據悉,采用臺積電3nm工藝制程的蘋果M3芯片,將于2023年下半年面世登場,廣泛應用于旗下系列產品,也為臺積電、三星的3nm芯片之爭打起了第一槍。2022年三星先于臺積電進行3nm技術開發,但量產過程中良品率遠低于臺積電40-60%之多,直接影響后續訂單量。

根據臺積電發布,7nm晶體管密度達0.97億個/mm²,在3nm節點上,晶體管密度將達到每平方毫米2.5億個,這相當于是 7nm 的 3.6 倍。在性能方面3nm依舊表現出色,較5nm性能提升7%,能耗比提升15%,較7nm而言優勢更為明顯。

伴隨芯片制程邁入高階,微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面成為市場主要需求,未來3nm甚至2nm將成為行業競相追逐的新戰場,芯片廠商最為關鍵性的指標依舊是量產的良品率。

實現良率趕超,離不開超純工藝

芯片廠商為實現良率趕超,對整體制造要求十分苛刻,工序繁瑣。即便每道工序良率在99.99%,經過500道工序疊加,最終的良品率也才能超過95%;同理,如果每道工序的良品率下降至99.98%,最終的總良品率跌降至90%。因此,制程中對工藝的挑戰要求幾乎“零缺陷”, 清洗步驟作為貫穿整個流程的關鍵環節,就成為保證芯片生產良品率主要因素。

據了解,以60nm制程為例,清洗工藝約有100個步驟,20nm-5nm等先進制程里清洗工藝約有200以上道步驟,隨著工藝制程越高,需要的清洗工藝環節越多,清洗頻率也越高;同時隨著半導體工藝節點的縮小,整個清洗步驟次數約以15%的速度增加。

半導體工廠生產和清洗集成電路芯片及封裝、液晶顯示器、高精度電路板、光電器件等各種電子器件的時候,使用的水也并非自來水,普通水中的金屬離子會影響硅片的閾值電壓,細菌有機物易導致硅片短路漏電,溶解氣體將干擾硅片的氧化覆膜,因此,需要用超純水對芯片進行清洗。超純水猶如芯片的血脈一般,純凈無暇,通過預處理、初級制備和拋光處理三個步驟,剔除其中細菌、病毒、含氯二噁英、礦物微量元素等雜質,獲得僅含有氧和氫且電阻率達到18 MΩ*cm(25℃)的水。這樣的超純水幾乎不導電,不會影響電子產品的性能,同時水中幾乎不含金屬離子,不會對復雜芯片表面造成劃痕或者不可逆的影響。當集成電路的集成度越高,線寬越窄,對水質的要求也就越高。

由此可見,水質的好壞與芯片的良品率和合格率密切相關。“如超純水質無法保證,或將造成廠商上億的經濟損失!”

超純工藝穩定輸出成就“芯”關鍵

2022年北京 IC WORLD大會中,高頻科技總經理丘文濤曾表達:“超純水系統除了了解工藝,懂得如何生產滿足工藝指標要求的超純水外,保持系統的穩定同樣對于芯片制造至關重要,這不僅與終端材料和規格的選擇,系統管路設計的優化相關,同時與超純水裝置的控制系統有關,這方面高頻科技同樣有自己的心得和特色。”

縱觀高頻科技發展二十余年,聚焦半導體高端制造業,為行業客戶提供領先的超純水與循環再生解決方案及裝備。目前,高頻科技為確保長久、安全、可靠的輸出超純水工藝,穩定提升產品良率,研發多介質過濾、活性炭吸附、離子交換、反滲透膜、紫外線殺菌、紫外線TOC去除、電滲析、超濾、鈉濾、真空脫氣塔、膜脫氣等18+項專利處理環節,配合8次增壓提升,預處理、初級制備和拋光處理三個步驟,在工藝技術方面不斷突破,不斷滿足半導體企業對超純水水質極高的要求。

· 預處理:MMF多介質過濾器 + ACF活性炭過濾器(常規處理方式)、MF微濾+UF超濾(新型處理方式)

· 初級制備:2B3T兩床三塔 + RO反滲透膜 + MB混床(常規處理方式)、兩級RO+EDI連續電解除鹽(新型處理方式)

· 拋光系統:TOC UV紫外線降TOC + PMB拋光混床 + MDG 脫氣膜裝置 + UF終端超濾

與此同時,高頻科技依托公司大批自有優秀半導體水系統專家的資深經驗,創立了標準化運維專家模型,為半導體工廠量身定制一體化運維服務,滿足客戶全周期運維需求,幫助半導體企業穩定提升產品良率,憑借領先超純水工藝技術及專業的水系統運維服務,為我國3nm技術工藝發展賦能助力。

免責聲明：市場有風險，選擇需謹慎！此文僅供參考，不作買賣依據。

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