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直击纳博会 | 走近材料、设备与芯片厂商

2023-03-09 13:31:00 来源: 互联网
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纳米技术影响着21世纪一系列高新技术的产生和发展，是产业创新博弈的“必争之地”。
 
近年来，苏州积极抢抓数字经济时代发展机遇，全力推动产业创新集群融合发展。尤其在纳米技术应用产业发展方面，作为全市产业创新集群融合发展高地，苏州工业园区精心绘制产业蓝图，广泛集聚资源要素，着力优化创新生态，积极构建以苏州实验室、国家第三代半导体技术创新中心、中科院苏州纳米所、姑苏实验室等为代表的高能级创新平台，大力开展先进制造业集群、创新型产业集群培育，打造了从源头创新到产业化落地的全流程创新体系。2022年，园区纳米技术应用产业产值规模达1450亿元。
 
在此背景和趋势下，近日由中国微米纳米技术学会、中国国际科学技术合作协会、国家第三代半导体技术创新中心（苏州）主办，苏州纳米科技发展有限公司承办的第十三届中国国际纳米技术产业博览会（下文简称“纳博会”）在苏州成功举办。
 
 
本次大会邀请到数十位国内外知名学者、专家以及300多位高校研究院所、上市公司、知名企业机构的顶级专家代表出席并演讲，聚焦微纳制造、第三代半导体、纳米新材料、纳米大健康等热门领域，以1场大会主报告、11场专业论坛、344场行业报告、22000平米展览、2场大赛为主体。
 
其中，展区面积达22000㎡，300多家展商参展，汇聚了全球纳米技术领域最新技术产品和创新应用2200多件，累计吸引参会参展嘉宾总人数达25795人，规模空前。半导体行业观察也受邀参加了本次纳博会，在现场与诸多参展厂商进行了交流。
 
爱发科：面向MEMS的溅射与刻蚀技术
 
在本次纳博会现场，爱发科商贸（上海）有限公司中心长王禹接受了半导体行业观察的采访。
 
爱发科株式会社作为综合真空设备制造商，以真空技术为核心，将其应用于半导体、FPD、电子、新能源、真空系统配套设备以及先端材料等各个不同领域。
 
当前时代，随着新兴的电子半导体各产业发展，爱发科不断拓展市场，发展技术新路径，探讨更多的商业模式。2006年7月，作为爱发科集团的全资子公司，爱发科商贸（上海）有限公司正式成立。在中国大陆形成设备销售及售后服务的网络体系，不断优化爱发科在全国的客户服务据点分布，目前共设有13个服务网点，持续为客户提供完善的一体化服务和完善的售后服务保障，是专业的真空薄膜综合解决方案提供商。
 
关于产品方面，王禹介绍道，在半导体制造设备领域，公司提供应用于各种半导体工艺的真空系统，包括溅射、氧化成膜、Pre-Clean等设备。同时为了满足技术发展，符合下一代设计规范的需要，公司提供应用于新材料成膜的先进技术；在电子器件制造设备上，爱发科能提供应用于各种电子器件制造工艺的真空系统，产品系列包括高真空蒸发设备、用于各种金属、非金属成膜的溅射设备、等离子CVD设备、刻蚀设备、去胶设备、用于Si-IGBT和SiC功率器件的离子注入设备。面向化合物半导体、MEMS传感器、RF滤波器、硅基OLED显示和VCSEL激光器等领域提供设备解决方案。
 
针对MEMS发展趋势，王禹表示，近年来MEMS器件技术朝着小型化、集成化、多功能化和综合性能多样化等方面不断进化，成为各种传感器、执行器不可或缺的存在。其中压电材料的使用能够为MEMS的技术演进做出贡献。
 
在压电材料中具有优秀压电特性的PZT方面，爱发科具备压电MEMS的制造工艺和必要技术，在PZT薄膜工艺全球领先，拥有通过强介电体溅射技术在CMOS上PZT-MEMS成膜的量产设备经验，能够提供面向压电MEMS的PZT溅射工艺和PZT薄膜刻蚀工艺在内的完善的解决方案。
 
对于参加本次展会的预期，王禹认为，可以借此机会了解市场动向和前沿技术。同时还能够接触到产业链上下游伙伴，加深彼此了解，更好的为市场和客户提供服务，进一步推动产业链向前发展。
 
华纳创新：进一步了解临界点干燥仪
 
北京华纳科创新有限公司成立于2010年，是一家集设备制造、应用服务、国际贸易于一体的综合性创新企业。
 
在纳博会现场，华纳创新高级经理&应用工程师冯中举向笔者表示，公司专注于自动化技术在催化剂检测、生物实验室废弃物处理、环境保护、样品干燥等领域的应用，已在这些领域获得十多项专利。华纳科与Unchained labs、Tousimis、Bio-response、Amtech等国际合作伙伴建立了友好的合作关系。
 
据介绍，华纳创新拥有“天霁/Tianji”、“望潮/Labocto”、“弘燕/Hongyan”三个子品牌，分别服务于环境空气监测、研发自动化、高铁钢轨焊接检测领域。
 
其中，临界点干燥仪是其主打产品之一。在现场，冯中举介绍了Tousimis的A/B/C以及Autosamdri931等多种系列的临界点干燥仪产品，凭借各自特点和优势适用于不同领域。A系列产品是适用于EM及MEMS等多种样品处理的高性价比临界点干燥仪（不适用于洁净室）；B系列专为MEMS制备而设计的台式全自动临界点干燥仪（洁净室适用，也可用于EM样品）；C系列专为MEMS制备而设计的落地式全自动临界点干燥仪（洁净室适用，也可用于EM样品）；Autosamdri® 931是新一代全自动临界点干燥仪，即可用于洁净实验室，也可用于非洁净实验室。
 
 
对于临界点干燥仪的优势，冯中举表示，临界点干燥仪是根据临界点时介质的表面表面张力为零，而零表面应力对样品的破坏大大降低的原理制成的。它是用来干燥微纳加工过程中生长加工的样品结构的主要设备，利用液态二氧化碳和乙醇，在特定的温度和压力下，使样品表面在气态与液态之间转换时表面张力为零，从而大大降低了普通干燥过程对样品表面的破坏。
 
苏州迈姆思：SOI晶圆大有可期
 
“SOI技术具有诸多体硅不可比拟的优点，但经多年的发展，SOI技术仍然没有取代体硅成为IC的主流接术，其中一个主要原因便是缺乏低成本高质量的SOI衬底材料。” 苏州迈姆思半导体科技有限公司总经理潘尧向笔者表示。
 
苏州迈姆思半导体科技有限公司是一家研发和生产半导体新材料SOI晶圆的企业，2021年获得苏州工业园区重大领军项目，2022年在苏州工业园区建立公司总部作为生产中心，用于大规模量产SOI晶圆和开发新的晶圆材料。
 
潘尧介绍道，虽然国内公司刚成立不久，但公司在国外已经研究开发这种材料超过15年，并在技术上取得了实质性进展，研发的SOI技术属于第三代半导体先进技术，填补了我国在SOI加工领域高级工艺技术的空白。值得注意的是，苏州锐材半导体公司作为MEMS代理商，已经合作十年，国内已有华为、矩阵光电、苏州纳米所、西人马、司南传感、微视传感以及各大高校研究所等稳定客户。
 
在SOI基础上，苏州迈姆思还进一步开发了硅/玻璃、压电/硅、碳化硅/硅、钽酸锂/硅、金刚石/硅等新的键合晶圆材料。
 
本次展会，苏州迈姆思带来了超均匀SOI、多层SOI、超簿基板层SOI以及无边SOI等产品。

 
无边SOI：传统的SOI由于键合的特点都有1-5 mm的边界区，器件层的直径比基板层小2-10mm，这种SOI结构对有些器件层的制作工艺和性能有不利的影响。因此迈姆思开发出了无边的SOI，器件层和基板层的直径一至。
 
超均匀的SOI：器件层均匀度达到+/-0.05微米，厚度0.5微米以上的SOI是国际上最均匀的厚膜SOI。这种制造技术不仅厚度均匀，且不受晶向电阻率的影响。例如公司可以做成典型的1+/-0.05 微米的SOI，与工业界目前使用的smart加外延技术比，不仅工艺简单，成本下降，且可以做成超低电阻的器件层，这是目前用其它技术所无法实现的。
 
多层SOI(DSOI)：这是一种二层氧化层和二层器件层的SOI，在高新能MEMS器件上得到应用。如何制作厚度均匀的各层器件层是技术难点和关键点，利用迈姆思的技术，每层器件层均匀度都能达到+/-0.1微米，且能做成各种晶向和电阻率的器件层。
 
超簿基板层的SOI：这是一种基板层厚度在100-200微米左右的SOI，在微型化的驱动下，这种SOI得到广泛应用。迈姆思的技术能做成100微米甚至更簿的SOI。
 
近年来由于对SOI 研究的深入，制备技术取得了重大的进步，且SOI的批量化生产技术正在逐步走向成熟。苏州迈姆思发明的GCIF(Grinding chuckimpact free)技术能做到顶层0.5um厚度，均匀度+/-0.05 微米，且应力<市场的50%，通过CMP达到离子注入高成本投入的效果，这些都为SOI技术的发展带来了新的契机。因此，加大对SOI新技术的研究投入具有非常重要的战略意义。
 
对于未来发展规划，潘尧表示，当前SOI尚属于卖方市场，希望凭借公司特点和优势，进行差异化竞争，未来2-3年内稳住产能，增大供应，进一步解决市场和客户的痛点问题。
 
上海央米智能：声波喷涂技术的优势
 
随着电子产品集成更加灵活和多样化的要求，以及晶圆制造技术难度的增加，如何更好地帮助半导体工厂提升生产效率以及产品良率成为行业共同追求地目标。
 
对此，声波喷涂技术被视为一种有效的薄膜涂层制备工艺，比如半导体圆表面的光刻胶涂覆，相比于传统旋涂工艺，超声喷涂可制备出表面微结构包裹性更好、更均匀的光刻胶涂层。晶圆制造过程中兆声波清洗和喷涂技术被行业广泛的应用。
 
上海央米智能科技有限公司能够提供一站式兆声波清洗和超声波喷涂应用解决方案，为半导体芯片的发展提供强有力的技术支撑。在纳博会上，上海央米智能带来了纳米涂层设备和超声波喷涂设备。
 
上海央米智能科技有限公司经理李林表示，随着半导体集成电路的快速发展，防水或耐腐蚀的设备对消费者有很大吸引力；设备需要可靠耐用，能够承受持续、长时间的使用。这些都是对半导体器件的重要要求，也是半导体供应商需要解决的挑战。
 
而薄膜沉积可以解决这些挑战性问题。在半导体上应用薄膜涂层不仅可以提高它们的效率，而且可以延长它们的使用寿命。为了获得高质量的薄膜，半导体制造商必须确保镀膜方式（通常是超声喷涂）具有高纯度、高转换。
 
同时，光刻胶在半导体制程中起到了图形转移的作用。光刻工艺中，在待刻蚀物质的表面涂敷光刻胶，光刻胶经曝光后，被曝光部分或者未曝光部分在显影过程中被去除，从而得到所需要的图形，在此基础上对物质进行针对性的刻蚀，最后去除掉光刻胶。在实际工艺中，为达到更好的光刻效果，会在曝光前后以及显影后对光刻胶进行烘焙。
 
上海央米智能超声应用于半导体光刻胶涂覆的超声波喷涂技术，相对比与旋涂、侵涂等传统涂覆工艺，有着均匀度高，对微结构包裹性好，涂覆面积可控等优势，为半导体光刻胶涂覆、PCB助焊剂喷涂、微电子传感器功能性涂层涂覆等提供了表面涂覆解决方案。
 
超声波喷涂的优势：
 
自动化设备，采用超声波喷头技术，可提供均匀高效的薄膜喷涂；
涂层厚度控制精度高：可制备二十纳米到数十微米的涂层，精确控制涂层厚度；
喷涂均匀度：>95%；
溶液转换率：≥95%，4倍于传统二流体喷涂；
搭载多个喷头并联工作；（可扩展）
最大喷涂面积：400*400mm；（可扩展）
高精度恒流供液技术，可实现不间断稳恒供液；
激光对位: 协助用户方便快捷地定位喷头位置；
进口高精度精密减压阀及液体阀门，实现高速稳定的气液配合；
喷嘴、液路管道自清洗系统，内置废液回收系统、废气排气系统；
在线分散供液系统，上百种工艺配方储存；
微米级微孔真空吸加热，适合电池隔膜等柔性基材。


YMUS-ZS400超声喷涂机
 
YMUS-ZS400超声喷涂机搭载全自动、可编程的独立系统，具有协调的XYZ运动控制，使用基于Windows的软件和带有轨迹球的用户友好型示教器，多功能中到大批量或中试规模生产薄膜涂层。可配置标准输送机，用于在线涂层解决方案。
 
此外，对于兆声波清洗的原理和优势，李林也向笔者进行了介绍。
 
兆声清洗是利用兆赫兹级别的超高频超声波能量去进行基材表面亚微米级颗粒的去除以及化学反应。相比于低频超声波空化效应，兆声波空化效应可清楚更小的颗粒并且大幅降低对基材的损伤。我们提供多种类型的兆声系统以用于CMP化学机械抛光、键合前清洗、掩膜清洗、显影、去胶、金属剥离、湿法刻蚀等多种领域。
 
兆声波清洗是利用换能器发出兆赫级高能声波, 溶液分子在这种声波的推动下作加速运动，以强的声压梯度及声流作用 产生的高速流体力学层连续冲击，使吸附的微细颗粒解吸的清洗技术。
 
兆声波清洗的优势：
 
能大大降低边界层的厚度，使其具有清除深亚微米颗粒的能力，可满足现行工艺以及0.1μm（线宽）技术对清洗工艺的需求；
可以极大的提高清洗效率；
兆声波清洗可以使用稀释倍数大的化学液，从而大大减少了化学药品的用量和消耗，降低了清洗工序的工艺成本，有效减少了化学液的污染，保护环境。
 
深圳腾盛精密：国产半导体设备亟需破局
 
“Tensun腾盛精密创立于2006年7月，一直专注于精密点胶与精密切割（划片）两大产品线，深耕于3C手机产业链、新型显示及半导体封测三大行业。”腾盛精密半导体装备事业部总监周云介绍道。
 
Tensun腾盛精密自成立之初便十分注重核心技术的研发投入，目前已经掌握了精密点胶及精密切割（划片）的核心技术，成为具备核心模块设计、整机及自动化系统集成能力的高科技型精密装备企业。
 
在3C手机产业链、TWS耳机、OLED、Mini-LED、MEMS、SIP系统级封装和半导体晶圆级封装等领域，Tensun腾盛精密的点胶与切割（划片）已经成为该领域的首选品牌，或者正在成为该领域进口设备替代的首选品牌。
 
腾盛精密设备应用环节
 
在当前的国际形势和贸易摩擦下，半导体设备行业可谓是“风口浪尖”。对于腾盛精密接下来的发展规划和策略，周云指出，当前的行业现状更多体现出我们国内半导体产业，在高端制程和装备，人才方面的欠缺，这也从另一方面推动了半导体产业发展，激发更多企业和资源，去解决“卡脖子”的问题。腾盛精密在专注半导体制程中，注重核心技术的研发投入，紧贴市场需求，在点胶和划片关键制程技术上，进行制程技术储备，研发迭代更符合国内市场，更高精密、高要求的制程装备，打破国外垄断。
 
2023年，腾盛精密将继续投入研发力度，针对wafer saw、jig saw、精密点胶等系列产品，全面升级迭代，修炼内功，提升产品竞争力，在近1到2年逐步实现半导体行业进口代替。
 
芯明天：压电纳米定位行业先锋
 
哈尔滨芯明天科技有限公司是专注于压电纳米运动与控制系统的研发、生产和销售的高新技术企业，提供基于压电陶瓷微位移技术的微米级行程、纳米级定位精度的直线运动产品，毫弧度级偏转角度、纳弧度级偏转精度的角度运动产品与配套运动控制产品以及相关解决方案，是中国压电纳米定位行业开发、创新、开拓的先锋。
 
在纳博会现场，芯明天带来了压电陶瓷促动器，压电纳米定位台，压电物镜定位器，压电偏转镜，压电马达，六自由度并联机构，功率放大器，压电控制器，电容传感器等诸多产品，向行业客户和观众进行了展示和分享。
 
针对半导体领域，芯明天能提供各种基于压电陶瓷的解决方案，包括用于减震的长寿命压电元件，用于定位的高性能大行程纳米定位陶瓷。其他的精密运动产品还包括用于快速光束稳定/角度校正的压电偏摆平台，用于纳米测量应用的压电柔性纳米台，用于掩模对准的纳米对准系统，用于水平和垂直定位的新型混合大行程纳米定位台。
 
此外，芯明天研发生产的压电物镜定位器，为微纳级晶片加工提供了高精度的激光切割技术及全自动光学显微检测技术，解决了中国芯片制造中晶圆切割与检测的难题，并已大批量应用于芯片加工设备和光学自动检测设备中。
 
对于未来发展规划，芯明天公司表示将聚焦纳米科技产业发展，持续增加产品线，提升产品精度。芯明天以拥有自主知识产权的精密定位技术为基础，广泛汲取国际先进技术经验、开拓创新，不断突破行业技术壁垒，为国内外客户提供个性化解决方案，协助客户攻克技术难题，实现企业价值与客户价值的共同提升。
 
西工大宁波研究院：促进MEMS产业新进程
 
据了解，西北工业大学宁波研究院智能传感芯片技术研究中心依托西北工业大学极端环境智能微系统国家重点实验室（培育）宁波基地、空天微纳系统教育部重点实验室宁波基地等优势平台，孵化宁波启朴芯微系统技术有限公司，建有国际先进、国内一流的8英寸MEMS核心工艺加工服务平台（部分设备兼容6英寸/4英寸/2英寸），其中包括世界顶级深硅刻蚀机、光刻机、键合机、全自动涂胶显影机、ALD薄膜沉积设备、蒸镀设备、激光隐切设备、CMP等专业MEMS工艺设备，提供MEMS芯片结构设计、镀膜、光刻、刻蚀、划片、打线、封测、应用开发等全方位技术服务。
 
据西工大宁波研究院智能传感芯片中心博士后严宇超介绍，宁波启朴芯公司自去年9月份成立至今已经取得了多个项目的合作进展，市场需求较为旺盛。
 
作为高校和研究机构孵化的商业公司，宁波启朴芯凭借在科研力量、师资团队和服务平台等方面存在优势，团队具有高水平的MEMS技术开发能力，拥有光学类与SOI类特色工艺能力，可定制化开发Cavity SOI晶圆、光学滤波芯片、高端MEMS核心芯片及产品，为企业提供一站式MEMS产品加速开发服务。
 
对于未来发展规划，严宇超表示公司将进一步提升MEMS制造能力、可靠性和稳定性，在MEMS小型化、集成化、智能化的发展趋势下，促进MEMS产业发展，引领智能化革命浪潮。
 
希科半导体：加强SiC外延片产能提升
 
希科半导体科技（苏州）有限公司成立于2021年8月，是一家致力于发展第三代半导体碳化硅(SiC)材料的高科技公司。
 
希科半导体总经理助理黄靖峰介绍道，作为苏州国家第三代半导体创新中心重点引进的合作项目，公司团队拥有多年的碳化硅外延晶片(SiC Epitaxy)开发和量产制造经验，凭借业内最先进的外延工艺技术和最先进的测试表征设备，为客户提供满足行业对低缺陷率和均匀性要求的6吋n型和p型掺杂外延晶片材料。公司布局碳化硅产业链材料外延片关键环节，服务周边蓬勃发展的半导体功率器件产业，为进一步提升长三角地区第三代半导体产业链的综合实力，缩小与国际大厂差距重塑全球半导体格局尽绵薄之力。
 
当前，第三代半导体是热门领域，对于希科半导体的优势，除了上述提到团队经验和建厂/量产经验丰富外，黄靖峰表示，深度的国产化路线也是希科半导体的优势之一，包括从工艺设备到量测设备再到上游材料的国产化。
 
对于公司不同模式的问题，黄靖峰认为，Fabless厂商相对一些IDM模式的本土初创公司拥有更好的技术领先优势、国际化和全球联动产能的保障以及品质管控能力，在可预见的碳化硅关键市场突破期更能发挥主导作用。采用IDM模式的碳化硅企业，需要自己建造工厂，这并非资金充足、设备齐全就可以开始高品质的量产计划，还需要丰富的经验以及长时间的积累、沉淀。因此，目前来看，初创企业选择Fabless模式在产能和技术迭代上更有优势。
 
此外，黄靖峰还向笔者介绍了国内外第三代半导体科技和产业取得的新进展与新突破，更深刻地了解到发展第三代半导体产业的重要性和紧迫性。目前希科半导体已有1万多片的SiC外延片项目投产，未来将朝着5万片的目标前进。“提升市场占有率，兼顾高耐压市场是希科半导体未来发展的重要方向”，黄靖峰补充道。
 
写在最后
 
苏州工业园区党工委委员、管委会副主任倪乾称，纳博会自2010年举办首届以来，已连续成功举办13届，是苏州乃至国内纳米技术应用产业发展最好的缩影，目前已成为全球第二大，国内最具权威性、影响力、规模最大的纳米技术应用产业领域国际性展会之一。
 
作为纳博会的举办地，苏州工业园区是纳米新材料产业的主要集聚区，目前产业已迈上千亿级台阶，成为具有国际影响力的产业发展高地。过去一年，园区纳米技术应用产业能级加速跃升，行业影响力持续扩大，成为苏州市纳米新材料国家先进制造业集群核心区，在“2022年中国智能传感器十大园区”“2022年中国第三代半导体最具竞争力产业园区”中均位列榜首。
 
下一步，园区将广泛汇聚高端创新资源，着力突破关键核心技术，推动集群优势融合发展，将产业长板拉得更长、规模做得更大、竞争力提得更优，全力打造世界级纳米技术应用产业创新集群。
 
力争2023年，集聚纳米技术应用企业超1300家，产值规模突破1600亿元，解决一批“卡脖子”及“进口替代”问题；到2025年，产业规模突破2000亿元，产业综合竞争力进入全球纳米产业集聚区第一梯队。
 
正如中国工程院院士、西安交通大学教授蒋庄德所言：“纳博会对促进和繁荣我国纳米科技的发展具有重要作用，纳博会的成长发展离不开园区坚实稳定的产业基础。在世界新一轮产业革命的历史交汇期，希望纳米科技工作者在独创独有和技术成果转化上下功夫，掌握纳米科技关键技术，突破“卡脖子”问题，为加快我国科技自立自强做出贡献。”
责任编辑：sophie

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