Celý polovodičový hodnotový reťazec (zahŕňajúci výrobu waferov, nanášanie tenkých vrstiev, rast kryštálov pri vysokých teplotách, komponenty pre zariadenia a pokročilé balenie) extrémne závisí od týchto dvoch ultračistých ťažkotavých kovov – wolframu a molybdénu. Vzhľadom na ich extrémne vysoké teploty topenia (3422 °C pre wolfrám a 2622 °C pre molybdénu) a charakteristiky, ako je nízke uvoľňovanie nečistôt, nízka tepelná rozťažnosť, nízky elektrický odpor a nízky tlak pár v vákuovej prostredí, patria základné výrobky do piatich kategórií. Nasledujúca časť, založená na skutočných výrobných prípadoch z vedúcich svetových tovární na výrobu waferov a hlavných spoločností v oblasti úložných systémov, poskytuje podrobnú analýzu priemyselnej aplikácie a dosiahnutých výsledkov pre každú kategóriu výrobkov.
1. Ultračisté sputterovacie ciele z wolframu/molybdénu
Popis produktu: Základné produkty sú ultračisté molybdénové cieľové materiály triedy 5N/6N, wolframové cieľové materiály, kompozitné cieľové materiály z wolframu a titánu a zliatiny molybdénu (veľkosti od 8/12 palcov), ktoré sa používajú hlavne v procesoch PVD (fyzikálna depozícia parou) na nanášanie kovových vrstiev na kremíkové dosky. V tradičných technológiách výroby s technologickým uzorom 28 nm a hrubším dominujú wolframové cieľové materiály pri vyplňovaní kontaktových otvorov a bariérových vrstiev brány; v pokročilých logických procesoch 3 nm/7 nm a v 3D NAND pamätiach s 300 alebo viac vrstvami sa však molybdénové cieľové materiály stávajú čoraz dôležitejšími náhradnými materiálmi za wolframové cieľové materiály. Pri rovnakej šírke čiaru má molybdén o 40 % nižšiu odporovosť ako wolfrám a pri stohovaní s vysokým pomerom výšky ku šírke nie je potrebné používať bariérové vrstvy z TiN, čo výrazne zvyšuje hustotu úložiska.
Prípady použitia v priemysle:
Vylepšenie výrobného priestoru 3D NAND pamäte SK Hynix s 375 vrstvami: Keď počet vrstiev prekročil 300, pôvodné slovné linky z volframu s 286 vrstvami sa stretli s výrazným nárastom odporu, nadmernou latenciou pri čítaní a zápise a blokujúcou vrstvou, ktorá zaberala vertikálne miesto. Preto SK Hynix úplne zaviedla ultračisté cieľové materiály z molybdénu s veľmi jemnou štruktúrou (6N), vybavila špeciálne pece ALD (Atomic Layer Deposition – atómová vrstvová depozícia) a odstránila blokujúcu vrstvu z TiN. Jedna dávka umožňuje spracovať 100 kremíkových platní s priemerom 300 mm. Po vylepšení sa plocha čipu na jednotku znížila o 18 %, hustota bitov zvýšila o 16,3 %; kontaktový odpor sa znížil o 56 % a rýchlosť čítania a zápisu sa zvýšila o 22 %. Zníženie počtu depozičných procesov o 15 % umožnilo mesačné úspory viac ako 10 miliónov RMB na každej továrni. Očakáva sa, že do konca roku 2026 bude jej továreň v Cheongju dosahovať plnú výrobnú kapacitu, pričom mesačná nákupná objednávka cieľových materiálov z molybdénu prekročí 2 tony.
Domáca náhrada pre Changan Storage Xtacking 3.0: Výrobná linka Changan Storage pre 3D NAND s 232 vrstvami bola doteraz veľmi závislá od molibdenových terčov japonskej spoločnosti Nishin Metal. Spoločnosť Jin Mo Shares v spolupráci s Longhua Technology úspešne dokončila domácu certifikáciu ultračistých molibdenových terčov s čistotou 5N5 a dodala terče pre 12-palcové systémy. Skutočné merania ukázali, že obsah nečistôt v domácich terčoch bol nižší ako 0,1 ppm a rovnaká bola aj rovnosť tenkých vrstiev ako u dovozovaných produktov, pričom sa znížili náklady na spotrebné materiály pre jednu súpravu vybavenia o 32 %. V roku 2025 obidve strany uzavreli trojročnú dlhodobú dohodu, čím sa ročné výdavky na dovozované spotrebné materiály znížili o viac ako 120 miliónov juanov, čo umožnilo dosiahnuť nezávislú kontrolu nad kľúčovými materiálmi pre povlakovanie v oblasti úložiska.
2. Predisperzný plyn pre CVD
Popis produktu: Základným produktom je vysokopuritný molybdénový predspracovávací plyn, ktorý sa používa najmä v procesoch CVD (Chemical Vapor Deposition – chemické usadzovanie z pár). V porovnaní s PVD (Physical Vapor Deposition – fyzikálne usadzovanie z pár) rozprašovacími cieľmi umožňuje predspracovávací plyn dosiahnuť výnimočnú pokrytost’ vrstvy a rovnomernejšie vyplnenie vrstvy pri usadzovaní slovových línií 3D NAND s extrémne vysokým pomerom výšky ku šírke (napr. viac ako 375 vrstiev), čím sa stáva kľúčovým spotrebným materiálom pre výrobu NAND flash pamäte s extrémne vysokým počtom vrstiev.
Prípady použitia v priemysle:
Modernizácia výrobného procesu 375-vrstvových úložných zariadení globálnych veľkých hráčov: Vzhľadom na exponenciálne rastúcu náročnosť výroby výrezov a nanášania vrstiev pri ultra-vysokopočetných 3D NAND pamätiach s počtom vrstiev vyšším než 375 modernizujú výrobné linky pre 375-vrstvové NAND pamäte spoločnosti ako Samsung a SK Hynix tým, že do nich integrujú systémy plynového prívodu pre predbežné spracovanie z molybdénu určené na vysoké teploty. Vzhľadom na extrémne prísne požiadavky na predlátky v oblasti kontroly nečistôt a formulácií vhodných na odparovanie za vysokých teplôt sa vedúci dodávatelia, ako napríklad Yaco Technology, úspešne stali dodávateľmi technológií prekurzorov molybdénu triedy 6N pre spoločnosti Samsung a SK Hynix, čím dokonale vyhovujú novým generáciám procesov CVD (chemické usadzovanie z pár) pre molybdénové slovné riadky NAND. Dlhodobá poptávka explodovala súčasne s rozšírením výrobnej kapacity vysoko výkonných NAND pamätí.
Vysokoteplotné štrukturálne komponenty z molybdénu a wolframu (rast kryštálov a vysokoteplotné tepelné spracovanie)
Popis produktu: Základné produkty zahŕňajú molybdénové tižidlové nádoby, molybdénové vozíky na materiál, molybdénové tepelné štíty, TZM molybdénové nosné komponenty, molybdénové vykurovacie pásky a wolframové vykurovacie prvky, vhodné pre vakuové/vodíkové žíhanie pri teplote 1000–1800 °C, rast kryštálov safíru modrého svetla a epitaxiálne pece pre karbid kremíka atď. za extrémnych podmienok. Nežiadúca deformácia v dôsledku creepu a oxidácia s roztrhnutím sa u nehrdzavejúcej ocele a niklových zliatin vyskytujú nad teplotou 1000 °C, zatiaľ čo molybdén/wolfram sa v inertnom prostredí neoxiduje ani neuväľňuje nečistoty a odolnosť proti creepu TZM molybdénu je dvakrát vyššia ako u čistého molybdénu, čo účinne zabraňuje kontaminácii kremíkových platní kovmi.
Prípady použitia v priemysle:
Modernizácia rastového piecka pre modrý safír s technológiou Mini LED v spoločnosti Sanan Optoelectronics: Spoločnosť Sanan Optoelectronics pôvodne používala dovozové molybdénové taviace nádoby na rast modrého safíru, ktorých životnosť bola len 90 dní. Časté vypínania piecka výrazne obmedzovali výrobnú kapacitu. Použitím tenkostenných molybdénových taviacich nádob vyrobených z molybdénových ingotov vysoké čistoty Mo-1 a leštením ich vnútorných stien na úroveň zrkadlového povrchu sa nepretržitá životnosť jednej taviacej nádoby zvýšila na 280 dní (zvýšenie trikrát), výťažnosť rastu sa zvýšila z 82 % na 91 % a ročná výroba substrátov na jedno piecko sa zvýšila o 120 000 kusov. Po úplnej výmene 200 rastových piecov po celej krajine za domáce taviace nádoby sa ročné úspory na vybavení a materiáloch prekročili 60 miliónov RMB.
IV. Kompozitné chladiče z meď–wolfrám/moľbden–meď (priemysel pokročilého balenia a výkonových polovodičov)
Popis produktu: Základnými produktmi sú WCu70/80 zliatiny wolframu a medi, podložky pre chladiče z MoCu zliatiny molybdénu a medi a podložky z wolframu a medi, ktoré sa používajú predovšetkým na balenie GPU, HBM (pamäť s vysokou priepustnosťou), IGBT a výkonových polovodičov. Prispôsobenie výrobného procesu spočíva v tom, že nízke koeficienty teplotej rozťažnosti wolframu a molybdénu dokonale zodpovedajú kremíkovým a galium-nitridovým čipom, zatiaľ čo vysoká tepelná vodivosť medi umožňuje rýchle odvádzanie tepla. Tento kompozitný materiál účinne rieši problém zníženia frekvencie a tepelnej poruchy čipov AI s vysokým výpočtovým výkonom pri vysokých teplotách a stáva sa tak ideálnou náhradou za podložky z čistej medi a hliníka.
Prípad zavádzania do priemyslu:
Vylepšenie tepelnej správy pre AI čipy s vysokým výpočtovým výkonom: So zvýšením požiadaviek na výpočtový výkon pre veľké AI modely na GPU a HBM čipoch dosiahla hustota tepelného toku svoj limit. Tradičné substráty z čistej medi sú v dôsledku nezhody koeficientov tepelnej rozťažnosti náchylné na únavové zlyhanie zvárania pri dlhodobom cyklickom pôsobení vysokých teplôt. Použitie kompozitných teplovodných podložiek z molybdénu a medi (MoCu) nielen umožňuje dokonalé prispôsobenie koeficientov tepelnej rozťažnosti k kremíkovým čipom, ale výrazne zníži aj tepelný odpor, čím úplne vyrieši problém tepelného zlyhania AI čipov pri vysokofrekvenčnom prevádzkovaní a zabezpečí dlhodobú stabilitu výpočtového infraštruktúrneho systému.
V. Presné komponenty z tungsten-molybdénových zliatin (priemysel komponentov polovodičových zariadení)
Popis produktu: Základnými produktmi sú presné komponenty z wolframu a molybdénu pre polovodičové zariadenia, napríklad ochranné komponenty pre stroje na implantáciu iónov, vykurovacie telesá pre MOCVD a materiály pre tepelné výmenníky elektronického balenia. Tieto komponenty musia udržiavať extrémne vysokú rozmernú presnosť a fyzikálnu stabilitu v extrémne vysokom vákuu a korozívnom prostredí, čím predstavujú „neviditeľný základ“ pre dosiahnutie presných procesov v polovodičových zariadeniach.
Prípad zavádzania do priemyslu:
Domestikácia kľúčových komponentov strojov na implantáciu iónov do polovodičov: V reakcii na problém dlhodobého závislosti od dovozu vysokokvalitných komponentov z tungsten-molybdénu pre polovodičové stroje na implantáciu iónov 3,5. generácie domáce podniky, ako napríklad Xingyao Xincai, úspešne vyvinuli a začali vyrábať presné komponenty z tungsten-molybdénu s čistotou vyššou ako 99,99 %. Tieto komponenty vykazujú extrémne dlhú životnosť a stabilný výkon pri dlhodobom pôsobení iónov vo vysokom vákuu a úspešne sa zaradili do dodávateľských reťazcov domácich aj zahraničných zákazníkov, čím bolo prelomené monopolné postavenie zahraničných spoločností a dosiahla sa domáca náhrada kľúčových komponentov polovodičového vybavenia.
EN
Horúce novinky