2023年4月19-21日
上海世博展览馆

看半导体材料产业的进击

作为专注于PCBA制造的电子制造业领先展会,自动化展将在展会深度和亮点布局上进一步突破。届时,全球领先的700个电子制造专用设备供应商及品牌参展将空降上海,展示覆盖PCBA制程、3C自动化专用设备及技术解决方案。

 

今天就由自动化展小编给大家详细介绍:看半导体材料产业的进击

 

纵观如今晶圆制造的原材料领域,硅片依然是半导体器件市场中九成的供应基础所在。

但在5G、新能源汽车、功率半导体等市场应用的扩围背景下,性能更匹配这些场景诉求的稀散金属材料被愈发重视起来。

不同于硅片采用单质材料,第二代和第三代半导体材料都是由至少两个稀散金属或其他元素组合构成的化合物材料。这导致化合物半导体材料与硅片材料在生长过程中有一定程度不同,高纯度原料也并不那么容易被获得。

也因此,化合物半导体材料的衬底环节后,比硅片材料多了“外延”这一环节,正是影响到晶圆片纯度、平整度的重要一环。这就考验着材料厂商们的技术和产业链联动实力。

化合物半导体材料在从2英寸晶圆迭代到如今的6英寸左右晶圆过程中,一个大的难点就是晶体生长。尤其在进行大尺寸晶体生长时,其所需的温度需要晶体加热器的热量从外往里进行辐射。但往往是晶体中心的温度符合生长条件了,而周围的温度可能还没有达到适合的生长条件;当周围的温度达到适合的生长条件时,中心温度又容易超出适合晶体生长的温度。这样一来,晶体镜像温度的一致性就变得较难控制,从而就比较难长出大直径的晶体。如在砷化镓晶体生长过程中,机器还会分为6个温区,每个温区温度不同,构成复杂的生长环境。

要解决这些问题,需要有专人与设备研发部门进行配合,更需要与半导体设备厂商有深度的战略合作,联合调教甚至共同开发改进试验和生产设备。

当然在这其中,工艺会比设备更加关键。由于生产设备终究是要配合工艺要求,有时候即便有了成熟的设备,也未必能够生产出高质量的衬底材料。本质上看,这是一个需要产业环节紧密配合,彼此势均力敌、共荣发展的过程。

持续研发努力逐步得到了市场回应。据调研机构Yole Développement于2020年发布的报告显示,预估2017至2019年间,全球范围内砷化镓晶圆供应商的市场份额排名中,先导先进材料以98%的年增速,位居行业第三,市场份额为17%。

同期内其他大厂的年增速均有所下滑,而考虑到2020年至今,全球主要材料供应国家都或多或少受到新冠肺炎疫情或灾害天气等因素影响,存在减产或短暂停工等现象,不排除中国厂商的市场占有率有较大提升空间。

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文章来源:21世纪经济报道