一颗芯片,从沙子到成品,要经历几百道复杂的工艺。半导体材料则是支撑起整个工艺制造流程的底层基石。这篇文章,我们就一次讲清楚半导体材料有哪些分类、都是什么、以及国内代表公司。
半导体材料主要分为晶圆制造材料和封装材料这两大类。晶圆制造材料是指从硅片制造,到Fab里制造晶体管、布线所用到的材料。封装材料是指晶圆切割后,对芯片进行封装、引脚互联所用到的材料。
晶圆制造材料
1. 硅片
硅片是制造芯片最基础的衬底,由高纯度多晶硅拉制成单晶硅棒,再切片、抛光得到。芯片上的器件,都要在硅片表面制作完成,是用量最大的半导体材料之一。
代表公司
沪硅产业、立昂微、西安奕材、有研硅、中晶科技
2. 掩膜版
掩膜版上面刻有芯片电路图,光刻机通过照射掩膜版,将电路图投射到旋涂了光刻胶的硅片上。所使用的工艺制程越先进,掩膜版精度要求越高。
代表公司
路维光电、清溢光电
3. 光刻胶
在光刻工艺中,将光刻胶旋涂在硅片表面,曝光后发生化学反应,经过显影,把掩膜版上的电路图案转移到硅片上。按照配套使用的曝光光源波长,光刻胶可以分为g-line(436nm)、i-line(365nm)、KrF(248nm)、ArF(193nm)光刻胶。光源波长越短,光刻能够实现的图形分辨率越高。
代表公司
彤程新材、南大光电、晶瑞电材、容大感光、上海新阳
4. 电子特气
电子特气是在芯片制造过程中所使用的各类高纯气体,薄膜沉积、刻蚀、掺杂、清洗等工艺都需要用到特种气体。常用电子特气包括HF、硅烷、氨气、刻蚀气体等。
代表公司
华特气体、中船特气、金宏气体、昊华科技
5. 湿电子化学品
湿电子化学品是晶圆加工过程中使用的超高纯酸、碱、有机溶剂,以及各类配制好的功能化学试剂。这些化学品主要用于硅片清洗、光刻显影、光刻胶剥离、湿法刻蚀等工艺。
代表公司
江化微、晶瑞电材、格林达
6. 靶材
靶材是一块高纯度的金属、合金或者陶瓷板材,是薄膜沉积工艺的原材料。在溅射设备中,高能离子轰击靶材表面,靶材的原子被轰击剥离,这些原子飘散到硅片表面,沉积成极薄的金属或介质薄膜。常用靶材包括铝靶、铜靶、钛靶、钽靶等。
代表公司
阿石创、江丰电子、有研新材
7. 第三代半导体
第三代半导体是以碳化硅和氮化镓为代表的宽禁带半导体材料。碳化硅耐高压、导热性能优异,多用于新能源车、光伏的功率芯片;氮化镓高频特性优秀,可做快充功率器件,也用于射频芯片。
代表公司
天岳先进、三安光电、斯达半导体
封装材料
1. 封装基板
封装基板是芯片封装的承载基板,切割下来的芯片贴在基板上方,基板内部布有精细铜线路,一边连接芯片焊盘,另一边通过底部锡球连接PCB板。
代表公司
深南电路、兴森科技
2. 环氧塑封料(EMC)
环氧塑封料是芯片的保护外壳,芯片固定在基板上、完成线路连接后,用环氧塑封料整体模压包裹固化,把芯片、键合线全部封在内部,用来绝缘,隔绝水汽、粉尘,抵御外力冲击。
代表公司
雅克科技、华海诚科
3. 键合丝
键合丝是超细金属丝,用于芯片焊盘和基板之间的电路连接。
代表公司
康强电子
过去很长一段时间,国内半导体材料高度依赖海外厂商。近几年,国内各大Fab厂持续导入国产材料,很多细分赛道已经实现从0到1突破。但是,很多先进工艺制程材料、大尺寸SiC/GaN衬底的验证,大规模量产,依然还有很长的路要走。
免责声明:本文仅科普半导体行业知识,文中提及上市公司不构成任何投资建议。
>/ 作者:小芯叽
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