到10纳米工艺，半导体特殊气体纯度比其他材料高1000倍以上

2017-08-21 08:28

在新一轮半导体产业发展周期中，芯片制造得到了前所未有的重视程度。毫无疑问，这是一个正确的决策，但材料与设备等芯片制造上游，同样需要重视。尤其是材料方面，无论是硅片还是晶圆制造所需的各种化学材料，国内起步都比较晚，市场基本控制在国外厂商手里，国内制造商的议价能力不高，每逢上游涨价，就面临利润被侵蚀的风险。

根据SEMI的数据，全球电子气体市场规模2014年已达35亿美元，其中特殊气体约占65%。博纯材料董事会主席兼首席执行官陈国富表示，半导体行业使用的高纯电子特气几乎全部依赖进口。造成这一状况的外因是国外公司不愿意向国内转移合成气体技术，也无意在中国设厂；内因是本土气体公司小作坊式生产状况普遍，很难达到晶圆制造的要求。

电子气体市场状况

（数据来源于2015年的SEMI相关报告）

“半导体气体生产的瓶颈很多，从原材料纯度开始，到工艺、集成方法，以及封装过程中对于杂质的控制，都会影响到整个产品的质量。”博纯材料产品经理施宏伟表示。目前，博纯材料能生产锗烷、砷烷、乙硼烷等技术含量最高的关键气体，并已成功通过台积电、东芝等多家电子气体最终用户测试和现场管理稽查，成为直接服务国外最终客户的中国电子气体品牌。这次与英特格（Entegris）合作，代工英特格在芯片制造工艺中的垄断性专利产品（SDS），将进一步加强博纯材料在半导体供应链中的地位。

“走到10纳米节点，从颗粒和杂质来说，半导体特殊气体比其他任何专业都高1000倍以上。”英特格企业市场副总裁杨文革说道，“特殊气体所需要的纯度，相当于5000升水里面，不能有1滴水的杂质。半导体特殊气体的安全性的问题更重要，只要百万分之三的浓度，就可以杀人，一瓶气体，就可以把整个厦门市人口消灭。”

那么，这样高危险、高纯度的气体该如何存储运输呢？传统方法是采用高压钢瓶，但高压钢瓶存在泄露风险，一旦出现泄露，砷烷、磷烷等高毒性气体将将会造成极大的危害。

英特格SDS（Safe Delivery Source，安全原料运输）解决方案采用了负压存储，气瓶压力低于一个大气压或小于室压，从根本上消除了高危气体泄露的可能性。据杨文革介绍，SDS钢瓶内部放置碳基吸附剂，将特殊气体全部吸附，使用时采用真空泵抽取。所以即使瓶口打开，危险性气体也不会释放出来。

“全球只有一条生产线生产SDS钢瓶，供应Entegris在美国、韩国与中国的三个工厂。”杨文革指出，全球半导体离子注入气体市场80%以上由SDS方式存储运输。

通过与博纯材料合作，英特格成为全球首家在中国本地化生产特殊气体产品的国际材料公司，英特格将继续加强中国业务，为中国日益增长的半导体市场提供支持。

在双方合资新化学工厂的开幕式上，英特格首席运营官 Todd Edlund 也表示：“此次合作是我们持续计划的一部分，通过本地化生产和技术支持更好地服务于中国客户，满足他们对于制造和工艺开发的需求”。“我们与博纯材料合作，为我们的特殊化学品在中国生产建造出了世界一流的工厂。”