日本在半导体界一直以设备和材料笑傲群雄,2019年一则禁令一度扼住韩国半导体喉咙,涉及材料包括高纯氟化氢、氟聚酰亚胺、感光剂光刻胶,直到几个月前,受伤的双方才握手言和。高纯氟化氢凭什么与光刻胶并列在一起?它是半导体产品的“血液”,没有它,芯片将无法生产。本文是“果壳硬科技”策划的“国产替代”系列第二十六篇文章,关注湿电子化学品。
行业中,湿电子化学品有多种称呼,国际上它被称为工艺化学品,国内则称其为“电子级试剂”“超净高纯化学试剂”等。晶圆制造材料里,14%都花费在湿电子化学品上,用于芯片的清洗、腐蚀及晶圆的清洗等,它决定着最终的成品率、电性能和可靠性。
除了集成电路,平板显示、太阳能电池也离不开湿电子化学品,由于其自身功能性强、附加值高,拥有传导到终端整机产品性能的能力,所以行业也普遍认为湿电子化学品是撬动产业的重要杠杆。
芯片制造容不下任何一粒沙,湿电子化学品中的金属离子和硼、硅、砷、磷、硫、氯及有机碳等非金属离子杂质也会直接影响芯片的3D结构。用在半导体行业中的湿化学品号称化工中的贵族,纯度要求是最高的。
集成电路用湿电子化学品品种繁多,按成分和工艺,可分为通用湿化学品和功能性湿化学品两大类。通用湿电子化学品是制造工艺中被大量使用的液体化学品,一般为单成份、单功能化学品,如氢氟酸、硫酸、硝酸、磷酸、盐酸、过氧化氢、氢氧化钠、氢氧化钾等;功能湿电子化学品是满足制造特殊工艺需求的复配类化学品,如显影液、剥离液、蚀刻液、稀释液、清洗液等,涉及光刻、刻蚀、离子注入、CMP等工艺。
目前,我国湿电子化学品领域整体国产化率约为35%,集成电路用湿电子化学品国产化率约为23%。其中,高端半导体所需氢氟酸国产率约为30%、硝酸国产率约为50%、盐酸国产率约为20%、硫酸国产率约为10%、氨水国产率约为40%、过氧化氢国产率约为70%,NMP、四甲基氢氧化铵等产品在高端领域的应用则仍是空白。
迄今为止,国内从事湿化学品研究生产的企业已有40多家,并分为湿电子化学品专业供应商、电子材料平台型企业和大型化工企业三类。包括江阴江化微、江阴润玛电子、江苏艾森、浙江凯盛氟、晶瑞电子、杭州格林达、湖北兴福电子、中巨芯科技、多氟多、安集微、上海新阳、沧州信联、无锡三开、镇江润晶等,客户不乏台积电、中芯国际、长电科技、华润微、士兰微等先进代工厂、封装厂、IDM公司。