半导体清洗设备国产替代！-先进光半导体

　　在芯片制造过程中，“清洗”步骤虽然不起眼，但它占整个制造工序步骤30%以上，不可轻忽。那么国产的半导体清洗设备发展情况如何？

　　本文是“果壳硬科技”策划的“国产替代”系列第七篇文章，关注半导体清洗设备国产替代。在本文中，你将了解到：为什么要在芯片生产过程中使用清洗技术，清洗设备有什么关键技术点，国内外清洗设备市场情况。

　　半导体中的清洗技术是指在氧化、光刻、外延、扩散和引线蒸发等半导体制造工序前，采用物理或化学方法，清除污染物和自身氧化物的过程。

　　为什么清洗能够占据30%以上的半导体制造工序步骤？这是因为芯片生产有着严重的“洁癖”，在工艺以纳米度量的时代，见不得任何脏东西。

　　有脏东西洗一洗就好了。从沙砾到芯片，“点石成芯”会主要经历硅片制造、晶圆制造、芯片封装和芯片测试几大流程，清洗则贯穿了芯片制造的全产业链，也是重复次数最多的工序，这些工序包括三类：

　　在硅片制造过程：清洗抛光后的硅片，保证表面平整度和性能，提高后续工艺的良品率；

　　在晶圆制造过程：在光刻、刻蚀、沉积、离子注入、去胶等关键工序前后清洗，减小缺陷率；

　　在芯片封装过程：根据封装工艺进行TSV清洗、UBM/RDL清洗、键合清洗等。

　　芯片发展有多久，清洗技术就有多久，早在上世纪50年代半导体制造界就开始注重清洗技术，并且它的重要程度会越来越高，市场需求也会越来越大。

　　伴随制程工艺进步，光刻和各种工艺数量激增，清洗步骤数量也随之增加。据SEMI统计数据，在80nm~60nm制程中清洗工艺共有约100个步骤，而到了20nm~10nm制程中清洗工艺增加到200个步骤以上。

　　当然，清洗技术也并非百利无一害：一方面，部分清洗技术和化学溶剂还是会对电子元件表面造成损伤或与之发生反应，厂商需要在产能与清洗技术之间进行平衡，以保证电子元件的质量；另一方面，清洗既耗水又大量排放污染，水是冲洗过程需要的重要介质，清洗过程中会排放大量酸碱清洗液，清洗后也会生成大量挥发废气，虽然耗水和排放问题是整个芯片制造都要面对的问题，但清洗环节中对于水的使用和控制排污也是设备制造商必须考虑的问题。

　　国产清洗设备的困难较大，导致赛道玩家极少，无外乎以下几方面因素：

　　半导体最先进制程的研发的材料和晶圆厂商深度绑定，久而久之难免会集中度会愈加严重

　　市场客户会优先选择成熟设备，减少磨合时间和机会成本，降低经营风险，后进者要证明自己很难，特别是芯片这种生产成本极高的产业；

　　除了清洗设备本身存在很高的技术壁垒，国产化核心部件供应大部分需要进口，关键材料国产化也是一大心病；

　　半导体产业大部分工艺技术都存在专利，后发企业稍有不慎就会踏入侵权的射程

　　半导体人才严重缺乏，上游设备的领军人才尤甚。

　　半导体一直是技术壁垒高、知识产权错杂的领域，长期市场运作下细分市场会呈现仅剩1~2家、至多3~4家企业的局面，居于寡头的厂商会采取峰价措施与潜在竞争者间博弈，半导体清洗领域亦如此。

　　除此之外，地缘政治摩擦也成为不稳定因素之一：2022年3月，美国证监会（SEC）将纳斯达克与A股两地上市的盛美半导体列入“预摘牌”名单。

　　但再艰难，也要有。在半导体产业上国内起步晚，是行业追赶者，从后发者角度来看，制造设备是最基础也是最重要的环节。与国产光刻机同理，国产清洗设备至关重要，专家认为，只有拥有强大且自主可控的半导体设备和材料产业，在知识产权、能力水平、供应链三个方面共建实力，才能摆脱受制于人的被动局面。

　　目前，国内产业虽在中低端清洗设备上取得了一定发展和进步，但关键和材料上仍处于严重依赖进口的局面，供应链安全仍然是一大问题。同时，在高端清洗设备领域的空白，还有待继续填补。

　　先进光半导体由南方先进联合日本归国华侨杨振林博士团队合资成立，以南方先进为主要投资方、杨博士团队为技术核心的一家专业从事光电器件、光耦合器、光耦继电器等光电集成电路以及光电驱动等产品，研发团队涵盖设计、制造、销售和服务的高新技术企业，先进光半导体拥有先进的光电器件全自动生产线，具有年产8000万只光电光耦器件的生产能力。现阶段先进光半导体的光耦继电器、光耦合器等主要产品用于：蓄电系统．智能电表．自动检测设备．电信设备．测量仪器．医疗设备．通信设备．PC端．安防监控．O/A设备．PLC控制器．I/O控制板等，依托于光半导体综合的设计技术和芯片制造技术优势，先进光半导体期望在有广阔发展前景的光电控制领域深耕，逐步提升产品的技术附加值，扩充技术含量更高的产品线。

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