Puslaidininkių ultrašvarių volframo ir molibdeno medžiagų taikymas ir pramonės įdiegimo atvejų analizė

Jul 10, 2026

Visa puslaidininkių vertės grandinė (apimanti plokščių gamybą, plonų plėvelių nuosėdų formavimą, aukštos temperatūros kristalų augimą, įrangos komponentus ir pažangų supakuojimą) labai priklauso nuo šių dviejų ultrašvarių liejimo metalų – volframo ir molibdeno. Dėl jų itin aukštų lydymosi temperatūrų (volframo – 3422 °C, molibdeno – 2622 °C) bei tokių savybių kaip mažas priemaišų išsiskyrimas, mažas šiluminis plėtimasis, mažas elektrinis pasipriešinimas ir mažas garų slėgis vakuumo aplinkoje, pagrindiniai produktai yra suskirstyti į penkias kategorijas. Žemiau, remiantis tikrais gamybos atvejais iš pasaulio lyderių tarp plokščių gamintojų ir didžiausių saugyklinių įmonių, pateikiamas išsamus kiekvienos produkto kategorijos pramoninės taikymo sritys ir įgyvendinimo rezultatų analizė.

1. Ultrašvarūs volframo/molibdeno dulkinimo taikiniai

Produkto aprašymas: Pagrindiniai produktai yra 5N/6N ultrašvarūs molibdeno taikiniai, volframo taikiniai, volframo-titano kompozitiniai taikiniai ir molibdeno lydiniai taikiniai (dydžiai nuo 8/12 colių), kurie daugiausia naudojami PVD (fizinio garinimo) procesuose metalo plėvelėms nusodinti ant silicio plokštelių. Tradicinėse 28 nm ir platesnėse technologijose volframo taikiniai dominavo kontaktinių skylių užpildyme ir vartų barjeriniuose sluoksniuose; tuo tarpu 3 nm/7 nm pažangiose loginėse technologijose ir 300 ar daugiau sluoksnių turinčiuose 3D NAND įrenginiuose molibdeno taikiniai vis greičiau keičia volframo taikinius. Tuo pačiu linijos pločiu molibdeno savitasis elektrinis pasipriešinimas yra 40 % žemesnis nei volframo, o aukšto santykio („high aspect ratio“) sluoksninės struktūros sukūrimui nereikia naudoti TiN barjerinių sluoksnių, dėl ko žymiai padidėja saugojimo tankis.

Pramonės įgyvendinimo atvejai:

SK Hynix 375 sluoksnių 3D NAND gamybos linijos modernizavimas: kai sluoksnių skaičius viršijo 300, pradinės 286 sluoksnių volframo žodžių linijos susidūrė su stačiu varžos padidėjimu, per dideliu skaitymo/rašymo uždelstumu ir blokuojančio sluoksnio užimamu vertikaliu plotu. Todėl SK Hynix visiškai įvedė 6N ultrašvarios molibdeno taikinių medžiagas, įrengė specializuotas ALD (atomų sluoksnio nusodinimo) krosnis ir pašalino TiN blokuojantį sluoksnį. Vienoje partijoje galima įkrauti 100 plokštumų, kurių skersmuo – 300 mm. Po modernizavimo mikroschemos vieneto plotas sumažėjo 18 %, bitų tankis padidėjo 16,3 %; kontaktinė varža sumažėjo 56 %, o skaitymo/rašymo greitis padidėjo 22 %. Sumažinus 15 % nusodinimo procesų, kiekvienoje gamykloje kas mėnesį sutaikoma daugiau nei 10 milijonų RMB. Numatoma, kad iki 2026 m. pabaigos jos Čongdžu gamykla pasieks pilną gamybą, o kas mėnesį įsigyjama daugiau nei 2 tonos molibdeno taikinių.

Changan saugyklos Xtacking 3.0 vietinis pakaitalas: Changan saugyklos 232 sluoksnių 3D NAND gamybos linija anksčiau buvo labai priklausoma nuo japonų įmonės Nishin Metal molibdeno taikinių. Jin Mo akcijos bendradarbiaudamos su Longhua technologija sėkmingai baigė 5N5 ultrašvaraus molibdeno taikinių medžiagų vietinę sertifikavimo procedūrą ir tiekė 12 colių taikinių medžiagas. Realūs matavimai parodė, kad vietinių taikinių medžiagų priemaišų kiekis buvo mažesnis nei 0,1 ppm, o plėvelės vienodumas atitiko importuotų produktų parametrus; vieno komplekto įrangos sąnaudų medžiagoms sumažėjo 32 %. 2025 m. abi šalys pasirašė trims metams galiojančią ilgalaikę sutartį, kuria metu importuojamų sąnaudų medžiagų išlaidos kasmet sumažės daugiau kaip 120 milijonų RMB, pasiekiant saugyklos pagrindinių dengiamųjų medžiagų savarankišką kontrolę.

2. CVD pirminio apdorojimo dujos

Produkto aprašymas: Pagrindinis produktas – aukštos grynumo laipsnio molibdeno pagrindu parengtas dujų mišinys, naudojamas CVD (cheminio garų nusodinimo) procesuose. Palyginti su PVD (fiziniu garų nusodinimu) suteptuvais, šis parengiamasis dujų mišinys leidžia pasiekti puikesnę žingsninę dangos dengimo kokybę ir vienodesnį plėvelės užpildymą 3D NAND žodžio linijų nusodinimo metu esant itin aukštam santykio aukštis/pločius (pvz., daugiau nei 375 sluoksniai), todėl jis yra pagrindinis sąnaudinis medžiagų tiekėjas, kuris leidžia realizuoti itin daug sluoksnių turinčią NAND atmintinę.

Pramonės įgyvendinimo atvejai:

Pasaulinės atminties įmonių 375 sluoksnių gamybos linijos proceso modernizavimas: susiduriant su eksponentiškai augančiais sunkumais šulinėlių raižyme ir plėvelės nuosėdų formavime ultraaukšto sluoksnių skaičiaus 3D NAND atveju, tokios atminties įmonės kaip Samsung ir SK Hynix 375 sluoksnių NAND gamybos linijų modernizavimo metu visiškai įdiegė aukštos temperatūros molibdeno pirminio apdorojimo dujų tiekimo sistemas. Dėl itin aukštų reikalavimų pirminėms dujoms, kurie susiję su priemaišų kontrolės ir aukštos temperatūros garinimo formulėmis, pirmaujančios tiekėjos, pvz., Yaco Technology, sėkmingai tiekė Samsung ir SK Hynix 6N klasės molibdeno pirminės medžiagos technologiją, kuri puikiai pritaikyta naujos kartos NAND molibdeno žodžio linijų CVD nuosėdų formavimo procesui. Ilgalaikė paklausa staigiai išaugo kartu su aukštos kokybės NAND gamybos galios padidėjimu.

Aukštos temperatūros molibdeno-volframo konstrukciniai komponentai (kristalų augimo ir aukštos temperatūros terminio apdorojimo pramonė)

Produkto aprašymas: Pagrindiniai produktai apima molibdeno kriušetes, molibdeno medžiagų vežimėlius, molibdeno šilumos skydus, TZM molibdeno atraminius komponentus, molibdeno šildymo juostas ir volframo šildymo elementus, kurie tinka vakuumo/vandenilio atviram kaitinimui 1000–1800 °C temperatūroje, mėlynų safyrų kristalų augimui bei silicio karbido epitaksiniams krosnims ir kt. ekstremaliomis sąlygomis. Nerdžio plienas ir nikeliu pagrįsti lydiniai linkę deformuotis dėl sukrovimo ir oksiduotis virš 1000 °C, tuo tarpu molibdenas/volframas inertinėje atmosferoje neoksiduojasi ir neišskleidžia priemaišų, o TZM molibdeno sukrovimo atsparumas yra dvigubai didesnis nei gryno molibdeno, todėl veiksmingai išvengiama plokštelių užteršimo metalais.

Pramonės įgyvendinimo atvejai:

„Sanan Optoelectronics“ mini LED mėlynųjų safyrų augimo krosnies modernizavimas: „Sanan Optoelectronics“ pirminiai mėlynųjų safyrų augimui naudojo importuotus molibdeno krosnies dubenėlius, kurių tarnavimo trukmė buvo tik 90 dienų. Dažni krosnies išjungimai rimtai apribojo gamybos pajėgumus. Naudojant plonasienius molibdeno dubenėlius, pagamintus iš aukštos kokybės Mo-1 molibdeno lydinių ir poliruojant jų vidines sienas iki veidrodinio paviršiaus lygio, vieno dubenėlio nuolatinė tarnavimo trukmė padidėjo iki 280 dienų (3 kartus), augimo naudingumo koeficientas padidėjo nuo 82 % iki 91 %, o kasmetinis vienos krosnies pagamintų pograndžių kiekis padidėjo 120 000 vienetų. Kai visoje šalyje 200 augimo krosnių buvo visiškai pakeistos vietiniais dubenėliais, metiniai įrangos ir medžiagų kaštai sumažėjo daugiau nei 60 milijonų RMB.

IV. Volframo vario / molibdeno vario sudėtiniai šilumos radiatoriai (pažangiosios pakavimo ir galios komponentų pramonė)

Produkto aprašymas: Pagrindiniai produktai yra WCu70/80 volframo vario, MoCu molibdeno vario šilumos nuoseklių pagrindų medžiagos bei volframo vario pagrindų medžiagos, kurios daugiausia naudojamos GPU, HBM (didelės prateklės atminties), IGBT ir galios puslaidininkių pakavimui. Technologinis pritaikymas remiasi tuo, kad volframo ir molibdeno mažas šiluminis plėtimosi koeficientas puikiai atitinka silicio ir galio nitrido mikroschemas, o vario aukšta šilumos laidumas leidžia greitai pašalinti šilumą. Ši sudėtinė medžiaga veiksmingai išsprendžia dirbtinio intelekto didelės skaičiavimo galios mikroschemų dažnio sumažėjimo ir šiluminio sugadinimo problemą esant aukštoms temperatūroms, todėl ji tampa idealia vietoj gryno vario ir aliuminio pagrindų.

Pramonės įgyvendinimo atvejis:

Šilumos valdymo sistemos patobulinimas dirbant su dirbtinio intelekto dideliais skaičiavimo galios čipais: kai dirbtinio intelekto didžiųjų modelių skaičiavimo galios reikalavimai, tenkinami naudojant GPU ir HBM čipus, stipriai išaugo, šilumos srauto tankis pasiekė savo ribą. Tradiciniai tik iš vario pagaminti pagrindai dėl netinkamo šiluminio plėtimosi koeficiento ilgalaikės aukštos temperatūros ciklinės apkrovos sąlygomis linkę į suvirinimo nuovargio sugadinimą. Naudojant MoCu molibdeno ir vario kompozitinius šilumos šalinimo pagrindus ne tik pasiekiamas puikus šiluminio plėtimosi koeficiento atitikimas su silicio čipais, bet taip pat žymiai sumažinamas šiluminis pasipriešinimas, visiškai išsprendžiant dirbtinio intelekto čipų šiluminį sugadinimą aukšto dažnio veikimo metu ir užtikrinant skaičiavimo infrastruktūros ilgalaikį stabilų veikimą.

V. Tikslūs volframo ir molibdeno lydinio komponentai (pusrūšinių prietaisų komponentų pramonė)

Produkto aprašymas: Pagrindiniai produktai – tai tikslūs volframo ir molibdeno komponentai puslaidžių įrangai, pvz., jonų implantavimo įrenginių apsauginiai komponentai, MOCVD šildytuvai ir elektroninės pakavimo šilumos nuoseklios medžiagos. Šie komponentai turi išlaikyti itin aukštą matmeninę tikslumą ir fizinę stabilumą itin aukšto vakuumo ir korozinėje aplinkoje, todėl jie yra „nematoma pamatinė atrama“, leidžianti puslaidžių įrangai vykdyti tikslų gamybos procesą.

Pramonės įgyvendinimo atvejis:

Pagrindinių puslaidininkių jonų implantavimo įrangos komponentų vietinimas: atsakant į ilgalaikės priklausomybės nuo importo problemą, kai 3,5 kartos puslaidininkių jonų implantavimo įrangai reikia aukšto lygio volframo ir molibdeno komponentų, kiniečių įmonės, tokios kaip Xingyao Xincai, sėkmingai sukūrė ir pradėjo gaminti tikslųjį volframo ir molibdeno komponentus, kurių grynumas viršija 99,99 %. Šie komponentai pasižymi itin ilgu tarnavimo laiku ir stabilia veikla ilgalaikės aukštos vakuumo sąlygomis vykstančio jonų bombardavimo metu, sėkmingai įėjo į vietinių ir užsienio klientų tiekimo grandines, sulaužė užsienio įmonių monopoliją ir pasiekė pagrindinių puslaidininkių įrangos komponentų vietinę pakaitą.