Koko puolijohdeteollisuuden arvoketju (joka kattaa piirisilikon valmistuksen, ohutkalvojen pinnoituksen, korkealämpötilaisen kiteytymisen, laitteiden komponentit ja edistyneen pakkaamisen) riippuu erinomaisen paljon näistä kahdesta erityisen puhtaasta kuumakäyttöisestä metallista, volframista ja molibdeenista. Niiden erinomaisen korkeiden sulamispisteiden (volframille 3422 °C ja molibdeenille 2622 °C) sekä ominaisuuksien, kuten vähäisen epäpuhtauksien vapautumisen, vähäisen lämpölaajenemisen, alhaisen resistiivisyyden ja alhaisen höyrynpaineen tyhjiössä, ansiosta perustuotteet luokitellaan viiteen luokkaan. Seuraava analyysi perustuu todellisiin tuotantotapauksiin maailman johtavista piirisilikon tehtaista ja suurista varastointiyrityksistä ja tarjoaa yksityiskohtaisen tarkastelun kunkin tuoteluokan teollisuussovelluksista ja toteutustuloksista.
1. Erityisen puhtaat volfram/molibdeen sputterointikohdemateriaalit
Tuotekuvaus: Ydin tuotteet ovat 5N/6N erittäin puhtaita molyybdenikohdemateriaaleja, volframikohdemateriaaleja, volframititaaniseoksia ja molyybdeniseoksia (koot 8/12 tuumaa), joita käytetään pääasiassa PVD-prosesseissa (fysikaalinen höyrystys) metallikalvojen saostamiseen piipiirilevyille. Perinteisissä 28 nm:n ja suuremmilla prosessiteknologioilla volframikohdemateriaalit hallitsivat kontakti-aukkojen täyttöä ja porttiesteiden este-kerroksia; kun taas 3 nm/7 nm:n edistetyissä logiikkaprosesseissa ja 300 kerrosta tai enemmän olevissa 3D NAND-piireissä molyybdenikohdemateriaalit korvaavat volframikohdemateriaaleja yhä nopeammin. Samalla linjaleveydellä molyybdenin resistiivisyys on 40 % alhaisempi kuin volframilla, ja korkean suhteellisen korkeuden (aspect ratio) kerrostaminen ei vaadi TiN-este-kerrosten käyttöä, mikä parantaa merkittävästi tallennustiukkuutta.
Alalla toteutetut tapaukset:
SK Hynixin 375-kerroksinen 3D NAND -tuotantolinjan päivitys: Kun kerrosten määrä ylitti 300, alkuperäiset 286-kerroksiset volframisanat johtivat merkittävästi kasvaneeseen vastukseen, liialliseen lukemis/kirjoittamisviivästykseen ja estekerros vievän pystysuuntaista tilaa. Siksi SK Hynix otti täysin käyttöön 6N-erityisen puhtaan molyybdeen kohdemateriaalin, varusti linjan erityisillä ALD-lämpökilpoilla (Atomic Layer Deposition) ja poisti TiN-estekeroksen. Yhdellä erällä voitiin käsitellä 100 kappaletta 300 mm:n piirilevyjä. Päivityksen jälkeen mikropiirin yksikköala pieneni 18 %:lla, bittitiheys kasvoi 16,3 %:lla, yhteysvastus väheni 56 %:lla ja lukemis/kirjoittamisnopeus kasvoi 22 %:lla. 15 %:n vähentäminen sadeprosesseissa mahdollisti kuukausittaiset kustannussäästöt yli 10 miljoonaa RMB:tä tehtaassa. Odotetaan, että Cheongjun tehdas saavuttaa täyden tuotantokapasiteetin vuoden 2026 loppuun mennessä, jolloin kuukausittainen molyybdeen kohdemateriaalin hankinta ylittää 2 tonnia.
Changan Storage Xtacking 3.0 – kotimainen korvaus: Changan Storagen 232-kerroksinen 3D NAND-tuotantolinja oli aiemmin erittäin riippuvainen japanilaisen Nishin Metalin molyybdenikohdemateriaaleista. Jin Mo Shares ja Longhua Technology tekivät yhteistyötä ja saavuttivat kotimaisen sertifiointiprosessin 5N5-erityisen puhtaiden molyybdenikohdemateriaalien osalta sekä toimittavat 12-tuumaisia kohdemateriaaleja. Käytännön mittaukset osoittivat, että kotimaisten kohdemateriaalien epäpuhtauksien pitoisuus oli alle 0,1 ppm ja kalvon tasaisuus vastasi tuotettuja tuotteita, mikä vähensi yhden laitteiston kulutusmateriaalien kustannuksia 32 %. Vuonna 2025 molemmat osapuolet allekirjoittivat kolmen vuoden pituisen pitkäaikaisen sopimuksen, jolla tuontikulutusmateriaalien kustannuksia vähennetään yli 120 miljoonalla yuanilla vuodessa, mikä mahdollistaa varastointilaitteiden keskeisten pinnoitemateriaalien itsenäisen hallinnan.
2. CVD-esikäsittelykaasu
Tuotekuvaus: Ydin tuote on korkean puhtausasteen molybdeenipohjainen esikäsittelykaasu, jota käytetään pääasiassa CVD-prosesseissa (kemiallinen kaasufaasikäyttöinen pinnoitus). Esikäsittelykaasulla saavutetaan parempi askelpäällyste ja yhtenäisempi kalvon täyttö kuin PVD-hajoituskohdeaineilla 3D NAND-sanarivien pinnoituksessa erinomaisen korkean suhteellisen korkeuden (esimerkiksi yli 375 kerrosta) kanssa, mikä tekee siitä keskeisen kulutustuotteen ultra-korkeakerroksisten NAND-flash-muistien toteuttamiseen.
Alalla toteutetut tapaukset:
Maailmanlaajuisten tallennusalan jättien 375-kerroksisen tuotantolinjan prosessipäivitys: Ultra-korkean kerrosmäärän 3D NAND:n urakkaus- ja kalvojen pinonnan vaikeuden eksponentiaalisen kasvun edessä tallennusalan jätit, kuten Samsung ja SK Hynix, ovat varustelleet 375-kerroksisen NAND-tuotantolinjansa päivitykset täysin korkean lämpötilan molybdeenin esikäsittelyyn tarkatuilla kaasujärjestelmillä. Koska eteenpäin kulkevien kaasujen puhdistusvaatimukset ja korkean lämpötilan höyrystysmuodostelmat ovat erinomaisen tiukat, johtavat toimittajat, kuten Yaco Technology, ovat onnistuneet toimittamaan Samsungille ja SK Hynixille 6N-luokan molybdeenieteenpäin kulkevia teknologioita, jotka soveltuvat täydellisesti uuden sukupolven NAND-molybdeenisanakäskyjen CVD-pinontaprosessiin. Pitkäaikainen kysyntä on kasvanut räjähtävästi yhdessä korkealuokkaisten NAND-piirien tuotantokapasiteetin kanssa.
Korkean lämpötilan molybdeenitungsten rakenteelliset komponentit (kidekasvatus ja korkean lämpötilan lämmityskäsittelyala)
Tuotekuvaus: Ydin tuotteet ovat molyybdeen kruusit, molyybdeen materiaalikärryt, molyybdeen lämpösuojat, TZM-molyybdeen tukikomponentit, molyybdeen lämmityskaistat ja volframista valmistetut lämmityselementit, jotka soveltuvat tyhjiö-/vedynanneleointiin 1000–1800 °C:n lämpötilassa, sinisen safiirin kristallikasvatukseen sekä piikarbidi-epitaksiaaliseen uuniin jne. äärimmäisissä olosuhteissa. Ruostumaton teräs ja nikkeli-pohjaiset seokset ovat alttiita kriipumisvääntymälle ja hapettumismurtumille yli 1000 °C:n lämpötiloissa, kun taas molyybdeen/volfram ei hapetu tai vapauta epäpuhtauksia inertissä kaasuympäristössä, ja TZM-molyybdeen kriipumisvastus on kaksi kertaa suurempi kuin puhtaan molyybdeen, mikä estää tehokkaasti piilevyn metallisaastumisen.
Alalla toteutetut tapaukset:
Sanan Optoelectronicsin Mini LED -sinisafirin kasvatusuunin päivitys: Sanan Optoelectronics käytti alun perin tuonnista saatuja molyydeenikruusuja sinisafirin kasvattamiseen, joiden käyttöikä oli vain 90 päivää. Uunien usein tapahtuvat pysäytysajat rajoittavat vakavasti tuotantokapasiteettia. Korkealaatuisista Mo-1-molyydeen-hionteista valmistettujen ohutseinäisten molyydeenikruusujen ja niiden sisäpintojen peilipinnan tasaisuuden saavuttaminen lisäsivät yhden kruunun jatkuvaa käyttöikää 280 päivään (3-kertainen parannus), kasvutuloksen nousi 82 prosentista 91 prosenttiin ja uunin vuosittainen substraatin tuotanto kasvoi 120 000 kappaletta. Kun 200 kasvatusuunia koko maassa vaihdettiin täysin kotimaisiin kruunuksiin, vuosittaiset laitteisto- ja materiaalikustannusten säästöt ylittivät 60 miljoonaa RMB:tä.
IV. Volframikupari/molyydeenikupari -yhdistelmälämmönpoistimet (edistynyt pakkaus ja teholaittealat)
Tuotekuvaus: Ydin tuotteet ovat WCu70/80 -volframikupari-, MoCu-molybdeenikupari- ja volframikupari-lämmönjakopohjia, joita käytetään pääasiassa GPU:iden, HBM:n (korkean kaistanleveyden muistin), IGBT:n ja teholähentimien pakkaamiseen. Prosessisovitus perustuu siihen, että volframilla ja molybdeenilla on alhaiset lämpölaajenemiskertoimet, jotka sopivat täydellisesti piisi- ja galliumnitridipiirien kanssa, kun taas kuparin korkea lämmönjohtavuus mahdollistaa lämmön nopean johtamisen. Tämä yhdistelmäaine ratkaisee tehokkaasti tekoälyyn liittyvien suurten laskentatehojen piirien taajuuden laskun ja lämpöhäiriöt korkeissa lämpötiloissa, mikä tekee siitä ideaalin vaihtoehdon puhtaalle kuparille ja alumiinipohjille.
Alalla toteutettu tapaus:
Lämmönhallinnan parantaminen tekoälyyn liittyvien suurten laskentatehojen piireihin: Kun tekoälyyn liittyvien suurten mallien laskentatehon vaatimukset kasvavat GPU- ja HBM-piirien osalta, lämpövirran tiukkuus on saavuttanut rajansa. Perinteiset puhtaasti kuparista valmistetut alustat aiheuttavat pitkäaikaisessa korkeassa lämpötilassa toiminnassa hitsausväsymisvikojen vaaran, koska niiden lämpölaajenemiskertoimet eivät sovi yhteen piirien kanssa. Molybdeenin ja kuparin yhdistelmästä valmistettujen MoCu-lämmönjakopohjien käyttö mahdollistaa täydellisen lämpölaajenemiskertoimen sovittamisen piirien kanssa sekä merkittävästi pienentää lämmönvastusta, mikä ratkaisee kokonaan tekoälypiirien lämpöongelmat korkeataajuusoperaatioissa ja varmistaa laskentainfrastruktuurin pitkäaikaisen vakauden.
V. Tarkkuustungsten-molybdeeni-seoskomponentit (puolijohdevarusteiden komponenttiteollisuus)
Tuotekuvaus: Ydin tuotteet ovat tarkkuustungsteni–molybdeenikomponentteja puolijohdelaitteisiin, kuten ionitörmäyskoneiden suojakomponentteja, MOCVD-lämmittimiä ja elektronisten pakkausten lämmönvaihtimia. Nämä komponentit täytyy pitää erinomaisen tarkkoina mitoissa ja fysikaalisesti vakaina erinomaisen korkean tyhjiön ja syövyttävien ympäristöjen olosuhteissa, jolloin ne muodostavat "näkymättömän perustan", joka mahdollistaa tarkan prosessoinnin puolijohdelaitteissa.
Alalla toteutettu tapaus:
Puolijohteiden ionitörmäyskoneiden keskeisten komponenttien kotimainen tuotanto: Vastaamalla pitkäaikaisen riippuvuuden ongelmaan korkealaatuisista volframimolybdeenikomponenteista 3,5-generaation puolijohteiden ionitörmäyskoneisiin kotimaiset yritykset, kuten Xingyao Xincai, ovat onnistuneet kehittämään ja tuottamaan tarkkuusvolframimolybdeenikomponentteja, joiden puhdistusaste ylittää 99,99 %. Nämä komponentit kestävät erinomaisesti pitkäaikaista korkean tyhjiön alaista ionisäteilyä ja tarjoavat vakaita suorituskykyominaisuuksia, mikä on mahdollistanut niiden hyväksymisen sekä kotimaisten että ulkomaisten asiakkaiden toimitusketjuihin. Tämä on murtanut ulkomaiden yritysten monopolin ja mahdollistanut keskeisten puolijohdevarusteiden kotimaisen korvaamisen.
EN
Uutiset