06.16 風雨三十年,從石英產品創新看中國半導體制造發展

集微網瀋陽報道 記者/劉洋

三十年風雨,賀利氏信越石英紮根瀋陽、輻射全國,與眾多半導體客戶攜手走過奮進之路,在中國半導體發展史上寫下了濃重的一筆。

半導體是一個全球化的市場,每年中國要消耗全球50%以上的芯片,但僅有10%在中國生產製造。“這是一個巨大的差距”,賀利氏石英玻璃(以下簡稱HQS)CEO範比安先生(Heinz Fabian)對集微網強調,“中國製造2025”有志於縮短這一差距。“儘管不清楚需要多長時間,提高到多大佔比,作為全球領先的半導體材料供應商,HQS將通過先進的技術和可靠品質,支持中國半導體行業的快速發展。”

風雨三十年,從石英產品創新看中國半導體制造發展

5月18日,賀利氏信越石英(中國)有限公司30週年慶典以及先進工廠落成典禮在瀋陽隆重舉行,包括當地政府、德國駐瀋陽總領事館、商會、行業協會、半導體企業、以及合作供應商等在內的50位重要來賓共同出席。

產能倍增,實現技術規模升級

賀利氏信越石英有限公司成立於1988年,是德國賀利氏石英集團和日本信越石英株式會社在瀋陽經濟技術開發區合資興建的現代化石英玻璃產品加工公司,是中國規模最大、技術最先進的石英產品製造基地,產品主要應用於半導體晶圓生產,是中國12英寸半導體晶圓廠最有力的搭檔。

在品質和產量上,賀利氏石英的熔融石英是半導體市場上的領導者。賀利氏信越石英(中國)有限公司(簡稱HSQC)總經理樸鍵鎬先生對集微網記者表示,此次改擴建在去年底基本完成,HSQC將升級為先進工廠,熱加工區域的面積大大增加,產能相較於去年擴大一倍以上。當然,不僅是工廠規模的擴大,潔淨等級也得到了大大提高,HSQC同時還引進生產超高純石英的加工設備,精度更高,可將爐管直徑控制在0.5mm左右,這一技術在中國市場目前只有賀利氏一家供應生產。

長達三十年的技術積累和工藝創新,是賀利氏石英產品獲得超高純認證的前提,也為客戶在40nm、28nm甚至14nm的產品生產打下了堅實基礎。賀利氏石英玻璃執行副總裁 Ralf Schneider指出,石英部件主要在半導體制造的沉積等環節中使用,對產品純淨度的要求極高,不能有雜質。尤其在原材料保證純淨的同時,改造後的工廠環境還可以保證避免加工過程中的二次汙染,同時,賀利氏還能提供獨有的後處理工序將石英部件表面微量的汙染洗掉。據透露,中芯國際28nm工藝製程便採用了HQS的石英產品。

慶典儀式上,北方華創微電子總裁趙晉榮先生作為客戶代表發言,感謝賀利氏信越石英一直以來的鼎力支持。目前,北方華創的28nm Hardmask PVD設備,實現了我國PVD設備零的突破和技術跨越,率先進入國際供應鏈體系。北方華創8英寸高密度等離子硅刻蝕機已進入中芯國際產線,深硅刻蝕設備也挺近了東南亞市場。北方華創已經成長為國內覆蓋領域最廣、產品種類最多、建設規模最大、綜合實力最強的半導體裝備旗艦平臺。

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樸鍵鎬更對瀋陽市及開發區領導的支持表示感謝,2016年HSQC瀋陽工廠隨著業務發展需要改擴建,時任鐵西區副區長兼開發區管委會副主任張明先生在德國出差,臨時改變行程,專程拜訪了賀利氏總部,瞭解詳細情況,為改擴建的推進打下良好的基礎,並給予了許多指導和實際支持。

具體到HQS的客戶產品供應方面,“國內和出口各佔瀋陽廠產能的50%,也有供貨給美國、日本、新加坡和中國臺灣地區。”樸鍵鎬回答集微網記者道。

三十年鉅變 看好中國半導體爆發

過去二三十年間,HQS作為中國半導體企業的重要合作伙伴,目睹了中國市場發生的許多變化。中國已經從一個出口、銷售的主要市場,轉變成全球半導體廠商紮根、服務的重要市場。

近些年來,全球半導體廠商加大了在中國市場的投資力度。三星投資70億美元擴件西安廠,臺積電投資30億美元在南京建廠,英特爾將55億投資的大連廠改裝成3D NAND廠。由此可見,全球半導體廠商對中國市場的重視程度,在中國生產、服務於中國市場更加符合行業發展趨勢。

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範比安表示,以賀利氏一百多年來在材料市場的發展歷程,以及與美日韓等多國密切合作的行業基礎,輔以協同中國光纖市場蓬勃興起的經驗,HQS非常看好中國市場在集成電路領域的後發實力。“中國市場是非常具備潛力和吸引力的,將以火箭式的增長趨勢爆發。HQS已經做好準備,目前擁有好的原材料、好的工廠、好技術、好產品,更有標準化的高純度石英產品,背靠強大的行業前沿研發團隊。”

Schneider補充道,從中國集成電路產業從芯片設計的發展,到設備、晶圓產業鏈的發展來看,三十年前,中國代工廠一直處於產業鏈的低端。但三十年後發展變化的速度非常快,目前已具備一個完整的生態系統、產業鏈。從以下四方面清晰可見:

其一,中國已經具有很強的芯片製造能力,無論在IP、還是專業知識(Know-how)方面都能看到中國設計公司的崛起;其二,在全球半導體的價值鏈中,雖然中國並未在最頂端,但正逐步提高自身的生產能力和行業地位;其三,在芯片製造能力方面,中國企業也在迅速提高競爭力;其四,在晶圓片、硅片等核心材料的生產能力上,我們也看到上海新陽這樣的企業持續在努力。

2014年12月,“中國製造2025”這一概念首次被提出。2015年5月19日,國務院正式印發《中國製造2025》。新一代信息技術產業(集成電路等)作為十個重點發展領域之一被提出,國內半導體領域迎來最佳的發展機會。據國家制造強國建設戰略諮詢委員會制定的產業發展目標,到2020年我國集成電路產業與國際先進水平的差距將逐步縮小,全行業銷售收入年均增速超過20%,移動智能終端、網絡通信、雲計算、物聯網、大數據等重點領域集成電路涉及技術達到國際先進水平,16/14nm製造工藝實現規模量產,封裝測試技術達到國際領先水平,關鍵裝備和材料進入國際採購體系,基本建成技術先進、安全可靠的集成電路體系。

HQS深耕中國三十年,將藉助與中國半導體產業鏈上下游的緊密的合作關係,以開放包容的態度支持中國集成電路企業的快速發展。目前,HQS與國內Foundry廠商北方微電子、中芯國際和華力微都有很好的合作關係,還可以通過與泛林半導體(LAM)、日本東京電子(TEL)、阿斯麥(ASML)等客戶的網絡關係,將更多優秀的技術引進到中國。範比安強調,HQS憑藉其在石英玻璃製品的品質和產能保證得到了中國企業的一致認可。中國OEM廠商的發展速度極快,整體來看中國已迎來新的發展時機和新佈局,賀利氏與“中國製造2025”的規劃路線不謀而合,將迅速適應市場變革期,大力支持中國集成電路產業的快速發展。

技術創新步伐不止 定製化方案成趨勢

“中國製造2025”是中國實施製造強國戰略第一個十年的行動綱領,旨在改變中國製造業“大而不強”的局面,通過十年的努力,使中國邁入製造強國行列。為此,國家投入了政策和大量資金推動半導體的發展進程,其中國家集成電路產業基金(簡稱“大基金”)進入密集投資期,截至2017年底,大基金累計項目承諾投資額達1188億元,二期大基金正在募資中,預計規模至少達到1500億元。

新一輪的投資熱潮帶動全球晶圓代工產業的不斷升級,尤其中國市場上演興建晶圓廠的熱潮。據SEMI統計報告顯示,2017到2020年,全球將新建62座半導體晶圓廠,其中中國大陸佔26座。過去兩年間,全球新建的17座12英寸晶圓廠中有10座位於中國大陸。

中國是賀利氏集團在全球最重要的三大市場之一,這將成為HQS進一步拓展業務市場的新目標。作為中國12英寸晶圓廠的有力搭檔,HQS的石英產品主要應用於半導體晶圓生產,尤其在光刻機、薄膜和刻蝕機中大量被使用。硅片的加工過程中有很多時候是在高溫條件下進行,石英玻璃本身耐高溫,同時又非常純淨,因而它不會汙染硅片。

風雨三十年,從石英產品創新看中國半導體制造發展

然而,石英產品的純淨度由兩方面決定,一方面是原始材料的純度問題,賀利氏信越石英(中國)有限公司的原材料由賀利氏集團提供,提供了強大的供貨支持;另一方面則來自加工過程中產生的汙染,此次賀利氏瀋陽廠的擴建,不僅擴大了工廠的規模,同時潔淨等級也得到大幅度提升。

近年來,隨著半導體工藝製程的不斷提升,晶圓製造廠對石英產品的技術提出了更高要求。Schneider向集微網記者分析指出,像3D、Logic FinFET、DRAM對石英產品的要求和訴求各有不同,我們需要向客戶提供定製化的解決方案。HQS有機會參與到半導體產品的設計、製造過程中,能夠看到特定客戶的需求,為其應用開發定製化解決方案,利用賀利氏在材料領域的領先技術和開發能力,為客戶提供一個廣泛的產品選擇,為更高端的技術應用向低階產品轉移打好基礎。

HQS提供的不僅是一個標準性的解決方案,目前賀利氏有電熔石英玻璃、氣熔石英玻璃,還有合成型石英玻璃,能為客戶提供一個廣泛的產品選擇。

尤其在高端半導體的生產中,當半導體技術發展到28納米以下,甚至10納米、7納米,對於純淨度的要求將越來越高。Schneider進一步強調,站在客戶角度,未來HQS將從客戶應用出發,解決客戶痛點,在石英產品的純淨度實現進一步提高。比如黑石英就是一個很好的例子,具有極高的光吸收率(超過95%),發射率超過90%,同時提供均勻熱場,是大大提高單晶圓生產良率的產品。

在材料技術的創新方面,其實在面向3D設備的高性能原子層沉積(ALD)技術方面,HQS早有合作。

Schneider向集微網記者透露,未來新的製程技術也將向ALE原子層刻蝕提供更高要求,HQS正在展開這方面的合作。賀利氏力求在材料的技術開發上時刻跟隨行業發展需求, 並已經在技術研發和市場化方面做好準備,當行業需要的時候可以大規模提供相應的材料和技術。賀利氏在研發與創新上永遠保持著年輕人的動能與效率。

據集微網瞭解,在半導體制造石英玻璃應用的細分市場中,HQS在中國的市場份額佔到1/3。範比安表示,HQS在半導體市場前段對硅晶圓加工的領域,包含沉積、刻蝕在內還有更大的市場空間。希望客戶能夠不斷挑戰我們的材料,這是一個無止境的過程,企業只有通過規模經濟的發展才能實現持續性的產品開發,這也是市場考驗的必經過程。(校對/範蓉)


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