Увесь напівпровідниковий виробничий ланцюг (що охоплює виготовлення пластин, нанесення тонких плівок, високотемпературне кристалічне зростання, компоненти обладнання та передове упакування) надзвичайно залежить від цих двох ультрачистих тугоплавких металів — вольфраму та молібдену. Завдяки їхнім надзвичайно високим температурам плавлення (3422 °C для вольфраму та 2622 °C для молібдену) та таким характеристикам, як низьке виділення домішок, низький коефіцієнт теплового розширення, низький опір і низький тиск пари у вакуумному середовищі, основні продукти класифікуються на п’ять категорій. Нижче наведено детальний аналіз галузевого застосування та результатів реалізації кожної категорії продуктів на основі справжніх виробничих випадків провідних у світі фабрик з виготовлення пластин та великих компаній зі зберігання.
1. Ультрачисті мішені для напилення вольфраму/молібдену
Опис продукту: Основними продуктами є ультрачисті молібденові мішені 5N/6N та вольфрамові мішені, композитні мішені з вольфраму й титану, а також молібденові сплавні мішені (розміри — від 8 до 12 дюймів), які в основному використовуються в процесах PVD (фізичного осадження з парової фази) для нанесення металевих плівок на кремнієві пластинах. У традиційних технологіях виробництва з техпроцесом 28 нм і більше вольфрамові мішені домінували при заповненні контактних отворів та формуванні бар’єрних шарів затвора; тоді як у передових логічних процесах 3 нм/7 нм та у тривимірних NAND-пам’ятях із 300 і більше шарами молібденові мішені прискорено замінюють вольфрамові. При однаковій ширині лінії питомий опір молібдену на 40 % нижчий, ніж у вольфраму, а при стекуванні з великим співвідношенням висоти до ширини не потрібно використовувати бар’єрні шари з TiN, що значно підвищує щільність зберігання.
Приклади впровадження в галузі:
Модернізація виробничої лінії 3D NAND компанії SK Hynix із 375 шарами: оскільки кількість шарів у стеку перевищила 300, оригінальні вольфрамові словникові лінії з 286 шарами зазнали різкого зростання опору, надмірної затримки при читанні/записі та займання вертикального простору блокувальним шаром. Тому SK Hynix повністю впровадила ультрачисті цільові матеріали з молібдену 6N, оснастила спеціальні печі ALD (атомно-шарове осадження) та прибрала блокувальний шар TiN. Один цикл обробки дозволяв завантажити 100 кремнієвих пластин діаметром 300 мм. Після модернізації площа одного чіпа скоротилася на 18 %, щільність бітів зросла на 16,3 %; контактний опір зменшився на 56 %, а швидкість читання/запису збільшилася на 22 %. Скорочення на 15 % процесів осадження забезпечило щомісячну економію понад 10 млн юанів на кожному заводі. Очікується, що до кінця 2026 року її завод у Чхонджу досягне повномасштабного виробництва, а щомісячні закупівлі цільових матеріалів з молібдену перевищать 2 тонни.
Склад Changan Storage Xtacking 3.0, заміна вітчизняними компонентами: Виробництво 3D NAND-пам’яті з 232 шарами на складі Changan Storage раніше значно залежало від молібденових мішеней японської компанії Nishin Metal. Компанія Jin Mo Shares спільно з Longhua Technology успішно завершила вітчизняну сертифікацію надчистих молібденових мішеней з чистотою 5N5 та постачає мішені діаметром 12 дюймів. Фактичні вимірювання показали, що вміст домішок у вітчизняних мішенях становить менше 0,1 ppm, а рівномірність плівки така сама, як у імпортних аналогів, при цьому витрати на споживні матеріали для одного комплекту обладнання зменшилися на 32 %. У 2025 році обидві сторони уклали трирічну довгострокову угоду, що дозволить скоротити щорічні витрати на імпортні споживні матеріали більш ніж на 120 млн юанів, забезпечивши незалежний контроль над основними матеріалами для нанесення покриттів у сфері пам’яті.
2. Газ для передобробки у процесі CVD
Опис продукту: Основним продуктом є газ для попередньої обробки на основі молібдену високої чистоти, який використовується переважно в процесах CVD (хімічного осадження з парової фази). Порівняно з мішенями для спрессування методом PVD, газ для попередньої обробки забезпечує краще покриття ступенів та більш рівномірне заповнення плівки під час осадження словникових ліній 3D NAND з надвисоким співвідношенням висоти до ширини (наприклад, понад 375 шарів), що робить його ключовим споживаним матеріалом, необхідним для реалізації NAND-пам’яті з надвисокою кількістю шарів.
Приклади впровадження в галузі:
Модернізація виробничої лінії глобальних гігантів зі зберігання даних до 375 шарів: у зв’язку з експоненціальним зростанням складності травлення канавок та нанесення плівок для тривимірних NAND-пам’ятей з надвисокою кількістю шарів, такі гіганти зі зберігання даних, як Samsung та SK Hynix, при модернізації своїх виробничих ліній NAND на 375 шарів повністю оснастили системи подачі газу для попередньої обробки молібдену при високих температурах. Через надзвичайно високі вимоги до попередніх газів щодо контролю домішок та формул випаровування при високих температурах провідні постачальники, такі як Yaco Technology, успішно постачають технологію молібденових попередніх речовин класу 6N компаніям Samsung та SK Hynix, що ідеально відповідає новому поколінню процесу CVD-нанесення молібденових словникових ліній NAND. Попит на довгостроковій основі стрімко зріс разом із потужністю виробництва передових NAND.
Конструктивні компоненти з молібдену та вольфраму для роботи при високих температурах (промисловість вирощування кристалів та термообробки при високих температурах)
Опис продукту: до основних продуктів належать тиглі з молібдену, візки з молібденових матеріалів, теплові екрани з молібдену, опорні компоненти з молібденового сплаву TZM, нагрівальні стрічки з молібдену та нагрівальні елементи з вольфраму, які підходять для вакуумної/водневої відпалювання при температурі 1000–1800 °C, вирощування кристалів сапфіру синього кольору та епітаксіальних печей для карбіду кремнію тощо за екстремальних умов. Нержавіюча сталь і нікелеві сплави схильні до повзучості та окисного руйнування при температурах понад 1000 °C, тоді як молібден/вольфрам не окислюються й не виділяють домішок у інертній атмосфері, а стійкість до повзучості молібденового сплаву TZM удвічі вища, ніж у чистого молібдену, що ефективно запобігає забрудненню кремнієвих пластин металами.
Приклади впровадження в галузі:
Модернізація печі для вирощування сапфіру синього кольору з технологією Mini LED у компанії Sanan Optoelectronics: раніше Sanan Optoelectronics використовувала імпортні молібденові тиглі для вирощування синього сапфіру, термін служби яких становив лише 90 днів. Часті зупинки печі серйозно обмежували виробничу потужність. Застосування тонкостінних молібденових тиглів, виготовлених із високочистих зливків молібдену марки Mo-1, та полірування їх внутрішніх стінок до дзеркального стану дозволило збільшити неперервний термін служби одного тигля до 280 днів (покращення втричі), збільшити вихід кристалів із 82 % до 91 % та збільшити щорічне виробництво підкладок на одну піч на 120 000 штук. Після повної заміни 200 ростових печей по всій країні на вітчизняні тиглі щорічна економія коштів на обладнанні та матеріалах перевищила 60 млн юанів.
IV. Композитні теплоотводи на основі вольфраму й міді/молібдену й міді (галузь передових упаковок та потужних напівпровідникових приладів)
Опис продукту: Основними продуктами є вольфрам-мідні сплави WCu70/80, підкладки для теплоотводів із молібден-міді (MoCu) та вольфрам-мідні підкладки, які в основному використовуються для упаковки GPU, HBM (пам’ять з високою пропускною здатністю), IGBT та потужних напівпровідників. Адаптація процесу полягає в тому, що низькі коефіцієнти теплового розширення вольфраму та молібдену ідеально узгоджуються з кремнієвими та нітрид-галієвими чіпами, тоді як висока теплопровідність міді забезпечує швидке відведення тепла. Цей композитний матеріал ефективно вирішує проблему зниження частоти й термічного виходу з ладу швидкодіючих чіпів для штучного інтелекту при високих температурах, стаючи ідеальною заміною суцільним мідним і алюмінієвим підкладкам.
Приклад реалізації в галузі:
Модернізація системи теплового управління для потужних чіпів штучного інтелекту: зі зростанням вимог до обчислювальної потужності великих моделей ШІ на GPU та чіпах HBM щільність теплового потоку досягла свого граничного значення. Традиційні субстрати з чистої міді через неузгодженість коефіцієнтів теплового розширення схильні до втомного руйнування зварних з’єднань під час тривалого циклічного нагріву до високих температур. Використання композитних теплоотводів із молібден-міді (MoCu) забезпечує ідеальну узгодженість коефіцієнтів теплового розширення з кремнієвими чіпами, а також значно знижує тепловий опір, повністю вирішуючи проблему теплового руйнування чіпів ШІ під час високочастотної роботи й забезпечуючи тривалу стабільну експлуатацію обчислювальної інфраструктури.
V. Прецизійні компоненти з вольфрам-молібденових сплавів (галузь компонентів напівпровідникового обладнання)
Опис продукту: Основними продуктами є прецизійні вольфрамові та молібденові компоненти для напівпровідникового обладнання, зокрема екрануючі компоненти для установок іонного легування, нагрівачі для установок MOCVD та матеріали для теплових радіаторів електронного упакування. Ці компоненти повинні зберігати надзвичайно високу точність розмірів і фізичну стабільність у умовах надвисокого вакууму та корозійних середовищ, виступаючи «невидимим фундаментом», що забезпечує точні технологічні процеси в напівпровідниковому обладнанні.
Приклад реалізації в галузі:
Локалізація ключових компонентів машин для іонного легування напівпровідників: у відповідь на проблему тривалої залежності від імпорту високоякісних вольфрам-молібденових компонентів для машин іонного легування напівпровідників 3,5-го покоління українські підприємства, такі як Xingyao Xincai, успішно розробили та виробляють прецизійні вольфрам-молібденові компоненти з чистотою понад 99,99 %. Ці компоненти мають надзвичайно тривалий термін служби й стабільну роботу в умовах тривалого іонного бомбардування у високому вакуумі, успішно увійшли до ланцюгів постачання вітчизняних і закордонних клієнтів, зламали монополію закордонних компаній та забезпечили заміну ключових компонентів напівпровідникового обладнання вітчизняними аналогами.
EN
Гарячі новини