2025 WESEMIBAY Insights: Tendências de semicondutores de 3ª/4ª geração e limpeza de precisão

Introdução

A 2ª Expo de Ecologia da Indústria de Semicondutores da Bay Area (WESEMIBAY 2025) aconteceu no Centro de Convenções e Exposições de Shenzhen (Futian) de 15 a 17 de outubro de 2025. Cobrindo mais de 60.000 metros quadrados, a exposição atraiu mais de 600 empresas e instituições líderes de mais de 20 países, recebendo mais de 60.000 visitantes profissionais. Sob o tema 'Os semicondutores capacitam o futuro, a inovação constrói a ecologia', surgiram duas tendências transformadoras: a produção em massa acelerada de semicondutores de 3ª geração (SiC/GaN) e a mudança de materiais de 4ª geração (antimoneto de gálio, antimoneto de índio) da pesquisa e desenvolvimento para a validação de aplicações.

No entanto, esses avanços trazem um desafio crítico, mas pouco abordado: os processos de limpeza tradicionais lutam para equilibrar a “remoção de resíduos” e a “proteção do material”. Por exemplo, solventes agressivos geralmente corroem semicondutores de 4ª geração, enquanto a remoção incompleta da cera de ligação em wafers de SiC de 8 polegadas reduz diretamente o rendimento. Este artigo analisa as principais tendências do setor no WESEMIBAY 2025, explora como as tecnologias de limpeza de precisão abordam esses pontos problemáticos e integra insights da exposição no local e dados de validação técnica.

1. Principais tendências reveladas no WESEMIBAY 2025

(1) Tendência 1: Wafers SiC/GaN de 8 polegadas entram na fase crítica da produção em massa

WESEMIBAY 2025 sinalizou claramente uma mudança nos semicondutores de 3ª geração de 'dominância de 6 polegadas' para 'aumento de escala de 8 polegadas'. O Centro Nacional de Inovação Tecnológica para Semicondutores Wide BandGap (Shenzhen) apresentou sua plataforma piloto SiC/GaN de 8 polegadas na exposição, com materiais de estande afirmando: 'O processamento úmido deve evitar gálio-oxigênio (Ga-O) e defeitos de vacância de gálio-nitrogênio (Ga-N) para garantir a confiabilidade do dispositivo'— uma declaração que destaca diretamente a necessidade de soluções de limpeza mais suaves e precisas.

A CR Micro (China Resources Microelectronics) confirmou ainda mais essa tendência exibindo wafers de 8 polegadas, com sinalização observando: 'Oferecemos serviços de fabricação de wafers de 8 + 12 polegadas, com foco em dispositivos de energia para novos veículos de energia.' 2024. Este crescimento está alinhado com a dinâmica da indústria, como Wolfspeed e Infineon acelerando a expansão da capacidade de 8 polegadas.

A mudança para wafers maiores cria uma demanda central: limpeza uniforme em toda a superfície do wafer. De acordo com discussões técnicas no local com os engenheiros do estande da CR Micro, “Uma diferença de resíduo de apenas 0,1μm entre a borda e o centro dos wafers de 8 a 12 polegadas pode reduzir o rendimento em 5 a 8%.”

(2) Tendência 2: Semicondutores de 4ª geração passam de P&D para testes de aplicativos

Embora os semicondutores de 3ª geração continuem sendo o esteio da produção atual, os materiais de 4ª geração surgiram como um “destaque oculto” no WESEMIBAY 2025. O Centro Nacional de Inovação Tecnológica para Semicondutores Wide BandGap (Shenzhen) listou explicitamente “dispositivos antimonidos” e “epitaxia de óxido de gálio” como principais prioridades de P&D em sua seção “Materiais e Dispositivos de 4ª Geração”. Os especialistas do estande explicaram: “Os antimonídeos são excelentes em aplicações de baixa potência e alta frequência para a indústria aeroespacial e 6G, mas sua estrutura cristalina frágil os torna altamente suscetíveis à corrosão por solvente”.

O Laboratório Pinghu de Shenzhen repetiu isso exibindo wafers GaN de baixa tensão baseados em Si de 8 polegadas, com rótulos de produtos observando: 'O futuro processamento de wafer de 4ª geração exigirá 'soluções de limpeza protetora' que removam a cera de ligação sem danificar materiais de bandgap ultra-largos.' setores de especialidades eletrônicas.

(3) Tendência 3: Os processos de limpeza devem estar alinhados com a inovação de equipamentos avançados

A inovação em equipamentos de fabricação de semicondutores na WESEMIBAY 2025 ressaltou a necessidade de 'soluções de limpeza integradas'. A Xinkailai (um fabricante líder de equipamentos domésticos) exibiu um vídeo promocional em seu estande, afirmando: 'De acordo com os dados de demonstração técnica no vídeo promocional do estande da Xinkailai, resíduos em nanoescala após gravação de alta uniformidade para transistores de tamanho pequeno podem aumentar a resistência da linha de metal em 10-15%.' O vídeo também enfatizou que a limpeza deve ser sincronizado com gravação e deposição de filme fino para evitar contaminação cruzada.

A Han's Semiconductor validou ainda mais essa tendência exibindo sua 'Máquina integrada de corte e desbaste a laser de lingote de SiC'. De acordo com as especificações técnicas rotuladas no equipamento da Han's Semiconductor, a máquina 'requer limpeza no local após o fatiamento, sem desmontagem do wafer, para melhorar a eficiência'. wafers e garantir a remoção uniforme de resíduos', segundo a equipe do estande.

Esses desenvolvimentos confirmam uma tendência clara: a limpeza não é mais uma etapa independente, mas um componente central dos processos integrados de fabricação de semicondutores.

2. 3 principais desafios de limpeza na fabricação de semicondutores

Combinadas com discussões com fabricantes de chips e fornecedores de equipamentos na exposição, as tendências acima se traduzem em três pontos críticos de limpeza:

(1) Desafio 1: Compatibilidade com vários materiais

Os antimonetos SiC/GaN de 3ª geração e 4ª geração têm estabilidades químicas muito diferentes. Um solvente eficaz para o SiC pode gravar antimonetos, enquanto uma solução suave para antimonetos geralmente deixa resíduos de cera no SiC. Engenheiros do Centro Nacional de Inovação de Semicondutores de 3ª Geração compartilharam: 'Vimos casos em que produtos de limpeza genéricos causam defeitos de Ga-O em wafers de GaN, reduzindo a vida útil do dispositivo em 30%.'

O vídeo promocional de Xinkailai também confirmou esse problema: resíduos pós-gravação não removidos podem comprometer a qualidade de deposição subsequente do filme fino, levando a uma maior resistência da interface.

(2) Desafio 2: Uniformidade de limpeza para wafers de grande porte

À medida que os wafers de 8 a 12 polegadas se tornam populares, a uniformidade da limpeza se tornou um fator crítico de rendimento. De acordo com os dados de discussão técnica no local com os engenheiros do estande da CR Micro, 'Uma diferença de limpeza de 0,5 μm entre a borda e o centro dos wafers de 12 polegadas pode reduzir o rendimento em 8 a 10%.'.

(3) Desafio 3: Limpeza de precisão para embalagens avançadas

A Chiplet & Advanced Packaging Zone (hospedada pela SiChip Technology) apresentou chips empilhados 2,5D/3D. De acordo com os rótulos expostos na Chiplet Zone da SiChip, 'lacunas estreitas entre matrizes heterogêneas (tão pequenas quanto 5μm) retêm a cera de ligação, que as soluções de limpeza tradicionais não conseguem alcançar - impactando o desempenho da interconexão.'

3. Direções de inovação para limpeza de precisão

Para enfrentar esses desafios, o WESEMIBAY 2025 destacou três direções principais de inovação para tecnologias de limpeza de precisão – apoiadas por dados de testes no local e feedback dos clientes:

(1) Direção 1: Fórmulas livres de corrosão para compatibilidade com vários materiais

Proteger materiais frágeis de 4ª geração e ao mesmo tempo remover resíduos de semicondutores de 3ª geração requer soluções de limpeza neutras e não abrasivas. Por exemplo, a solução de limpeza livre de corrosão da Shenzhen Yuanan Technology (inicialmente desenvolvida para rolos anilox cerâmicos, mas validada para aplicações de semicondutores) tem um pH de 6,5±0,5 — de acordo com dados de teste internos do laboratório da Shenzhen Yuanan Technology. Esta fórmula neutra evita defeitos de Ga-O/Ga-N em wafers de GaN, ao mesmo tempo que remove eficazmente a cera de ligação do SiC e dos antimonídeos.

Dados de testes de um fabricante doméstico de wafer de SiC mostraram que esta solução alcançou 99,9% de remoção de cera em wafers de SiC de 8 polegadas sem corrosão superficial detectável. Além disso, o produto está em conformidade com o Regulamento REACH (CE) nº 1907/2006 da UE e com a mais recente Lista de Substâncias Candidatas que Suscitam Alta Preocupação (SVHC) – totalizando 235 substâncias em outubro de 2025 – bem como com as diretivas RoHS. Isto o torna adequado para cadeias globais de fornecimento de semicondutores, essenciais para os fabricantes da APAC que visam os mercados europeus e americanos.

Tipo de material semicondutor	Desafio de limpeza central	Solução de correspondência (Yuanan Chemtech)
3ª geração - SiC (8/12 polegadas)	Resíduo de cera e uniformidade centro-borda	Limpador livre de corrosão (pH 6,5±0,5) e fórmula de baixa tensão superficial
3ª Geração – GaN	Defeitos de vacância Ga-O/Ga-N	Fluido de limpeza neutro e não abrasivo
4ª Geração – Antimonidas	Corrosão de cristal frágil	Limpador penetrante suave (penetração de 3-5 minutos)

(2) Direção 2: Fórmulas de alta penetração para uniformidade

A solução de problemas de uniformidade para wafers grandes exige que os fluidos de limpeza penetrem uniformemente na superfície do wafer, incluindo bordas e ranhuras. A solução de limpeza da Shenzhen Yuanan Technology usa uma fórmula de baixa tensão superficial (≤25 mN/m), que pode penetrar nas cavidades e bordas do wafer em 3-5 minutos (de acordo com dados de teste internos do laboratório da Shenzhen Yuanan Technology). Este desempenho foi validado através de testes de compatibilidade com máquinas de limpeza multicâmaras da Han's Semiconductor.

Um estudo de caso de cliente de 2025 mostrou que essa capacidade de penetração reduziu a diferença de resíduos entre a borda e o centro de wafers de 12 polegadas para menos de 0,05 μm, melhorando o rendimento em 7% em comparação com os produtos de limpeza tradicionais.

Tamanho da bolacha	Problema comum de limpeza	Vantagem da solução (vs. produtos de limpeza tradicionais)
SiC de 8 polegadas	Acúmulo de resíduos nas bordas	Taxa de remoção de cera de 99,9% e sem corrosão superficial
SiC de 12 polegadas	>0,5 μm de folga entre centro e borda	Variação de resíduo <0,05μm e melhoria de rendimento de 7%

(3) Direção 3: Limpeza no local para integração de processos

Alinhando-se com as tendências de equipamentos da Xinkailai e da Han's Semiconductor, as soluções de limpeza devem suportar 'operação no local sem desmontagem do wafer'. A solução de limpeza da Shenzhen Yuanan Technology pode ser usada manualmente ou semiautomática no local: aplicada diretamente após o corte ou gravação a laser, reduz o tempo do processo em 30% em comparação com a 'limpeza externa'.

Um laboratório de P&D de semicondutores de 4ª geração em Shenzhen relatou que essa capacidade no local “elimina danos ao wafer durante o transporte e garante a limpeza oportuna – fundamental para testes de materiais em ritmo acelerado”.

4. Perspectivas Futuras: Tecnologia de Limpeza de Semicondutores (2026-2030)

Com base nos insights do WESEMIBAY 2025, a tecnologia de limpeza de semicondutores evoluirá em três direções principais nos próximos cinco anos:

1. Limpeza em nível atômico : À medida que os tamanhos dos transistores diminuem para 2 nm e menos, a limpeza precisará remover partículas abaixo de 10 nm – exigindo inovações na detecção e remoção de resíduos em nanoescala.

2. Fórmulas Ecológicas : Os requisitos globais ESG (Ambientais, Sociais, de Governança) (por exemplo, a Estratégia de Produtos Químicos Sustentáveis ​​da UE) impulsionarão a demanda por soluções de limpeza biodegradáveis ​​e com baixo teor de VOC (Compostos Orgânicos Voláteis).

3. Integração inteligente : Os sistemas de limpeza alimentados por IA se tornarão populares, ajustando parâmetros em tempo real com base em materiais de wafer e dados de equipamentos para reduzir erros humanos.

Para a Shenzhen Yuanan Technology, continuaremos a nos concentrar em pesquisa e desenvolvimento para tecnologias de limpeza de semicondutores de 3ª e 4ª geração, com planos de lançar uma solução de limpeza totalmente automatizada para wafers de SiC de 12 polegadas em 2026. Nosso objetivo é apoiar a mudança da indústria global de semicondutores para materiais avançados, garantindo ao mesmo tempo rendimento, confiabilidade e conformidade.

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Perguntas frequentes (FAQ)

Q1 : O que torna a limpeza de precisão crítica para semicondutores de 3ª/4ª geração (SiC/GaN/antimonídeos)?

R :  SiC/GaN de 3ª geração e antimonetos de 4ª geração têm vulnerabilidades de material únicas: o SiC é propenso a defeitos superficiais causados ​​por solventes agressivos, enquanto as frágeis estruturas cristalinas dos antimonetos corroem facilmente. Os produtos de limpeza tradicionais muitas vezes deixam resíduos de cera (causando quedas de rendimento) ou danificam as superfícies (reduzindo a vida útil do dispositivo). A limpeza de precisão resolve isso equilibrando a remoção sem resíduos (por exemplo, 99,9% de remoção de cera em SiC de 8 polegadas) e a proteção do material (fórmulas de pH neutro 6,5±0,5), conforme validado em WESEMIBAY 2025 pelos insights do estande do National 3rd Gen Semiconductor Innovation Center.

P2 : Sua solução de limpeza livre de corrosão funciona tanto para SiC de 8 polegadas quanto para wafers de antimoneto de 4ª geração?

R : Sim. Nossa solução foi projetada para compatibilidade com vários materiais - testada para limpar com segurança SiC de 8 polegadas (alinhando-se com as tendências de produção de 8 + 12 polegadas da CR Micro em WESEMIBAY) e antimonetos de 4ª geração (correspondendo ao foco de P&D de 4ª geração do Laboratório Shenzhen Pinghu). De acordo com dados de laboratório interno, ele penetra nas cavidades do wafer em 3 a 5 minutos (mais rápido do que a média da indústria de 10 a 15 minutos) e evita defeitos de Ga-O/Ga-N, tornando-o adequado para semicondutores produzidos em massa de 3ª geração e semicondutores emergentes de 4ª geração.

Q3 : Como sua solução de limpeza resolve problemas de uniformidade para wafers grandes de 12 polegadas?

R : Grandes wafers de 12 polegadas lutam com diferenças de limpeza no centro da borda (um ponto problemático destacado pela Han's Semiconductor no WESEMIBAY 2025). Nossa solução usa uma fórmula de baixa tensão superficial (≤25 mN/m) para garantir penetração uniforme em todo o wafer. Um estudo de caso de cliente de 2025 mostrou que ele reduz a variação de resíduos centro-borda para <0,05 μm – reduzindo as perdas de rendimento em 7% em comparação com limpadores de lote tradicionais. Ele também se integra a máquinas de limpeza multicâmaras (como o modelo de 4 câmaras da Han's Semiconductor) para fluxos de trabalho de produção contínuos.

Q4 : A sua solução de limpeza está em conformidade com os padrões globais (por exemplo, EU REACH, RoHS) para mercados de exportação?

R : Absolutamente. Para apoiar os fabricantes da APAC que visam os mercados europeu e americano (uma tendência chave do WESEMIBAY 2025), a nossa solução atende:

• Regulamento REACH (CE) nº 1907/2006 da UE (incluindo a lista mais recente de SVHC de 235 substâncias, atualizada em outubro de 2025);

• Diretivas RoHS (sem metais pesados ​​ou VOCs restritos);

• Padrões da indústria SEMI para limpeza de semicondutores.

Esta conformidade foi o foco principal nas discussões com compradores estrangeiros nos fóruns de exportação 'Made in China' da WESEMIBAY.

Q5 : Como a limpeza no local melhora a eficiência do fatiamento de lingotes de SiC (de acordo com a demonstração WESEMIBAY da Han's Semiconductor)?

R : A máquina de fatiar lingotes de SiC da Han's Semiconductor (apresentada na WESEMIBAY) requer limpeza pós-corte sem desmontagem para evitar danos ao wafer. Nossa solução permite o uso manual/semiautomático no local – aplicada diretamente após o fatiamento, elimina a necessidade de transportar wafers para instalações de limpeza externas. Isso reduz o tempo de processo em 30% (de acordo com o feedback do laboratório de P&D de 4ª geração de Shenzhen) e reduz defeitos relacionados ao transporte, alinhando-se com a tendência de equipamentos de “fabricação integrada” da WESEMIBAY.