高频科技超纯工艺技术创新，助力半导体产业持续发展

采访高频科技【高频美特利环境科技(北京)有限公司】总经理丘文涛先生

随着集成电路制造业的快速发展,水资源需求急剧上升,一个12吋晶圆的生产制造需要消耗2200加仑的清洁水,一个40K的晶元制造工厂,每一天的清洁水消耗量多达1.82万吨,这个用量相当于一个6万人的小型城镇一天的用水量,而这仅仅是一间工厂的消耗量。

半导体制程中多个工艺都需要高度密集的超纯水对半导体零配件进行清洗,水的纯度不够,会因极细小的颗粒残留物降低良品率;而制作超纯水的过程要使用几倍的自来水,用水量相当惊人,随着先进制程技术的进步,每一次迭代对于用水量的需求也是呈现非常大的上升趋势,这对于中国这样一个人均水资源相对贫乏的国家而言,是一个巨大的资源消耗型产业,因此,如何提升工厂的节水效能和用水效率,最终打造绿色水工厂的需求就显得更加迫切和重要。

近日,2022北京微电子国际研讨会暨IC WORLD大会隆重举办,高频科技作为超纯水领域的代表企业,特受邀参加此次盛会。借此机会,高频科技总经理丘文涛先生接受了媒体采访,讨论了超纯水技术对于半导体制造的重要作用,以及超纯水技术创新对整个半导体产业发展的深远影响。

请问高频科技在超纯水工艺方面有哪些重要创新成果?与国际先进水平相比如何?我们有哪些优势(或短板)?

丘总:电子工业制造环节使用的超纯水,严格意义上可以归属于超纯化学品的一种,主要用于芯片生产过程中的清洗,漂洗和冲洗工艺端,水质的好坏与产品的良品率和合格率密切相关,属于一个“传统”的新领域,其实早在60年代半导体生产初期,超纯水的概念就一直存在,只是随着半导体产业工艺制造端技术的不断迭代进步,对于超纯水水质的要求越来越严格。国内企业在这一领域的参与源于2000年前后国内第一波芯片制造业的兴起。

经过近20年的技术沉淀,高频科技目前已经完全掌握了先进半导体制程需要使用的超纯水生产的全部核心工艺,特别是在PPB级别的TOC,溶解氧去除,以及PPT级别的硼,硅等特殊物质的去除方面有自己的成熟经验,技术把控和工程实践。

超纯水系统除了了解工艺,懂得如何生产满足工艺指标要求的超纯水外,保持系统的稳定同样对于芯片制造至关重要,这不仅与终端材料和规格的选择,系统管路设计的优化相关,同时与超纯水装置的控制系统有关,这方面高频科技同样有自己的心得和特色。

高频科技是目前国内为数不多可以与国际领先企业同台竞争的本土企业,从超纯水工艺的把握和生产制造环节的质量控制方面差距不大,如果一定要说劣势,主要还是在实践案例的数量方面,我们与国际先进同行相比还有差距。但我们相信,随着国家对于半导体先进制程企业的扶持,随着本土企业在芯片制造方面的奋起直追,中国高端超纯水系统的市场一定会有一家本土企业脱颖而出,我们希望高频科技能成为该领域的领头企业。

近年来,随着芯片市场崛起,超纯工艺技术企业面临哪些机遇和挑战?

丘总:在上一个问题中我们提到了超纯水制造是一个“传统”的“新领域”,在此我们稍微展开来解释一下:

“传统”是因为这一行业是伴随半导体生产而生,“新领域”是因为这一行业一直处于不断进步的过程中,从早期第一代单纯以离子交换为主的工艺技术,到第二代反渗透膜技术的应用,到第三代连续电脱盐技术的导入,这一领域技术发展也在不断革新,总体技术路线是朝着“连续稳定,高效节能,环境友好”的思路进步。

随着摩尔定律接近物理极限,新兴半导体制程技术的发展和突破速度也有放缓趋势,针对最新的超纯水技术发展也几乎接近了检测技术的极限,换句话说,如果检测技术没有突破,超纯水系统生产出来的水质已经无法检测究竟纯到什么水平,因此检测技术可能会成为超纯水领域技术进步的一个瓶颈。

超纯水技术企业不仅要有工艺技术本身的研发和创新,同样需要与检测技术企业联手,组成技术研发联合体,共同引领这一领域的技术进步和指导行业发展未来。

党的二十大报告多次提及“创新”。比如,“创新是第一动力”“加快实施创新驱动发展战略”;又如,“强化企业科技创新主体地位,发挥科技型骨干企业引领支撑作用”。能否请您跟我们分享一下您对“创新”的理解和看法?

丘总:创新是一个企业保持长久生命力和创造力的源泉,按照高频科技管理团队的研判和理解,创新将是高频科技未来发展的主旋律和工作重点。

我们理解的创新包括了工艺技术,新型产品,管理模式等多方面。工艺技术和全新产品主要会是针对客户市场的应用痛点的解决,重点突破将集中在如何延长系统使用寿命,降低系统运行成本,进一步提升系统稳定性方面。管理模式创新将是聚焦在公司治理和新型组织结构的设计和完善,后者主要是从内部提升管理效率,降低公司运行成本,从而进一步打造公司在市场竞争中的核心竞争力,力争做到“人无我有,人有我优,人有我快,人快我省”的目标。

2022北京 IC WORLD大会会议中提到,“创新是绿色水系统的未来”。能否请您结合实际,谈谈今后如何在创新中取得新的更大成就。

丘总:打造“绿色厂务工厂”是高频科技一直以来的关注重点,我们非常清晰的注意到,原来越来越多的使用客户开始关注超纯水工厂的运行成本和自动化运行水平。这一方面是企业环境责任和社会责任外部驱动,另一方面也是制造端参与市场竞争中对于提质增效的内部驱动,对此高频科技也早有布局,未来我们将在结合人工智能、大数据和云计算基础上的智慧厂务工厂建设中提供我们的解决方案,也将在工厂运维方面提供除传统方式外的更多选项,助力我们的客户取得更大的行业领先。