Цялата стойностна верига на полупроводниците (обхващаща производството на пластини, нанасяне на тънки филми, високотемпературен кристален растеж, компоненти за оборудване и напреднало опаковане) изключително зависи от тези два ултрапурни твърдоплавки метала – волфрам и молибден. Благодарение на изключително високите си температури на топене (3422 °C за волфрам и 2622 °C за молибден), както и на характеристики като ниско отделяне на примеси, ниско термично разширение, ниско специфично електрично съпротивление и ниско налягане на парата във вакуумна среда, основните продукти са класифицирани в пет категории. По-долу, въз основа на реални производствени случаи от водещите световни фабрики за пластини и големи складови компании, се представя подробен анализ на индустриалното приложение и резултатите от внедряването на всяка категория продукти.
1. Ултрапурни съсирващи цели от волфрам/молибден
Описание на продукта: Основните продукти са ултрапристи молибденови мишени 5N/6N и 6N, волфрамови мишени, композитни волфрам-титанови мишени и сплавени молибденови мишени (с размери от 8 и 12 инча), които се използват предимно в процесите за физическо напаряване (PVD – Physical Vapor Deposition) за нанасяне на метални филми върху кремниеви пластина. В традиционните технологични процеси 28 нм и по-големи волфрамовите мишени доминираха при запълването на контактни отвори и бариерни слоеве за гейтове; докато в напредналите логически процеси 3 нм/7 нм и в 3D NAND с 300 или повече слоя молибденовите мишени ускоряват замяната на волфрамовите мишени. При еднаква ширина на линията резистивността на молибдена е с 40 % по-ниска от тази на волфрама, а при струпване с високо съотношение височина/ширина не е необходимо използването на бариерни слоеве от TiN, което значително подобрява плътността на съхранение.
Случаи на приложение в промишлеността:
Актуализация на производствената линия за 3D NAND памет от SK Hynix с 375 слоя: Тъй като броят на слоевете в стека надхвърли 300, оригиналните волфрамови редове за думи с 286 слоя изпитаха рязко увеличение на съпротивлението, прекомерно забавяне при четене/запис и блокиращ слой, заемащ вертикално пространство. Следователно SK Hynix напълно въведе ултрапур материали от молибден с чистота 6N, оборудва със специализирани пещи за ALD (атомно-слоево нанасяне) и елиминира блокиращия слой от TiN. Единична партида може да побере 100 кръгли подложки с диаметър 300 мм. След актуализацията площта на чипа на единица намаля с 18 %, плътността на битовете се увеличи с 16,3 %; контактното съпротивление намаля с 56 %, а скоростта на четене/запис се повиши с 22 %. Намаляването на 15 % от процесите на нанасяне позволи месечна икономия от над 10 млн. юана на завода. Очаква се до края на 2026 г. фабриката на компанията в Чонджу да постигне пълномащабно производство, като месечното търсене на молибденови мишени ще надхвърли 2 тона.
Складиране на Changan с технология Xtacking 3.0 – домашна алтернатива: производствената линия за 3D NAND с 232 слоя на Changan Storage доскоро беше силно зависима от молибденовите цели на японската компания Nishin Metal. Jin Mo Shares, в съвместно начинание с Longhua Technology, успешно завършиха домашната сертификация на ултрапочисти молибденови цели с чистота 5N5 и доставиха цели с диаметър 12 инча. Фактическите измервания показаха, че съдържанието на примеси в домашните цели е по-малко от 0,1 ppm, а равномерността на филма е същата като при импортираните продукти; разходите за консумативи за една инсталация намаляха с 32 %. През 2025 г. двете страни подписаха тримесечно дългосрочно споразумение, което ще намали годишните разходи за импортирани консумативи с повече от 120 млн. юана и ще осигури независим контрол върху ключовите материали за нанасяне на покрития в областта на складирането.
2. Газ за предварителна обработка при химическо напръскване на пара (CVD)
Описание на продукта: Основният продукт е високочист газ за предварителна обработка, базиран на молибден, който се използва главно при процеси на химично утаяване от пара (CVD). В сравнение с целевите материали за разпрашване чрез физическо утаяване (PVD), газът за предварителна обработка осигурява по-добра покривност на стъпки и по-еднородно запълване на филми при утаяването на редови линии на 3D NAND с изключително високо съотношение между височина и ширина (например над 375 слоя), като представлява основен консумативен материал, поддържащ реализацията на NAND флеш памет с изключително голям брой слоеве.
Случаи на приложение в промишлеността:
Актуализация на производствената линия с 375 слоя от глобалните производители на устройства за съхранение: Предвид експоненциалното увеличение на трудността при изработването на канали и нанасянето на филми за ултрависокослоеви 3D NAND устройства, водещите производители като Samsung и SK Hynix при актуализацията на своите производствени линии за NAND с 375 слоя са инсталирали високотемпературни газови системи за предварителна обработка с молибден. Поради изключително високите изисквания към прекурсорните газове относно контрола на примесите и формулите за високотемпературно изпаряване, водещи доставчици като Yaco Technology успешно са доставили на Samsung и SK Hynix технология за прекурсори на молибден с чистота 6N, напълно съвместима с новото поколение процеси за CVD-нанасяне на молибденови словесни линии в NAND паметите. Дългосрочната търсеност рязко е нараснала паралелно с производствената мощност на висококачествените NAND устройства.
Високотемпературни структурни компоненти от молибден и волфрам (кристално растващо и високотемпературно термично обработка промишленост)
Описание на продукта: Основните продукти включват молибденови тигли, молибденови транспортни колички, молибденови топлинни щитове, поддържащи компоненти от TZM молибден, молибденови нагревателни ленти и волфрамови нагревателни елементи, подходящи за вакуумно/водородно отжигане при температури от 1000 до 1800 °C, растеж на сини сапфирени кристали и епитаксиални пещи за карбид на кремний и др. при екстремни условия. Неръждаемата стомана и сплавите на никел са склонни към крип-деформация и окислително разрушаване при температури над 1000 °C, докато молибденът/волфрамът не се окисляват и не отделят примеси в инертна атмосфера, а крип-устойчивостта на TZM молибдена е два пъти по-висока от тази на чистия молибден, което ефективно предотвратява замърсяването на пластините с метали.
Случаи на приложение в промишлеността:
Модернизация на пещ за растене на сапфир със синя светлина по технологията Mini LED в Sanan Optoelectronics: Първоначално Sanan Optoelectronics използваше импортирани тигли от молибден за растене на син сапфир, чийто срок на експлоатация беше само 90 дни. Честите спирания на пещите сериозно ограничаваха производствената мощност. Чрез използване на тънкостенни тигли от молибден, произведени от високочисти слитъци Mo-1 и полирани вътрешни стени до огледен финален вид, непрекъснатият срок на експлоатация на един тигел се увеличи до 280 дни (трикратно подобрение), добивът при растенето се повиши от 82 % до 91 %, а годовото производство на субстрати на пещ се увеличи с 120 000 бройки. След като 200 растителни пещи по цялата страна бяха напълно заменени с местни тигли, годовите спестявания по разходи за оборудване и материали надхвърлиха 60 милиона юана.
IV. Композитни топлоотводи от волфрам-мед/молибден-мед (индустрия на напредналото опаковане и силовите устройства)
Описание на продукта: Основните продукти са волфрам-медни сплави WCu70/80, подложки за топлоотводи от молибден-мед (MoCu) и волфрам-медни подложки, които се използват предимно за опаковане на GPU, HBM (памет с висока пропускателна способност), IGBT и силови полупроводници. Адаптацията на процеса се дължи на следното: ниските коефициенти на термично разширение на волфрама и молибдена идеално съответстват на кристалите от кремний и галий-нитрид, докато високата топлопроводимост на медта позволява бързо отвеждане на топлината. Този композитен материал ефективно решава проблема с намаляване на честотата и термичното повреждане на чиповете за изкуствен интелект с голяма изчислителна мощност при високи температури и става идеална замяна на чисто медни и алуминиеви подложки.
Пример за приложение в промишлеността:
Модернизиране на термичното управление за големи чипове за изчислителна мощност, базирани на изкуствен интелект: С увеличаването на изискванията към изчислителната мощност за големи модели на изкуствен интелект върху GPU и HBM чипове, плътността на топлинния поток е достигнала своя предел. Традиционните субстрати от чист мед са подложени на уморително разрушение на заварките при дълготрайно циклиране при висока температура поради несъответствие в коефициентите на термично разширение. Използването на субстрати за топлоотводи от молибден-мед (MoCu) композитен материал не само осигурява идеално съвпадение на термичното разширение с кремниевите чипове, но и значително намалява термичното съпротивление, напълно решавайки проблема с термичното повреждане на чиповете за изкуствен интелект при високочестотна работа и гарантирайки дълготрайна стабилна експлоатация на изчислителната инфраструктура.
V. Прецизни компоненти от волфрам-молибденови сплави (индустрия на компонентите за полупроводниково оборудване)
Описание на продукта: Основните продукти са прецизни компоненти от волфрам и молибден за полупроводниково оборудване, като например екраниращи компоненти за машини за йонно внедряване, нагреватели за MOCVD и материали за топлоотводи за електронно опаковане. Тези компоненти трябва да поддържат изключително висока размерна точност и физическа стабилност в условия на изключително висок вакуум и корозивна среда, като представляват "невидимият основен камък", който позволява на полупроводниковото оборудване да осъществява прецизни процеси.
Пример за приложение в промишлеността:
Локализация на основните компоненти на машините за йонно внедряване в полупроводниковата промишленост: В отговор на проблема с дългогодишната зависимост от импортиране на висококачествени волфрам-молибденови компоненти за машините за йонно внедряване от 3,5-то поколение в полупроводниковата промишленост, китайски предприятия като Xingyao Xincai успешно разработиха и произведоха прецизни волфрам-молибденови компоненти с чистота над 99,99 %. Тези компоненти демонстрират изключително дълъг срок на експлоатация и стабилна производителност при продължително йонно обстрелване в условия на висок вакуум и успешно влязоха в доставъчните вериги на местни и чуждестранни клиенти, разбивайки монопола на чуждестранните компании и постигайки локална замяна на ключови компоненти за полупроводниково оборудване.
EN
Горчиви новини