合能力。

高頻科技以“純度”立足行業(yè)領(lǐng)先地位

隨著摩爾定律接近物理極限, 針對最新的超純水技術(shù)發(fā)展也幾乎接近了檢測技術(shù)的極限。根據(jù)高頻科技工作人員透露,“目前,高頻科技超純水雜質(zhì)濃度解決方案有了突破進(jìn)展,特別是在PPB級別的TOC,溶解氧去除,以及PPT級別的硼、硅等特殊物質(zhì)的去除方面。通過過硬的技術(shù)把控力和工程實踐經(jīng)驗,已經(jīng)實現(xiàn)領(lǐng)先于行業(yè)的技術(shù)成果,產(chǎn)水水質(zhì)接近絕對純度,電導(dǎo)率無限接近18.24MΩ•厘米的理論極限值,其純度可達(dá)99.9999999999%。”

相較于國家標(biāo)準(zhǔn),高頻科技作為擁有二十年歷史與技術(shù)沉淀的半導(dǎo)體高端制造企業(yè),用不斷創(chuàng)新的工藝技術(shù),新型產(chǎn)品,管理模式提供領(lǐng)先的超純水與循環(huán)再生解決方案及裝備。是目前國內(nèi)為數(shù)不多可以與國際領(lǐng)先企業(yè)同臺競爭的本土企業(yè),從超純水工藝的把握和生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制方面差距不大,相信伴隨第三代半導(dǎo)體的發(fā)展,高頻科技在我國高端超純水系統(tǒng)上將發(fā)揮更大的能效。

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