第三代半導體熱潮“帶貨”沉積設備需求，供應鏈與服務(wù)本地化成關(guān)鍵考量

隨著(zhù)中國“十四五”規劃的提出、以及全球科技產(chǎn)業(yè)對于“碳達峰、碳中和”的目標達成共識，以碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）為代表的第三代半導體新材料憑借高擊穿電場(chǎng)、高熱導率、高電子飽和速率以及抗強輻射能力等優(yōu)異特性，成為了支撐5G基建、新能源產(chǎn)業(yè)、特高壓、軌道交通等領(lǐng)域的核心技術(shù)。數據表明，2020年中國“第三代半導體”產(chǎn)業(yè)電力電子和射頻電子總產(chǎn)值超過(guò)100億元，同比增長(cháng)69.5%。其中，SiC、GaN電力電子產(chǎn)值規模達44.7億元， 同比增長(cháng)54%；GaN微波射頻產(chǎn)值達到60.8億元，同比增長(cháng)80.3%。

圖1 2020年中國第三代半導體產(chǎn)業(yè)電力電子和射頻電子總產(chǎn)值

不過(guò)，第三代半導體行業(yè)存在相當程度的準入門(mén)檻，由于SiC、GaN器件的性能與材料、結構設計和制造工藝之間緊密關(guān)聯(lián)，多數半導體企業(yè)為了保持自身競爭力，傾向于采用IDM模式實(shí)現設計、制造的一體化。例如華潤微建立了國內首條6英寸商用SiC晶圓生產(chǎn)線(xiàn)；英諾賽科也成功擴產(chǎn)位于蘇州的GaN生產(chǎn)基地，使之成為全球最大的8英寸GaN工廠(chǎng)。顯然，在全球半導體產(chǎn)能緊張的局勢下，這些新開(kāi)設或擴建的產(chǎn)線(xiàn)正在迅速拉升半導體設備的市場(chǎng)需求。以薄膜沉積這一必不可少的制造環(huán)節為例，在新產(chǎn)線(xiàn)的設備投資中，薄膜沉積設備占據了約25%的支出比重，是半導體設備市場(chǎng)增量中不可忽視的一環(huán)。因此，如何選擇薄膜沉積設備、使之匹配不斷發(fā)展的寬禁帶半導體制造工藝需求，是橫亙在眾多第三代半導體廠(chǎng)商面前的一道難題。

聚焦新工藝、新材料，40年沉積鍍膜專(zhuān)家為第三代半導體支招

目前，業(yè)界主流的薄膜沉積工藝主要有原子層沉積（ALD）、物理式真空鍍膜（PVD）和化學(xué)式真空鍍膜（CVD）等，其中ALD屬于CVD的一種，屬于當下最先進(jìn)的薄膜沉積技術(shù)。那么，哪一類(lèi)沉積技術(shù)適用于第三代半導體呢？業(yè)界領(lǐng)先的ALD設備制造商和服務(wù)商——青島四方思銳智能技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)思銳智能或SRII）總經(jīng)理聶翔先生對此表示：“隨著(zhù)新材料、新工藝、新制程等應用于半導體制造領(lǐng)域，半導體器件本身也在往更復雜、更高深寬比，甚至是3D異形結構的方向發(fā)展，在超越摩爾領(lǐng)域、第三代半導體應用中更是如此。在這樣的情況下，ALD相比其他鍍膜技術(shù)擁有無(wú)可替代的優(yōu)越性?！?/p>

在實(shí)際應用中，思銳智能推出的新一代先進(jìn)ALD設備可以使材料以單原子膜（0.1nm）形式沉積在基底表面，并且在整體器件的鍍膜控制上達到很高的精確度。以GaN功率器件為例，通過(guò)思銳智能的ALD鍍膜技術(shù)能夠有效增強GaN器件的性能。首先，通過(guò)ALD薄膜可實(shí)現器件表面的鈍化和覆蓋；其次，通過(guò)氧化鋁疊層實(shí)現柵極高K介電質(zhì)的沉積；接下來(lái)，通過(guò)原位預處理去除自然氧化層，實(shí)現表面穩定；最后，通過(guò)高質(zhì)量的ALD氮化鋁來(lái)實(shí)現緩沖層，形成更具生產(chǎn)效益的量產(chǎn)方案。

圖2 思銳智能推出應用于GaN功率器件的ALD鍍膜方案

依托思銳智能旗下BENEQ公司近40年的ALD技術(shù)應用經(jīng)驗，思銳智能正在為業(yè)界提供廣泛、通用、性能強大的設備產(chǎn)品組合，專(zhuān)注ALD技術(shù)以及服務(wù)的持續創(chuàng )新能力，獲得了歐美、日本、中國等全球范圍內眾多知名半導體企業(yè)的認可。

產(chǎn)能擴張下的半導體設備機遇，技術(shù)服務(wù)與供應鏈本地化難題突顯

產(chǎn)能擴張的普遍業(yè)態(tài)正在為設備廠(chǎng)商“簽下大單”，設備提供商也需不斷提升服務(wù)質(zhì)量，進(jìn)一步鞏固自身的市場(chǎng)“護城河”。例如，思銳智能在2018年完成對BENEQ公司的全資收購之后，一直推行“本地化與全球化并行”的策略，除了鞏固歐美市場(chǎng)的份額，也在扎根中國市場(chǎng)、培養本地國際化創(chuàng )新型團隊，逐漸形成完善的覆蓋研發(fā)、售前、售后等環(huán)節的服務(wù)網(wǎng)絡(luò )，并加強部署與不同區域、不同領(lǐng)域、不同機構的產(chǎn)業(yè)生態(tài)合作。

談及本地化的機遇與挑戰時(shí)，聶翔表示：“中國市場(chǎng)在不斷涌現一大批半導體制造企業(yè)，思銳智能擁有貼近客戶(hù)的優(yōu)勢，在發(fā)現客戶(hù)對新工藝、新材料應用的需求之后，可以攜手芬蘭團隊進(jìn)行協(xié)同研發(fā)、共同創(chuàng )新。此外，不同客戶(hù)在細節方面的要求也不盡相同，例如國內客戶(hù)對交期更加敏感、服務(wù)響應速度要求更快等，這對本地化的技術(shù)服務(wù)能力提出了挑戰。當然，為了交期更短、價(jià)格更具競爭優(yōu)勢，供應鏈的安全和高效整合是非常重要的因素。對此，思銳智能做了很多努力，積極推動(dòng)供應鏈更加高效地運轉、更加符合市場(chǎng)的需求！近期思銳智能官網(wǎng)sri-i.com和微信公眾號“思銳智能SRII”全新上線(xiàn)，更好地幫助本地客戶(hù)清晰、直觀(guān)了解思銳智能的應用領(lǐng)域和產(chǎn)品方案?！?/p>

除了技術(shù)團隊、供應鏈等本地化舉措，思銳智能也在推進(jìn)不同領(lǐng)域的區域性合作，包括青島、上海、浙江、粵港澳大灣區在內的眾多產(chǎn)業(yè)集群區域已經(jīng)納入其布局規劃中，通過(guò)產(chǎn)業(yè)化基地、聯(lián)合實(shí)驗室、中試線(xiàn)等方式，致力于實(shí)現更多本地化創(chuàng )新，持續為業(yè)界提供一流、創(chuàng )新的產(chǎn)品解決方案。