Вся полупроводниковая производственная цепочка (включающая изготовление пластин, нанесение тонких пленок, высокотемпературный рост кристаллов, компоненты оборудования и передовую упаковку) чрезвычайно зависит от этих двух ультрачистых тугоплавких металлов — вольфрама и молибдена. Благодаря их исключительно высоким температурам плавления (3422 °C для вольфрама и 2622 °C для молибдена), а также таким характеристикам, как низкое выделение примесей, низкий коэффициент теплового расширения, низкое удельное электрическое сопротивление и низкое давление паров в вакуумной среде, основные продукты классифицируются на пять категорий. Ниже приведён подробный анализ применения и результатов внедрения каждой категории продукции в отрасли на основе реальных производственных случаев из ведущих мировых фабрик по производству пластин и крупнейших компаний-производителей запоминающих устройств.
1. Ультрачистые мишени для магнетронного распыления из вольфрама/молибдена
Описание продукта: Основные продукты — это молибденовые мишени сверхвысокой чистоты 5N/6N, вольфрамовые мишени, композитные мишени из вольфрама и титана, а также мишени из молибденовых сплавов (размеры от 8 до 12 дюймов), которые в основном используются в процессах физического осаждения из паровой фазы (PVD) для нанесения металлических пленок на кремниевые пластины. В традиционных технологических процессах с нормами 28 нм и выше вольфрамовые мишени доминировали при заполнении контактных отверстий и формировании барьерных слоев затворов; в то же время в передовых логических процессах с нормами 3 нм/7 нм и в 3D NAND с 300 и более слоями молибденовые мишени ускоряют замещение вольфрамовых мишеней. При одинаковой ширине линии удельное электрическое сопротивление молибдена на 40 % ниже, чем у вольфрама, а при формировании многослойных структур с высоким соотношением высоты к ширине не требуется применение барьерных слоев из TiN, что значительно повышает плотность хранения.
Примеры внедрения в отрасли:
Модернизация производственной линии по выпуску 3D NAND-памяти SK Hynix с 375 слоями: поскольку количество слоёв в стопке превысило 300, исходные вольфрамовые словесные линии с 286 слоями столкнулись с резким ростом сопротивления, чрезмерной задержкой при чтении/записи и блокирующим слоем, занимающим вертикальное пространство. В связи с этим SK Hynix полностью внедрила ультрачистые молибденовые мишени марки 6N, оснастила линию специализированными печами ALD (атомно-слоевого осаждения) и устранила блокирующий слой из TiN. Одна загрузка позволяет обрабатывать 100 кремниевых пластин диаметром 300 мм. После модернизации площадь чипа на единицу уменьшилась на 18 %, плотность битов выросла на 16,3 %; контактное сопротивление снизилось на 56 %, а скорость чтения/записи увеличилась на 22 %. Сокращение числа операций осаждения на 15 % позволило ежемесячно экономить более 10 млн юаней на каждом заводе. Ожидается, что к концу 2026 г. завод компании в Чхонджу достигнет полной мощности, а ежемесячные закупки молибденовых мишеней превысят 2 тонны.
Хранение Changan с технологией Xtacking 3.0: производственная линия по выпуску 3D NAND-памяти Changan Storage с 232 слоями ранее сильно зависела от молибденовых мишеней японской компании Nishin Metal. Компания Jin Mo Shares совместно с Longhua Technology успешно завершила процесс сертификации на территории КНР ультрачистых молибденовых мишеней класса 5N5 и поставила мишени диаметром 12 дюймов. Фактические измерения показали, что содержание примесей в отечественных мишенях составляет менее 0,1 ppm, а однородность наносимой пленки соответствует импортным аналогам; при этом себестоимость расходных материалов на один комплект оборудования снизилась на 32 %. В 2025 году обе стороны подписали трехлетнее долгосрочное соглашение, благодаря которому ежегодные расходы на импортные расходные материалы сократятся более чем на 120 млн юаней, обеспечив тем самым независимый контроль над ключевыми материалами для нанесения покрытий в области хранения данных.
2. Газ для предварительной обработки в процессе CVD
Описание продукта: Основной продукт — газ для предварительной обработки на основе молибдена высокой чистоты, используемый в основном в процессах химического осаждения из паровой фазы (CVD). По сравнению с мишенями для магнетронного распыления (PVD) газ для предварительной обработки обеспечивает более превосходное покрытие рельефа и более однородное заполнение пленки при осаждении словесных линий 3D NAND с чрезвычайно высоким соотношением сторон (например, более 375 слоев), являясь основным расходуемым материалом, обеспечивающим реализацию флэш-памяти NAND с рекордно большим количеством слоев.
Примеры внедрения в отрасли:
Модернизация производственной линии глобальных лидеров в области хранения данных для выпуска 375-слойных микросхем: в условиях экспоненциального роста сложности процессов травления траншей и осаждения пленок при производстве сверхмногослойной 3D NAND-памяти такие компании, как Samsung и SK Hynix, при модернизации своих производственных линий для выпуска 375-слойных NAND-чипов полностью оснастили их высокотемпературными газовыми системами подачи предварительной обработки на основе молибдена. Ввиду чрезвычайно высоких требований к прекурсорным газам в части контроля примесей и формул испарения при высоких температурах ведущие поставщики, такие как Yaco Technology, успешно поставляют Samsung и SK Hynix технологию молибденовых прекурсоров класса 6N, идеально соответствующую новому поколению процесса CVD-осаждения молибденовых словных линий NAND. Спрос на данные решения в долгосрочной перспективе резко возрос параллельно с увеличением производственных мощностей премиальной NAND-памяти.
Высокотемпературные конструкционные компоненты из молибдена и вольфрама (промышленность выращивания кристаллов и высокотемпературной термообработки)
Описание продукта: Основные продукты включают молибденовые тигли, молибденовые транспортные тележки, молибденовые тепловые экраны, опорные компоненты из молибденового сплава TZM, молибденовые нагревательные ленты и вольфрамовые нагревательные элементы, предназначенные для вакуумной/водородной отжиговой обработки при температуре 1000–1800 °C, выращивания кристаллов сапфира синего цвета, а также печей для эпитаксиального роста карбида кремния и других применений в экстремальных условиях. Нержавеющая сталь и никелевые сплавы склонны к ползучести и окислительному растрескиванию при температурах выше 1000 °C, тогда как молибден и вольфрам не окисляются и не выделяют примесей в инертной атмосфере; сопротивление ползучести молибденового сплава TZM в два раза выше, чем у чистого молибдена, что эффективно предотвращает загрязнение кремниевых пластин металлами.
Примеры внедрения в отрасли:
Модернизация печи для выращивания сапфира синего цвета по технологии Mini LED на заводе Sanan Optoelectronics: ранее компания Sanan Optoelectronics использовала импортные молибденовые тигли для выращивания сапфира синего цвета, срок службы которых составлял всего 90 дней. Частые остановки печи серьёзно ограничивали производственные мощности. Применение тонкостенных молибденовых тиглей, изготовленных из высокочистых слитков молибдена марки Mo-1, с полировкой внутренних стенок до зеркальной поверхности позволило увеличить непрерывный срок службы одного тигля до 280 дней (в 3 раза), выход прироста кристаллов повысился с 82 % до 91 %, а годовой объём производства подложек на одну печь возрос на 120 000 штук. После полной замены 200 ростовых печей по всей стране на отечественные тигли годовая экономия средств на оборудование и материалы превысила 60 млн юаней.
IV. Композитные теплоотводы на основе вольфрама и меди / молибдена и меди (отрасль передовых упаковок и силовых полупроводниковых приборов)
Описание продукта: Основные продукты — это вольфрамово-медные сплавы WCu70/80, подложки-теплоотводы из молибденово-медного сплава MoCu и вольфрамово-медные подложки, которые в основном используются для упаковки графических процессоров (GPU), высокопроизводительной памяти (HBM), IGBT и силовых полупроводников. Адаптация процесса основана на следующем: низкие коэффициенты теплового расширения вольфрама и молибдена идеально совместимы с кремниевыми и нитрид-галлиевыми чипами, а высокая теплопроводность меди обеспечивает быстрый отвод тепла. Этот композитный материал эффективно решает проблему снижения тактовой частоты и термического отказа чипов искусственного интеллекта при высоких вычислительных нагрузках, становясь идеальной заменой подложек из чистой меди и алюминия.
Пример внедрения в отрасли:
Модернизация системы теплового управления для чипов ИИ с высокой вычислительной мощностью: с ростом требований к вычислительной мощности для крупных моделей ИИ на GPU и чипах HBM плотность теплового потока достигла своего предела. Традиционные подложки из чистой меди из-за несоответствия коэффициентов теплового расширения склонны к усталостному разрушению сварных соединений при длительном циклическом воздействии высоких температур. Использование композитных теплоотводящих подложек из молибден-медного сплава MoCu обеспечивает идеальное совпадение коэффициентов теплового расширения с кремниевыми чипами, а также значительно снижает тепловое сопротивление, полностью устраняя проблему теплового отказа чипов ИИ при работе на высоких частотах и гарантируя долгосрочную стабильную работу вычислительной инфраструктуры.
V. Прецизионные компоненты из вольфрам-молибденового сплава (компоненты оборудования для полупроводниковой промышленности)
Описание продукта: Основные продукты — это прецизионные компоненты из вольфрама и молибдена для оборудования для производства полупроводников, например, экранирующие компоненты для установок ионной имплантации, нагреватели для установок MOCVD и материалы для теплоотводов в электронных корпусах. Эти компоненты должны сохранять чрезвычайно высокую точность размеров и физическую стабильность в условиях сверхвысокого вакуума и агрессивных сред, являясь «невидимым краеугольным камнем», обеспечивающим точность технологических процессов в оборудовании для производства полупроводников.
Пример внедрения в отрасли:
Локализация ключевых компонентов машин для ионной имплантации в полупроводниковой промышленности: в ответ на проблему длительной зависимости от импорта высококачественных вольфрам-молибденовых компонентов для машин ионной имплантации 3,5-го поколения в полупроводниковой промышленности отечественные предприятия, такие как Xingyao Xincai, успешно разработали и начали производство прецизионных вольфрам-молибденовых компонентов с чистотой свыше 99,99 %. Эти компоненты демонстрируют исключительно длительный срок службы и стабильную работу в условиях длительного ионного облучения в высоком вакууме, успешно вошли в цепочки поставок отечественных и зарубежных заказчиков, сломали монополию иностранных компаний и обеспечили замещение ключевых компонентов оборудования для полупроводниковой промышленности отечественными аналогами.
EN
Горячие новости