2025 m. WESEMIBAY įžvalgos: 3/4 kartos puslaidininkių tendencijos ir tikslus valymas

Įvadas

2-oji Bay Area Semiconductor Industry Ecology Expo (WESEMIBAY 2025) vyko Šendženo konferencijų ir parodų centre (Futianas) 2025 m. spalio 15–17 d. Daugiau nei 60 000 kvadratinių metrų ploto paroda pritraukė daugiau nei 600 pirmaujančių įmonių ir institucijų iš daugiau nei 6 profesionalių 20 ir 20 šalių. Pagal temą „Puslaidininkis įgalina ateitį, inovacijos kuria ekologiją“ išryškėjo dvi transformuojančios tendencijos: paspartinta masinė 3-osios kartos puslaidininkių (SiC/GaN) gamyba ir 4-osios kartos medžiagų (galio antimonido, indžio antimonido) perėjimas nuo MTTP patvirtinimo.

Tačiau šios pažangos kelia svarbų, tačiau nepakankamai išspręstą iššūkį: tradiciniai valymo procesai nesugeba subalansuoti 'likučių pašalinimo' ir 'medžiagų apsaugos'. Pavyzdžiui, atšiaurūs tirpikliai dažnai korozuoja 4-osios kartos puslaidininkius, o nepilnas jungiamojo vaško pašalinimas nuo 8 colių SiC plokštelių tiesiogiai sumažina derlių. Šiame straipsnyje analizuojamos pagrindinės pramonės tendencijos iš WESEMIBAY 2025, nagrinėjama, kaip tikslios valymo technologijos sprendžia šias skausmingas vietas, ir integruojamos ekspozicijos vietoje įžvalgos ir techninio patvirtinimo duomenys.

1. Pagrindinės tendencijos, pristatytos 2025 m. WESEMIBAY

(1) 1 tendencija: 8 colių SiC/GaN plokštelės patenka į kritinį masinės gamybos etapą

2025 m. WESEMIBAY aiškiai parodė, kad 3-osios kartos puslaidininkiai pasikeitė nuo 6 colių dominavimo iki 8 colių mastelio didinimo. Nacionalinis plačiajuosčio atotrūkio puslaidininkių technologijų inovacijų centras (Šendženas) pristatė savo 8 colių skersmens puslaidininkių medžiagą, demonstruodamas bandomąją SiC/Ga“ platformą: apdorojant reikia vengti galio-deguonies (Ga-O) ir galio-azoto (Ga-N) laisvų darbo vietų defektų, kad būtų užtikrintas įrenginio patikimumas' – teiginys, kuris tiesiogiai pabrėžia švelnesnių, tikslesnių valymo sprendimų poreikį.

CR Micro (China Resources Microelectronics) dar labiau patvirtino šią tendenciją rodydama 8 colių plokšteles su užrašais: 'Siūlome 8+12 colių plokštelių gamybos paslaugas, daugiausia dėmesio skiriant energijos įtaisams, skirtiems naujoms energiją naudojančioms transporto priemonėms.' Remiantis pramonės prognozėmis 2025 m. , pasaulinė SiC plokštelių rinka išaugs – daugiau nei 3 % iš viso siuntų. apimtis – padvigubėjo nuo 15 % 2024 m. Šis augimas atitinka pramonės dinamiką, pvz., „Wolfspeed“ ir „Infineon“ spartėjančią 8 colių talpos plėtrą.

Perėjimas prie didesnių plokštelių sukuria pagrindinį poreikį: vienodai valyti visą plokštelės paviršių. Techninėse diskusijose su „CR Micro“ kabinos inžinieriais: „Vos 0,1 μm likučių skirtumas tarp 8–12 colių plokštelių krašto ir centro gali sumažinti išeigą 5–8 %“.

(2) 2 tendencija: 4-osios kartos puslaidininkiai pereina nuo tyrimų ir plėtros prie taikomųjų programų testavimo

Nors 3-osios kartos puslaidininkiai tebėra pagrindinė dabartinės gamybos dalis, 4-osios kartos medžiagos pasirodė kaip 'paslėptas akcentas' 2025 m. WESEMIBAY. Nacionalinis plačiajuosčio tarpo puslaidininkių technologijų inovacijų centras (Šendženas) aiškiai nurodė 'antimonidinius prietaisus' ir pagrindinius mokslinio tyrimo ir oksidacijos prioritetus. Skyrius '4-osios kartos medžiagos ir įrenginiai'. „Booth“ ekspertai paaiškino: „Antimonidai puikiai tinka mažos galios, aukšto dažnio aviacijos ir 6G srityse, tačiau dėl jų trapios kristalinės struktūros jie yra labai jautrūs tirpiklių korozijai“.

„Shenzhen Pinghu Laboratory“ tai pakartojo demonstruodama 8 colių Si pagrindu pagamintas GaN žemos įtampos plokšteles su gaminių etiketėmis, pažymėta: „Būsimam 4-osios kartos plokštelių apdorojimui reikės „apsauginių valymo sprendimų“, kurie pašalina rišamąjį vašką nepažeidžiant itin plačios juostos medžiagų. 4 -osios kartos puslaidininkinių medžiagų paklausa, nulemta specialių elektronikos sektorių poreikių.

(3) 3 tendencija: valymo procesai turi būti suderinti su pažangios įrangos naujovėmis

„WESEMIBAY 2025“ puslaidininkių gamybos įrangos naujovės pabrėžė 'integruotų valymo sprendimų' poreikį. Xinkailai (pirmaujantis buitinės įrangos gamintojas) savo stende paleido reklaminį vaizdo įrašą, kuriame teigiama: 'Remiantis techniniais demonstraciniais duomenimis Xinkailai stendo reklaminiame vaizdo įraše, nanoskalės likučiai po metalo likučių gali padidinti metalo atsparumą didelėms linijoms. 10-15%.' Vaizdo įraše taip pat pabrėžta, kad valymas turi būti sinchronizuotas su ėsdymu ir plonasluoksniu nusodinimu, kad būtų išvengta kryžminio užteršimo.

Han's Semiconductor dar labiau patvirtino šią tendenciją, parodydama savo 'SiC luito lazerinio pjaustymo ir ploninimo integruotą mašiną'. Pagal technines specifikacijas, nurodytas ant Han's Semiconductor's įrangos, aparatą 'reikia valyti vietoje po pjaustymo, nereikia išardyti plokštelės, kad būtų padidintas efektyvumas. „Prisitaikyti prie 2–12 colių plokštelių ir užtikrinti vienodą likučių pašalinimą“, – teigia stendo darbuotojai.

Šie pokyčiai patvirtina aiškią tendenciją: valymas nebėra savarankiškas žingsnis, o pagrindinė integruotų puslaidininkių gamybos procesų sudedamoji dalis.

2. 3 šerdies valymo iššūkiai puslaidininkių gamyboje

Kartu su diskusijomis su lustų gamintojais ir įrangos tiekėjais parodoje, pirmiau nurodytos tendencijos reiškia tris svarbius valymo skausmo taškus:

(1) 1 iššūkis: kelių medžiagų suderinamumas

3-osios kartos SiC/GaN ir 4-osios kartos antimonidai turi labai skirtingą cheminį stabilumą. SiC veiksmingas tirpiklis gali išgraviruoti antimonidus, o švelnus antimonidų tirpalas dažnai palieka vaško likučius ant SiC. Nacionalinio 3 kartos puslaidininkių inovacijų centro inžinieriai pasidalijo: „Matėme atvejų, kai bendrieji valikliai sukelia Ga-O defektus GaN plokštelėse ir sumažina įrenginio eksploatavimo laiką 30 proc.“

„Xinkailai“ reklaminis vaizdo įrašas taip pat patvirtino šią problemą – nepašalinti likučiai po ėsdinimo gali pakenkti vėlesnio plonasluoksnio nusodinimo kokybei, todėl sąsaja gali būti atsparesnė.

(2) 2 iššūkis: Didelio dydžio plokštelių valymas

Kadangi 8–12 colių plokštelės tampa įprastas, valymo vienodumas tapo kritiniu veiksniu, lemiančiu derlių. Remiantis techninių diskusijų su „CR Micro“ kabinos inžinieriais duomenimis, „0,5 μm valymo skirtumas tarp 12 colių plokštelių krašto ir centro gali sumažinti išeigą 8–10 %.“ Han's Semiconductor valymo įrangos komanda pažymėjo, kad tradicinėms paketinio valymo sistemoms sunku išlaikyti stabilų slėgį ir cheminių medžiagų koncentraciją dideliuose plokštelių paviršiuose, o dėl to dažnai susidaro per dideli plokštelių paviršiai. likučiai centre.'

(3) 3 iššūkis: tikslus pažangios pakuotės valymas

„ Chiplet & Advanced Packaging Zone“ (priglobta „SiChip Technology“) demonstravo 2.5D/3D sukrautus lustus. „SiChip Chiplet Zone“ eksponatų etiketėse nurodoma, kad 'Siauras tarpas tarp nevienalyčių štampų (iki 5 μm) sulaiko surišimo vašką, kurio tradiciniai valymo sprendimai negali pasiekti – tai turi įtakos jungčių veikimui.' SiChip inžinieriai pridūrė: 'Likučiai per Silicio jungtį, struktūrų likučiai gali sukelti preciziškumą, trumpą jungimą, kuris sukuria TSV. pakuotė.'

3. Tikslaus valymo naujovės

Siekdama išspręsti šiuos iššūkius, WESEMIBAY 2025 išryškino tris pagrindines tikslaus valymo technologijų inovacijų kryptis, paremtas vietoje atliekamų bandymų duomenimis ir klientų atsiliepimais:

(1) 1 kryptis: nerūdijančios formulės, skirtos kelių medžiagų suderinamumui

Norint apsaugoti trapias 4-osios kartos medžiagas ir pašalinti likučius iš 3-osios kartos puslaidininkių, reikia neutralių, neabrazyvinių valymo tirpalų. Pavyzdžiui, „Shenzhen Yuanan Technology“ nerūdijančio valymo tirpalo (iš pradžių sukurtas keraminiams anilokso ritiniams, bet patvirtintas puslaidininkiams) pH yra 6,5 ​​± 0,5 – pagal „Shenzhen Yuanan Technology“ laboratorijos vidaus bandymų duomenis. Ši neutrali formulė leidžia išvengti Ga-O/Ga-N defektų ant GaN plokštelių, tuo pačiu efektyviai pašalinant rišamąjį vašką nuo SiC ir antimonidų.

Vietinio SiC plokštelių gamintojo bandymų duomenys parodė, kad šis tirpalas pašalino 99,9 % vaško iš 8 colių SiC plokštelių ir neaptinkamos paviršiaus korozijos. Be to, produktas atitinka ES REACH reglamentą (EB) Nr. 1907/2006 ir naujausią kandidatinį labai didelį susirūpinimą keliančių medžiagų (SVHC) sąrašą (2025 m. spalio mėn. iš viso 235 cheminės medžiagos), taip pat RoHS direktyvas. Dėl to jis tinka pasaulinėms puslaidininkių tiekimo grandinėms, kurios yra labai svarbios APAC gamintojams, orientuotiems į Europos ir Amerikos rinkas.

Puslaidininkinės medžiagos tipas	Pagrindinio valymo iššūkis	Atitinkamas sprendimas („Yuanan Chemtech“)
3 kartos – SiC (8/12 colių)	Vaško likučiai ir krašto centro vienodumas	Nekorozinis valiklis (pH 6,5±0,5) ir žemo paviršiaus įtempimo formulė
3 kartos – GaN	Ga-O/Ga-N laisvų darbo vietų defektai	Neutralus, neabrazyvinis valymo skystis
4-oji karta – antimonidai	Trapi kristalų korozija	Švelniai įsiskverbiantis valiklis (3-5 min. įsiskverbimas)

(2) 2 kryptis: didelio skverbimosi formulės vienodumui užtikrinti

Norint išspręsti didelių plokštelių vienodumo problemas, valymo skysčiai tolygiai prasiskverbtų per plokštelės paviršių, įskaitant kraštus ir griovelius. „Shenzhen Yuanan Technology“ valymo tirpale naudojama mažo paviršiaus įtempimo formulė (≤25 mN/m), kuri per 3–5 minutes gali prasiskverbti pro plokštelių ertmes ir kraštus (remiantis „Shenzhen Yuanan Technology“ laboratorijos vidaus bandymų duomenimis). Šis veikimas buvo patvirtintas atlikus suderinamumo bandymus su Han's Semiconductor kelių kamerų valymo mašinomis.

2025 m. klientų atvejo tyrimas parodė, kad dėl šios įsiskverbimo galimybės likučių skirtumas tarp 12 colių plokštelių krašto ir centro sumažėjo iki mažiau nei 0,05 μm, todėl išeiga 7 % padidėjo, palyginti su tradiciniais valikliais.

Vaflio dydis	Dažna valymo problema	Sprendimo pranašumas (palyginti su tradiciniais valikliais)
8 colių SiC	Kraštų likučių kaupimasis	99,9% vaško pašalinimo greitis ir nėra paviršiaus korozijos
12 colių SiC	>0,5 μm krašto ir centro tarpas	Likučių kitimas <0,05 μm ir 7 % pagerėjimas

(3) 3 kryptis: valymas vietoje proceso integravimui

Atsižvelgiant į Xinkailai ir Han's Semiconductor įrangos tendencijas, valymo sprendimai turi palaikyti 'veikimą vietoje neišardant plokštelės'. 'Shenzhen Yuanan Technology' valymo tirpalas gali būti naudojamas rankiniu būdu arba pusiau automatiškai vietoje: naudojamas iškart po pjaustymo ar ėsdinimo lazeriu, 30 % sumažina proceso laiką, palyginti su valymu vietoje.'

4-osios kartos puslaidininkių tyrimų ir plėtros laboratorija Šendžene pranešė, kad ši vietoje galimybė 'pašalina plokštelių pažeidimus transportavimo metu ir užtikrina savalaikį valymą – tai labai svarbu norint greitai atlikti medžiagų bandymus'.

4. Ateities perspektyvos: puslaidininkių valymo technologija (2026–2030 m.)

Remiantis WESEMIBAY 2025 įžvalgomis, puslaidininkių valymo technologija per ateinančius penkerius metus vystysis trimis pagrindinėmis kryptimis:

1. Atominio lygio švara : kadangi tranzistorių dydis susitraukia iki 2 nm ir mažesnio dydžio, valant reikės pašalinti iki 10 nm mažesnes daleles, o tai reikalauja naujovių nanoskalės likučių aptikimo ir pašalinimo srityje.

2. Ekologiškos formulės : pasauliniai ESG (aplinkos, socialiniai, valdymo) reikalavimai (pvz., ES tvarių cheminių medžiagų strategija) padidins biologiškai skaidžių, mažai LOJ (lakių organinių junginių) valymo sprendimų poreikį.

3. Išmanioji integracija : dirbtinio intelekto varomos valymo sistemos taps pagrindinėmis, realiuoju laiku koreguojančios parametrus pagal plokštelių medžiagą ir įrangos duomenis, kad būtų sumažintos žmogiškosios klaidos.

„Shenzhen Yuanan Technology“ ir toliau daugiausia dėmesio skirsime 3–4 kartos puslaidininkių valymo technologijų moksliniams tyrimams ir plėtrai, o 2026 m. planuojame išleisti visiškai automatizuotą 12 colių SiC plokštelių valymo sprendimą. Mūsų tikslas – padėti pasaulinei puslaidininkių pramonei pereiti prie pažangių medžiagų, kartu užtikrinant našumą, patikimumą ir atitiktį.

Su kokiais 3/4 kartos puslaidininkių valymo iššūkiais susiduria jūsų komanda? Jūsų konkrečioms puslaidininkinėms medžiagoms, susisiekite su mumis, kad pritaikytumėte nerūdijantį valymo tirpalą ir paprašytumėte nemokamo pavyzdžio.

---

Dažnai užduodami klausimai (DUK)

1 klausimas : kodėl tikslus valymas yra labai svarbus 3/4-osios kartos puslaidininkiams (SiC/GaN/antimonidai)?

A :  3-osios kartos SiC/GaN ir 4-osios kartos antimonidai turi unikalių medžiagų pažeidžiamumo: SiC yra linkęs į paviršiaus defektus dėl atšiaurių tirpiklių, o antimonidų trapios kristalų struktūros lengvai korozuojasi. Tradiciniai valikliai dažnai palieka vaško likučius (dėl kurių sumažėja derlius) arba pažeidžia paviršius (sutrumpina prietaiso tarnavimo laiką). Tiksliu valymu tai išsprendžiama subalansuojant pašalinimą be likučių (pvz., 99,9 % vaško pašalinimas ant 8 colių SiC) ir medžiagų apsauga (neutralios pH 6,5±0,5 formulės), kaip patvirtinta WESEMIBAY 2025 Nacionalinio 3 kartos puslaidininkių inovacijų centro stendo įžvalgomis.

2 klausimas : ar jūsų nerūdijantis valymo tirpalas tinka ir 8 colių SiC, ir 4-osios kartos antimonidinėms plokštelėms?

A : Taip. Mūsų sprendimas sukurtas suderinamumui su daugeliu medžiagų – išbandytas saugiai valant 8 colių SiC (atitinka CR Micro 8+12 colių gamybos tendencijas WESEMIBAY) ir 4-osios kartos antimonidus (atitinka Shenzhen Pinghu laboratorijos 4-osios kartos MTEP). Remiantis vidinės laboratorijos duomenimis, jis prasiskverbia į plokštelių ertmes per 3–5 minutes (greičiau nei pramonės vidurkis 10–15 minučių) ir išvengia Ga-O/Ga-N defektų, todėl tinka tiek masiškai gaminamiems 3-osios kartos, tiek atsirandantiems 4-osios kartos puslaidininkiams.

3 klausimas : kaip jūsų valymo sprendimas sprendžia didelių 12 colių plokštelių vienodumo problemas?

A : Didelės 12 colių plokštelės susiduria su kraštų centro valymo skirtumais (skausmingas taškas, kurį pabrėžė Han's Semiconductor WESEMIBAY 2025). Mūsų sprendimas naudoja mažo paviršiaus įtempimo formulę (≤25 mN/m), kad būtų užtikrintas tolygus įsiskverbimas per visą plokštelę. 2025 m. klientų atvejo tyrimas parodė, kad jis sumažina krašto centro likučių svyravimus iki <0,05 μm, todėl išeiga sumažėja 7 %, palyginti su tradiciniais serijiniais valikliais. Jis taip pat integruojamas su kelių kamerų valymo mašinomis (pvz., Han's Semiconductor 4 kamerų modeliu), kad būtų užtikrintas sklandus gamybos procesas.

4 klausimas : ar jūsų valymo sprendimas atitinka pasaulinius standartus (pvz., ES REACH, RoHS) eksporto rinkoms?

A : Absoliučiai. Siekdami paremti APAC gamintojus, orientuotus į Europos ir Amerikos rinkas (pagrindinė WESEMIBAY 2025 tendencija), mūsų sprendimas atitinka:

• ES REACH reglamentas (EB) Nr. 1907/2006 (įskaitant naujausią 235 medžiagų SVHC sąrašą, atnaujintą 2025 m. spalio mėn.);

• RoHS direktyvos (be sunkiųjų metalų ar ribojamų LOJ);

• SEMI pramonės standartai puslaidininkių valymui.

Šis atitikimas buvo pagrindinis dėmesys diskusijoms su užsienio pirkėjais WESEMIBAY eksporto forumuose „Pagaminta Kinijoje“.

5 klausimas : kaip valymas vietoje pagerina SiC luito pjaustymo efektyvumą (pagal Han's Semiconductor's WESEMIBAY demonstraciją)?

A : Han's Semiconductor's SiC luitų pjaustymo mašiną (parodyta WESEMIBAY) po pjaustymo reikia išvalyti neišardant, kad būtų išvengta plokštelės pažeidimo. Mūsų sprendimas leidžia naudoti vietoje, rankiniu būdu / pusiau automatiniu būdu – taikomas iškart po pjaustymo, todėl nebereikia gabenti plokštelių į valymo įrenginius, esančius ne vietoje. Tai sutrumpina proceso laiką 30 % (remiantis Šendženo 4-osios kartos tyrimų ir plėtros laboratorijos atsiliepimais) ir sumažina su transportavimu susijusių defektų skaičių, atitinkantį WESEMIBAY 'integruotos gamybos' įrangos tendenciją.