Seluruh rantai nilai semikonduktor (mencakup pembuatan wafer, pengendapan lapisan tipis, pertumbuhan kristal suhu tinggi, komponen peralatan, dan pengemasan canggih) sangat bergantung pada dua logam refraktori ultra-murni ini, yaitu tungsten dan molibdenum. Dengan titik lebur yang sangat tinggi (3422°C untuk tungsten dan 2622°C untuk molibdenum) serta karakteristik seperti pelepasan impuritas yang rendah, ekspansi termal yang rendah, resistivitas yang rendah, dan tekanan uap yang rendah dalam lingkungan vakum, produk inti diklasifikasikan ke dalam lima kategori. Berikut ini, berdasarkan kasus produksi nyata dari pabrik wafer terkemuka global dan perusahaan penyimpanan besar, memberikan analisis mendetail mengenai penerapan industri dan hasil implementasi masing-masing kategori produk.
1. Target Sputtering Tungsten/Molibdenum Ultra-Murni
Deskripsi Produk: Produk inti meliputi target molibdenum ultra-murni 5N/6N, target tungsten, target komposit tungsten-titanium, dan target paduan molibdenum (dengan ukuran mulai dari 8 inci/12 inci), yang terutama digunakan dalam proses PVD (Physical Vapor Deposition) untuk mengendapkan lapisan logam pada wafer silikon. Dalam teknologi proses konvensional 28 nm dan di atasnya, target tungsten mendominasi pengisian lubang kontak dan lapisan penghalang gerbang; sedangkan dalam proses logika canggih 3 nm/7 nm serta NAND 3D dengan 300 lapisan atau lebih, target molibdenum semakin mempercepat penggantian target tungsten. Pada lebar garis yang sama, resistivitas molibdenum 40% lebih rendah dibandingkan tungsten, dan penumpukan rasio aspek tinggi tidak memerlukan penggunaan lapisan penghalang TiN, sehingga secara signifikan meningkatkan kepadatan penyimpanan.
Studi kasus penerapan industri:
Peningkatan Jalur Produksi NAND 3D SK Hynix Berlapis 375: Seiring jumlah lapisan tumpukan melebihi 300, garis kata tungsten berlapis 286 asli mengalami peningkatan tajam dalam resistansi, latensi baca/tulis yang berlebihan, serta lapisan penghalang yang menempati ruang vertikal. Oleh karena itu, SK Hynix sepenuhnya memperkenalkan bahan target molibdenum ultra-murni 6N, dilengkapi dengan tungku ALD (Atomic Layer Deposition) khusus, serta menghilangkan lapisan penghalang TiN. Satu lot mampu memuat 100 wafer berdiameter 300 mm. Pasca-upgrade, luas area unit chip berkurang 18%, kepadatan bit meningkat 16,3%; resistansi kontak turun 56%, dan kecepatan baca/tulis meningkat 22%. Pengurangan 15% proses deposisi memungkinkan penghematan biaya bulanan lebih dari 10 juta RMB per pabrik. Diperkirakan pada akhir 2026, pabrik Cheongju-nya akan mencapai produksi skala penuh, dengan pengadaan bulanan target molibdenum melebihi 2 ton.
Changan Storage Xtacking 3.0 Penggantian Domestik: Jalur produksi NAND 3D 232-lapis Changan Storage sebelumnya sangat bergantung pada target molibdenum dari Nishin Metal Jepang. Jin Mo Shares bersama Longhua Technology berhasil menyelesaikan sertifikasi domestik bahan target molibdenum ultra-murni 5N5 dan memasok bahan target berukuran 12 inci. Pengukuran aktual menunjukkan bahwa kandungan impuritas bahan target domestik kurang dari 0,1 ppm, dan keseragaman lapisannya setara dengan produk impor, serta mengurangi biaya konsumsi peralatan per unit sebesar 32%. Pada tahun 2025, kedua pihak menandatangani perjanjian jangka panjang selama 3 tahun, sehingga mengurangi pengeluaran untuk konsumsi impor lebih dari 120 juta RMB per tahun, serta mewujudkan kendali mandiri atas bahan pelapis inti untuk penyimpanan.
2. Gas Pra-Pemrosesan CVD
Deskripsi Produk: Produk inti adalah gas pra-pemrosesan berbasis molibdenum dengan kemurnian tinggi, yang terutama digunakan dalam proses CVD (Chemical Vapor Deposition). Dibandingkan dengan target sputtering PVD, gas pra-pemrosesan mampu mencapai cakupan langkah (step coverage) yang lebih unggul serta pengisian lapisan yang lebih seragam dalam pengendapan garis kata (word lines) 3D NAND dengan rasio aspek ultra-tinggi (misalnya lebih dari 375 lapisan), sehingga menjadi bahan habis pakai inti yang mendukung realisasi memori flash NAND berlapis sangat tinggi.
Studi kasus penerapan industri:
Peningkatan Proses Jalur Produksi 375-Lapis oleh Raksasa Penyimpanan Global: Menghadapi peningkatan eksponensial dalam kesulitan proses pengukiran alur (trench etching) dan pengendapan lapisan tipis (film deposition) untuk NAND 3D berlapis sangat tinggi, raksasa penyimpanan seperti Samsung dan SK Hynix dalam peningkatan jalur produksi NAND 375-lapis telah melengkapi sistem pasokan gas pra-pemrosesan molibdenum ber temperatur tinggi. Mengingat persyaratan yang sangat ketat terhadap gas prekursor dalam hal pengendalian impuritas dan formulasi penguapan ber temperatur tinggi, pemasok terkemuka seperti Yaco Technology telah berhasil memasok teknologi prekursor molibdenum kelas 6N ke Samsung dan SK Hynix, sehingga secara sempurna menyesuaikan diri dengan proses pengendapan CVD baris kata (word line) molibdenum NAND generasi baru. Permintaan jangka panjang pun meledak seiring dengan peningkatan kapasitas produksi NAND kelas atas.
Komponen struktural molibdenum-tungsten ber temperatur tinggi (industri pertumbuhan kristal dan perlakuan panas ber temperatur tinggi)
Deskripsi produk: Produk inti meliputi krusibel molibdenum, gerobak bahan molibdenum, pelindung panas molibdenum, komponen penopang molibdenum TZM, sabuk pemanas molibdenum, dan elemen pemanas tungsten, yang cocok untuk proses pemanasan ulang (annealing) dalam kondisi vakum/hidrogen pada suhu 1000–1800°C, pertumbuhan kristal safir biru, serta tungku epitaksial silikon karbon, dll., dalam kondisi ekstrem. Baja tahan karat dan paduan berbasis nikel cenderung mengalami deformasi creep dan retak oksidasi di atas 1000°C, sedangkan molibdenum/tungsten tidak teroksidasi atau melepaskan kontaminan dalam atmosfer inert, dan ketahanan creep molibdenum TZM dua kali lipat dibandingkan molibdenum murni, sehingga secara efektif mencegah kontaminasi logam pada wafer.
Studi kasus penerapan industri:
Peningkatan tungku pertumbuhan safir biru Mini LED di Sanan Optoelectronics: Sanan Optoelectronics awalnya menggunakan krusibel molibdenum impor untuk pertumbuhan safir biru, dengan masa pakai hanya 90 hari. Pemberhentian operasi tungku yang sering secara serius membatasi kapasitas produksi. Dengan menggunakan krusibel molibdenum berdinding tipis yang dibuat dari ingot molibdenum kemurnian tinggi Mo-1 serta memoles permukaan dalamnya hingga mencapai tingkat kilap cermin, masa pakai kontinu satu krusibel meningkat menjadi 280 hari (peningkatan tiga kali lipat), hasil pertumbuhan naik dari 82% menjadi 91%, dan produksi substrat tahunan per tungku meningkat sebanyak 120.000 keping. Setelah 200 tungku pertumbuhan di seluruh negeri sepenuhnya diganti dengan krusibel domestik, penghematan tahunan biaya peralatan dan bahan melebihi 60 juta RMB.
IV. Heat sink komposit tungsten tembaga/molibdenum tembaga (industri pengemasan lanjutan dan perangkat daya)
Deskripsi produk: Produk inti meliputi substrat heat sink WCu70/80 (tungsten tembaga), MoCu (molibdenum tembaga), serta substrat tungsten tembaga, yang terutama digunakan untuk pengemasan GPU, HBM (high-bandwidth memory), IGBT, dan semikonduktor daya. Adaptasi prosesnya terletak pada: koefisien ekspansi termal rendah dari tungsten dan molibdenum yang sangat cocok dengan chip silikon dan gallium nitrida, sementara konduktivitas termal tinggi tembaga memungkinkan perpindahan panas secara cepat. Bahan komposit ini secara efektif mengatasi masalah penurunan frekuensi dan kegagalan termal pada chip komputasi daya besar AI dalam kondisi suhu tinggi, sehingga menjadi pengganti ideal untuk substrat tembaga murni dan aluminium.
Studi kasus penerapan industri:
Peningkatan manajemen termal untuk chip komputasi daya besar berbasis AI: Dengan meningkatnya kebutuhan daya komputasi untuk model AI skala besar pada chip GPU dan HBM, kepadatan fluks panas telah mencapai batas maksimalnya. Substrat tembaga murni konvensional, karena ketidaksesuaian koefisien ekspansi termalnya, rentan mengalami kegagalan kelelahan las akibat siklus suhu tinggi dalam jangka panjang. Penggunaan substrat heat sink komposit molibdenum-tembaga (MoCu) tidak hanya mencapai kesesuaian ekspansi termal yang sempurna dengan chip silikon, tetapi juga secara signifikan mengurangi resistansi termal, sehingga sepenuhnya mengatasi masalah kegagalan termal pada chip AI selama operasi frekuensi tinggi, menjamin operasi stabil jangka panjang infrastruktur komputasi.
V. Komponen presisi berbasis paduan tungsten-molibdenum (industri komponen peralatan semikonduktor)
Deskripsi produk: Produk intinya adalah komponen tungsten-molibdenum presisi untuk peralatan semikonduktor, seperti komponen pelindung mesin implantasi ion, pemanas MOCVD, dan bahan heat sink untuk kemasan elektronik. Komponen-komponen ini harus mempertahankan akurasi dimensi yang sangat tinggi serta stabilitas fisik dalam kondisi vakum ekstrem dan lingkungan korosif, sehingga berperan sebagai "landasan tak terlihat" bagi peralatan semikonduktor guna mencapai proses yang presisi.
Studi kasus penerapan industri:
Domestikasi komponen inti mesin implan ion semikonduktor: Sebagai respons terhadap permasalahan utama ketergantungan jangka panjang pada impor untuk komponen tungsten-molibdenum kelas atas yang digunakan pada mesin implan ion semikonduktor generasi 3,5, perusahaan dalam negeri seperti Xingyao Xincai telah berhasil mengembangkan dan memproduksi komponen presisi tungsten-molibdenum dengan tingkat kemurnian lebih dari 99,99%. Komponen-komponen ini menunjukkan masa pakai yang sangat panjang serta kinerja yang stabil di bawah kondisi penembakan ion berkevakuman tinggi dalam jangka waktu lama, berhasil memasuki rantai pasok pelanggan domestik maupun asing, memecah monopoli perusahaan luar negeri, serta mewujudkan substitusi dalam negeri untuk komponen kunci peralatan semikonduktor.
EN
Berita Terpanas