تعتمد سلسلة القيمة بأكملها في قطاع أشباه الموصلات (التي تشمل تصنيع الرقائق، والترسيب بالغشاء الرقيق، ونمو البلورات عند درجات الحرارة العالية، ومكونات المعدات، والتغليف المتقدم) اعتمادًا كبيرًا جدًّا على هذين المعدنين النادرَيْن عاليَي النقاء: التنجستن والموليبدينوم. وبفضل درجتي انصهارهما المرتفعتين جدًّا (3422°م للتنجستن و2622°م للموليبدينوم) وخصائصهما مثل انخفاض إطلاق الشوائب، وانخفاض معامل التمدد الحراري، وانخفاض المقاومة الكهربائية، وانخفاض ضغط البخار في البيئة الخالية من الهواء، تُصنَّف المنتجات الأساسية إلى خمس فئات. ويقدِّم ما يلي، استنادًا إلى حالات إنتاج فعلية من مصانع الرقائق الرائدة عالميًّا والشركات الكبرى لتخزين البيانات، تحليلًا تفصيليًّا لتطبيقات هذه الفئات من المنتجات في القطاع ولنتائج تنفيذها.
١. أهداف رشّ التنجستن/الموليبدينوم فائقة النقاء
وصف المنتج: تشمل المنتجات الأساسية أهداف الموليبدنوم فائقة النقاء من الدرجة 5N/6N، وأهداف التنجستن، وأهداف مركّب التنجستن-التيتانيوم، وأهداف سبائك الموليبدنوم (بأحجام تتراوح بين 8 و12 بوصة)، وتُستخدم أساسًا في عمليات الترسيب بالتبخر الفيزيائي (PVD) لترسيب طبقات معدنية على رقائق السيليكون. وفي تقنيات المعالجة التقليدية بدقة 28 نانومتر وما فوقها، كانت أهداف التنجستن تهيمن على عملية ملء ثقوب التوصيل وطبقات الحاجز عند البوابة؛ أما في تقنيات المنطق المتقدمة بدقة 3 نانومتر/7 نانومتر وذاكرة NAND ثلاثية الأبعاد ذات 300 طبقة أو أكثر، فإن أهداف الموليبدنوم تتسارع في استبدال أهداف التنجستن. وبعرض خط مماثل، تكون مقاومة الموليبدنوم أقل بنسبة 40% من مقاومة التنجستن، كما أن التراكيب ذات النسبة العالية بين الارتفاع والعرض لا تتطلب استخدام طبقات حاجز من نيتراد التيتانيوم (TiN)، ما يحسّن بكفاءة كثافة التخزين.
حالات تطبيق صناعي:
ترقية خط إنتاج نانو ذاكرة NAND ثلاثية الأبعاد من شركة SK Hynix المكوّن من 375 طبقة: ونظرًا لتجاوز عدد الطبقات المتراكبة 300 طبقة، فقد شهدت خطوط الكلمات التUNGستنية الأصلية المكوّنة من 286 طبقة ارتفاعًا حادًّا في المقاومة، وتأخرًا مفرطًا في عمليات القراءة/الكتابة، فضلًا عن احتلال طبقة الحجب للمساحة الرأسية. ولذلك، قامت شركة SK Hynix بإدخال مواد مستهدفة من الموليبدينوم عالي النقاء بدرجة نقاء 6N بالكامل، ووضعت أفران ترسيب طبقي ذري (ALD) مخصصة، وأزالت طبقة الحجب المصنوعة من نيترات التيتانيوم (TiN). ويمكن تحميل دفعة واحدة ما يصل إلى ١٠٠ رقاقة سيليكونية بقطر ٣٠٠ مم. وبعد الترقية، انخفضت مساحة الوحدة الرقاقية بنسبة ١٨٪، وازدادت كثافة البتات بنسبة ١٦,٣٪؛ كما انخفضت مقاومة التوصيل بنسبة ٥٦٪، وارتفعت سرعة القراءة/الكتابة بنسبة ٢٢٪. وقد أدى خفض ١٥٪ من عمليات الترسيب إلى تحقيق وفورات شهرية في التكاليف تجاوزت ١٠ ملايين يوان صيني لكل مصنع. ومن المتوقع أن تحقق مصنعها في مدينة تشونغجو الإنتاج الكامل بحلول نهاية عام ٢٠٢٦، ليتجاوز استهلاكها الشهري من المواد المستهدفة للموليبدينوم طنين.
خط إنتاج نانو ذاكرة ثلاثية الأبعاد من طراز تشانغان ستيوريدج Xtacking 3.0 المحلي البديل: كان خط إنتاج نانو ذاكرة ثلاثية الأبعاد بطبقة 232 من شركة تشانغان ستيوريدج يعتمد اعتمادًا كبيرًا سابقًا على أهداف الموليبدنوم الخاصة بشركة نيشين ميتال اليابانية. ونجحت شركة جين مو شيرز بالتعاون مع شركة لونغهوا تكنولوجي في إتمام شهادة التأكيد المحلية لمادة هدف الموليبدنوم فائقة النقاء من الدرجة 5N5، وقامت بتوريد مواد الأهداف بقطر 12 بوصة. وأظهر القياس الفعلي أن محتوى الشوائب في مواد الأهداف المحلية أقل من 0.1 جزء في المليون (ppm)، وأن تجانس الطبقة مماثل تمامًا للمنتجات المستوردة، مع خفض بنسبة 32% في تكلفة استهلاك المعدات لكل مجموعة واحدة. وفي عام 2025، وقّع الطرفان اتفاقية طويلة الأمد مدتها ثلاث سنوات، مما يقلل من نفقات استهلاك المواد المستوردة بما يزيد عن 120 مليون يوان صيني سنويًّا، ويحقق السيطرة الذاتية على مواد الطلاء الأساسية المستخدمة في التخزين.
٢. غاز المعالجة المسبقة للترسيب الكيميائي للبخار (CVD)
وصف المنتج: المنتج الأساسي هو غاز موليبدنوم عالي النقاء مُستخدم في المرحلة الأولية من المعالجة، ويُستخدَم أساسًا في عمليات الترسيب بالتبخر الكيميائي (CVD). وبالمقارنة مع أهداف الترسيب بالتبخير الفيزيائي (PVD)، يمكن للغاز المستخدم في المرحلة الأولية أن يحقِّق تغطيةً أفضل للخطوات وملءً أكثر انتظامًا للفيلم أثناء ترسيب خطوط الكلمات في ذاكرة NAND ثلاثية الأبعاد ذات النسبة العالية جدًّا بين الارتفاع والعرض (مثل 375 طبقة فأكثر)، وهو استهلاكي أساسي يدعم تنفيذ ذاكرة فلاش NAND ذات عدد الطبقات المرتفع للغاية.
حالات تطبيق صناعي:
تحديث عملية خط إنتاج وحدات التخزين العالمية ذات الطبقات الـ375: واجهت الشركات العملاقة في مجال التخزين، مثل سامسونج وSK هاينيكس، ازديادًا هائلًا في صعوبة عمليات حفر الخنادق والترسيب الفيلمي لوحدات التخزين ثلاثية الأبعاد NAND ذات العدد المرتفع جدًّا من الطبقات. ولذلك، قامت هذه الشركات عند ترقية خطوط إنتاج وحدات NAND ذات الطبقات الـ375 بتزويد خطوط الإنتاج بأنظمة متقدمة لتوريد الغاز المُسبَّق المعالجة من موليبدنوم تعمل عند درجات حرارة مرتفعة. وبسبب المتطلبات الصارمة جدًّا المفروضة على غازات السلف (المواد الأولية) فيما يتعلَّق بالتحكم في الشوائب وصيغ التبخر عند درجات الحرارة المرتفعة، نجحت شركات التوريد الرائدة مثل شركة ياكو تكنولوجي في توريد تقنية سلف الموليبدنوم بدرجة نقاء 6N إلى شركتي سامسونج وSK هاينيكس، مما جعلها متوافقة تمامًا مع عملية الترسيب الكيميائي للبخار (CVD) الجديدة المُستخدمة في خطوط كلمة الموليبدنوم (Word Line) الخاصة بوحدات NAND المتطورة. وقد ازداد الطلب طويل الأمد بشكل كبير بالتوازي مع توسع طاقات الإنتاج الخاصة بوحدات NAND عالية الجودة.
مكونات هيكلية من مزيج الموليبدنوم والتنغستن المقاومة لدرجات الحرارة المرتفعة (لصناعات نمو البلورات والمعالجة الحرارية عند درجات حرارة مرتفعة)
وصف المنتج: تشمل المنتجات الأساسية بوتقات الموليبدنوم، وعربات مواد الموليبدنوم، ودرع الحرارة المصنوعة من الموليبدنوم، ومكونات الدعم من سبيكة TZM المصنوعة من الموليبدنوم، وأحزمة التسخين المصنوعة من الموليبدنوم، وعناصر التسخين المصنوعة من التنجستن، وهي مناسبة لعمليات التلدين في بيئة فراغية أو هيدروجينية عند درجات حرارة تتراوح بين ١٠٠٠ و١٨٠٠°م، ونمو بلورات السفير الأزرق، وأفران الترسيب الخارجي لكربيد السيليكون، وغيرها من التطبيقات في الظروف القصوى. وتتعرض الفولاذ المقاوم للصدأ والسبائك القائمة على النيكل لتشوه الانسياب وتشقق الأكسدة عند درجات حرارة تزيد عن ١٠٠٠°م، بينما لا يتأكسد الموليبدنوم/التنجستن ولا يطلق شوائب في الجو الخامل، كما أن مقاومة الانسياب لمزيج TZM من الموليبدنوم تساوي ضعف مقاومة الموليبدنوم النقي، مما يمنع بشكل فعّال تلوث الرقائق المعدنية.
حالات تطبيق صناعي:
تحديث فرن نمو كريستال السافير الأزرق المزود بتقنية Mini LED في شركة سانان أوبتوإلكترونيكس: كانت شركة سانان أوبتوإلكترونيكس تستخدم في الأصل بوتقات موليبدنوم مستوردة لنمو كريستال السافير الأزرق، وكان عمرها الافتراضي لا يتجاوز ٩٠ يوماً. وقد أدّى إيقاف تشغيل الفرن بشكل متكرر إلى تقييد القدرة الإنتاجية تقييداً شديداً. وباستخدام بوتقات موليبدنوم ذات جدران رقيقة مصنوعة من سبائك موليبدنوم عالية النقاء من النوع Mo-1، وصقل الجدران الداخلية لها حتى تصل إلى درجة سطح مرآتي، ارتفع العمر التشغيلي المتواصل للبوتقة الواحدة إلى ٢٨٠ يوماً (أي بزيادة ثلاث مرات)، وارتفعت نسبة العائد من عملية النمو من ٨٢٪ إلى ٩١٪، وزاد إنتاج الركائز السنوي لكل فرن بمقدار ١٢٠.٠٠٠ قطعة. وبعد استبدال جميع البوتقات المستوردة في ٢٠٠ فرن نمو منتشرة على مستوى البلاد بالبوتقات المحلية الصنع، تجاوزت التوفيرات السنوية في تكاليف المعدات والمواد ٦٠ مليون يوان صيني.
رابعاً: مشتتات الحرارة المركبة من التنجستن والنحاس/الموليبدنوم والنحاس (لصناعات التغليف المتقدمة وأجهزة الطاقة)
وصف المنتج: تشمل المنتجات الأساسية ركائز التبريد المصنوعة من سبائك التنغستن والنحاس (WCu70/80)، وركائز التبريد المصنوعة من السبائك الموليبدينوم-النحاس (MoCu)، وركائز التنغستن-النحاس، والتي تُستخدم أساسًا في تغليف وحدات معالجة الرسومات (GPU)، والذاكرة عالية النطاق الترددي (HBM)، ووحدات الترانزستور ذات البوابة العازلة المزدوجة (IGBT)، وأشباه الموصلات القدرة. ويتمثل التكيّف العملي لهذه المواد في أن معاملات التمدد الحراري المنخفضة للتنغستن والموليبدينوم تتطابق تمامًا مع رقائق السيليكون ونيتريد الغاليوم، بينما يسمح التوصيل الحراري العالي للنحاس بنقل الحرارة بسرعة. وتُعَدُّ هذه المادة المركبة حلاً فعّالاً لمشكلة خفض تردد شرائح الحوسبة الضخمة الخاصة بالذكاء الاصطناعي وفشلها الحراري عند درجات الحرارة المرتفعة، ما يجعلها بديلًا مثاليًا لركائز النحاس والألمنيوم النقية.
حالة تنفيذ صناعية:
ترقية نظام الإدارة الحرارية لرقائق الحوسبة عالية الأداء الخاصة بالذكاء الاصطناعي: مع التزايد الكبير في متطلبات الحوسبة الناتجة عن نماذج الذكاء الاصطناعي الكبيرة على رقائق وحدات معالجة الرسومات (GPU) ورقائق الذاكرة ذات النطاق الترددي العالي (HBM)، بلغت كثافة تدفق الحرارة حدّها الأقصى. وتُعاني الركائز النحاسية النقية التقليدية، بسبب عدم تطابق معاملات التمدد الحراري الخاصة بها، من فشل تعبٍ لحام تحت دورات ارتفاع درجة الحرارة طويلة الأمد. أما استخدام ركائز مُبرِّدة مركبة من الموليبدينوم والنحاس (MoCu) فيحقّق ليس فقط تطابقًا مثاليًّا في معامل التمدد الحراري مع رقائق السيليكون، بل ويقلّل أيضًا مقاومة انتقال الحرارة بشكل كبير، مما يحلّ تمامًا مشكلة الفشل الحراري لرقائق الذكاء الاصطناعي أثناء التشغيل عالي التردد، ويضمن التشغيل المستقر طويل الأمد للبنية التحتية للحوسبة.
خامسًا: مكونات سبائك التنجستن والموليبدينوم الدقيقة (صناعة مكونات معدات أشباه الموصلات)
وصف المنتج: تشمل المنتجات الأساسية مكونات دقيقة مصنوعة من التنجستن والموليبدنوم المُستخدمة في معدات أشباه الموصلات، مثل مكونات الدرع الواقية لأجهزة вн implantation الأيوني، وسخانات أنظمة الترسيب الكيميائي للبخار المعدني العضوي (MOCVD)، ومواد مشتّتات الحرارة المستخدمة في التغليف الإلكتروني. ويجب أن تحافظ هذه المكونات على دقة أبعاد عالية جدًّا واستقرار فيزيائي ممتاز في بيئات ذات فراغ عالٍ جدًّا وبيئات مسببة للتآكل، ما يجعلها «الركيزة غير المرئية» التي تتيح لمعدات أشباه الموصلات تحقيق عمليات دقيقة.
حالة تنفيذ صناعية:
توطين المكونات الأساسية لآلات زرع الأيونات في أشباه الموصلات: استجابةً للتحدي المتمثل في الاعتماد الطويل الأمد على الواردات للمكونات عالية الجودة المصنوعة من التنجستن والموليبدنوم المستخدمة في آلات زرع الأيونات في أشباه الموصلات من الجيل ٣٫٥، نجحت شركات محلية مثل «شينغياو شينتساي» في تطوير وإنتاج مكونات دقيقة مصنوعة من التنجستن والموليبدنوم بنقاء يتجاوز ٩٩٫٩٩٪. وتتميّز هذه المكونات بعمر افتراضي طويل للغاية وأداءٍ مستقرٍ تحت قصف الأيونات في بيئات فراغية عالية على مدى طويل، كما دخلت بنجاح سلاسل التوريد الخاصة بالعملاء المحليين والأجانب، وحقّقت كسر الاحتكار الذي كانت تفرضه الشركات الأجنبية، ونجحت في تحقيق الاستبدال المحلي للمكونات الحرجة لمعدات أشباه الموصلات.
EN
الأخبار الساخنة