De gehele halfgeleiderwaardeketen (die waferproductie, dunnefilmdepositie, kristalgroei bij hoge temperatuur, apparatuurcomponenten en geavanceerde verpakking omvat) is extreem afhankelijk van deze twee ultrzuivere vuurvaste metalen: wolfraam en molybdeen. Vanwege hun extreem hoge smeltpunten (3422 °C voor wolfraam en 2622 °C voor molybdeen) en eigenschappen zoals lage vrijstelling van onzuiverheden, lage thermische uitzettingscoëfficiënt, lage soortelijke weerstand en lage dampdruk in vacuümomstandigheden, worden de kernproducten ingedeeld in vijf categorieën. De volgende analyse, gebaseerd op echte productiegevallen van wereldwijd toonaangevende waferfabrieken en grote opslagbedrijven, geeft een gedetailleerde uiteenzetting van de industriële toepassing en implementatieresultaten van elk producttype.
1. Ultrazuivere wolfraam/molybdeen-sputtertargets
Productomschrijving: De kernproducten zijn 5N/6N ultrazuivere molybdeen-doelen, wolfraam-doelen, wolfraam-titaan-composietdoelen en molybdeenlegeringsdoelen (afmetingen variërend van 8/12 inch), die voornamelijk worden gebruikt in PVD-processen (Physical Vapor Deposition) voor het aanbrengen van metalen lagen op siliciumwafer. Bij traditionele processtechnologieën van 28 nm en hoger domineerden wolfraam-doelen de vulling van contactgaten en gate-barrièrelagen; bij geavanceerde logica-processen van 3 nm/7 nm en 3D NAND met 300 lagen of meer vervangen molybdeen-doelen steeds sneller wolfraam-doelen. Bij dezelfde lijnbreedte is de resistiviteit van molybdeen 40 % lager dan die van wolfraam, en bij stapeling met een hoge aspectverhouding is geen gebruik van TiN-barrièrelagen vereist, wat de opslagdichtheid aanzienlijk verbetert.
Praktijkvoorbeelden uit de industrie:
Upgrade van de productielijn voor 375-laagse 3D NAND van SK Hynix: Omdat het aantal lagen in de stack meer dan 300 overschreed, leidde de oorspronkelijke 286-laagse wolfraamwoordlijn tot een sterke stijging van de weerstand, te lange lees-/schrijftijden en een blokkerende laag die verticale ruimte innam. Daarom introduceerde SK Hynix volledig 6N ultrazuivere molybdoom-doelmaterialen, uitgerust met speciale ALD-ovens (Atomic Layer Deposition) en werd de TiN-blokkerende laag geëlimineerd. Een enkele batch kon 100 wafers van 300 mm laden. Na de upgrade werd het chipoppervlak per eenheid met 18% verkleind en de bitdichtheid met 16,3% verhoogd; de contactweerstand daalde met 56% en de lees-/schrijfsnelheid steeg met 22%. Door 15% van de afzettingsprocessen te verminderen, werd een maandelijkse kostenbesparing van meer dan 10 miljoen RMB per fabriek bereikt. Er wordt verwacht dat de fabriek in Cheongju tegen eind 2026 volledig in productie zal zijn, met een maandelijkse aankoop van molybdoom-doelmaterialen van meer dan 2 ton.
Changan-opslag Xtacking 3.0, binnenlandse vervanging: De productielijn van Changan-opslag voor 3D NAND met 232 lagen was eerder sterk afhankelijk van molybdoomdoelen van het Japanse bedrijf Nishin Metal. Jin Mo Shares en Longhua Technology hebben gezamenlijk de binnenlandse certificering voltooid van ultrazuivere molybdoomdoelen met een zuiverheid van 5N5 en leveren doelen met een diameter van 12 inch. Uit praktische metingen bleek dat het impureitengehalte van de binnenlandse doelen lager was dan 0,1 ppm en dat de filmuniformiteit gelijk was aan die van de geïmporteerde producten, met een verlaging van de consumptiekosten per apparaatset met 32%. In 2025 ondertekenden beide partijen een langetermijnovereenkomst voor drie jaar, waardoor de jaarlijkse uitgaven voor geïmporteerde consumptiegoederen met meer dan 120 miljoen RMB worden verminderd, wat leidt tot autonome controle over de kerncoatingmaterialen voor opslag.
2. CVD-voorbehandelingsgas
Productomschrijving: Het kernproduct is een hoogzuiver, op molybdeen gebaseerd voorbehandelingsgas, dat voornamelijk wordt gebruikt in CVD-processen (Chemical Vapor Deposition). In vergelijking met PVD-sputtertargets kan voorbehandelingsgas uitstekender stapdekking en een uniformere filmvulling bereiken bij het afzetten van 3D NAND-woordlijnen met extreem hoge aspectverhoudingen (bijvoorbeeld meer dan 375 lagen), waardoor het de kernverbruiksartikelen vormt die de realisatie van NAND-flashgeheugen met een extreem groot aantal lagen ondersteunen.
Praktijkvoorbeelden uit de industrie:
Upgrade van de productielijn met 375 lagen van wereldwijde opslagreuzen: Gezien de exponentieel stijgende moeilijkheidsgraad bij het graveren van groeven en het afzetten van films voor ultra-hooglaagse 3D NAND, hebben opslagreuzen zoals Samsung en SK Hynix bij de upgrade van hun productielijn voor 375-laagse NAND volledig uitgerust met hoogtemperatuur-molybdeen voorverwerkingsystemen voor gasvoorziening. Vanwege de uiterst hoge eisen aan precursor-gassen wat betreft verontreinigingscontrole en formuleringen voor verdamping bij hoge temperatuur, zijn toonaangevende leveranciers zoals Yaco Technology erin geslaagd om Samsung en SK Hynix te leveren met molybdeen-precursor-technologie van 6N-kwaliteit, die perfect aansluit bij het nieuwe generatie CVD-afzettingsproces voor molybdeen woordlijnen in NAND. De langetermijnvraag is explosief gestegen in combinatie met de productiecapaciteit van high-end NAND.
Hoogtemperatuur-molybdeen-wolfram constructie-onderdelen (kristalgroei en hoogtemperatuur-thermische behandeling)
Productomschrijving: De kernproducten omvatten molybdeen crucibles, molybdeen materiaalwagens, molybdeen warmteafschermingen, TZM-molybdeen ondersteuningscomponenten, molybdeen verwarmingsbanden en wolfraam verwarmingselementen, geschikt voor vacuüm-/waterstofaanglansing bij 1000–1800 °C, de groei van blauwe saffierkristallen en siliciumcarbide epitaxiale ovens, enz., onder extreme omstandigheden. Roestvast staal en nikkelgebaseerde legeringen zijn boven 1000 °C gevoelig voor kruipvervorming en oxidatiebreuken, terwijl molybdeen/wolfraam in een inert atmosfeer niet oxideert of verontreinigende stoffen vrijgeeft, en de kruipbestendigheid van TZM-molybdeen twee keer zo hoog is als die van zuiver molybdeen, waardoor vervuiling van wafers met metalen effectief wordt voorkomen.
Praktijkvoorbeelden uit de industrie:
Upgrade van de Mini-LED-blauwe saffiergroeioven bij Sanan Optoelectronics: Sanan Optoelectronics gebruikte oorspronkelijk geïmporteerde molybdeenkroezen voor de groei van blauwe saffier, met een levensduur van slechts 90 dagen. Frequente ovensluitingen beperkten de productiecapaciteit ernstig. Door dunwandige molybdeenkroezen te gebruiken, vervaardigd uit hoogzuivere Mo-1-molybdeen-ingots, en de binnenwanden te polijsten tot een spiegelschijnend oppervlak, steeg de continue levensduur van één kroes tot 280 dagen (een verbetering met een factor 3), steeg de groeiprestatie van 82% naar 91%, en nam de jaarlijkse substraatproductie per oven toe met 120.000 stuks. Nadat 200 groeiovens landelijk volledig waren vervangen door Chinese kroezen, bedroegen de jaarlijkse kostenbesparingen op apparatuur en materialen meer dan 60 miljoen RMB.
IV. Wolfram-koper/molybdeen-koper samengestelde koellichamen (geavanceerde verpakking en vermoeidheidstoepassingen)
Productomschrijving: De kernproducten zijn WCu70/80 wolfraam-koper, MoCu molybdeen-koper koelplaat-substraten en wolfraam-koper substraten, voornamelijk gebruikt voor de verpakking van GPU’s, HBM (high-bandwidth memory), IGBT’s en vermogenshalfgeleiders. De procesaanpassing berust op het feit dat de lage thermische uitzettingscoëfficiënten van wolfraam en molybdeen perfect aansluiten bij silicium- en galliumnitride-chips, terwijl de hoge thermische geleidbaarheid van koper warmte snel kan afvoeren. Dit composietmateriaal lost effectief het probleem op van frequentieverlaging en thermische storingen bij AI-chips met grote rekenkracht onder hoge temperaturen, waardoor het een ideale vervanging wordt voor zuiver koperen en aluminium substraten.
Implementatiecase uit de industrie:
Upgrade van het thermisch beheer voor AI-chips met grote rekenkracht: Met de sterke stijging van de rekenkrachtvereisten voor AI-grote modellen op GPU- en HBM-chips heeft de warmtestroomdichtheid zijn limiet bereikt. Traditionele zuiver-koper-substraten veroorzaken door hun ongelijke uitzettingscoëfficiënten welduizelfatigue onder langdurige hoogtemperatuurcycli. Het gebruik van MoCu-molybdeen-koper compositiekoelplaat-substraten biedt niet alleen een perfecte thermische uitzettingsaanpassing aan siliciumchips, maar vermindert ook de thermische weerstand aanzienlijk, waardoor het thermische uitvalprobleem van AI-chips bij hoge frequentie volledig wordt opgelost en de langetermijnstabiele werking van de rekeninfrastructuur wordt gewaarborgd.
V. Precisie-wolfram-molybdeenlegeringscomponenten (componentenindustrie voor halfgeleiderapparatuur)
Productomschrijving: De kernproducten zijn precisiecomponenten van wolfraam en molybdeen voor halfgeleiderapparatuur, zoals afschermdelen voor ionenimplantatiemachines, MOCVD-verwarmers en warmteafvoerplaten voor elektronische verpakkingen. Deze componenten moeten een uiterst hoge dimensionale nauwkeurigheid en fysieke stabiliteit behouden in extreem vacuüm en corrosieve omgevingen, en vormen de ‘onzichtbare basissteen’ waarmee halfgeleiderapparatuur precieze processen kan uitvoeren.
Implementatiecase uit de industrie:
Domesticering van kerncomponenten van halfgeleider-ionenimplantatiemachines: Als reactie op het knelpunt van de langdurige afhankelijkheid van import voor hoogwaardige wolfraam-molybdeencomponenten voor halfgeleider-ionenimplantatiemachines van de 3,5e generatie, hebben Chinese bedrijven zoals Xingyao Xincai met succes precisie-wolfraam-molybdeencomponenten ontwikkeld en geproduceerd met een zuiverheid van meer dan 99,99%. Deze componenten vertonen een zeer lange levensduur en stabiele prestaties onder langdurige ionenbestraling in vacuüm, en zijn met succes opgenomen in de leveringsketens van zowel Chinese als buitenlandse klanten. Hierdoor is het monopolie van buitenlandse bedrijven gebroken en is de vervanging van essentiële componenten voor halfgeleiderapparatuur binnen China bereikt.
EN
Actueel nieuws