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工艺要求高 材料研发难
打破国外垄断,锻造“桐乡芯”
发布时间: 2023-06-20  10:33 来源: 桐乡市 浏览次数: 打印



浙江桐氟新材料股份有限公司总经理周忠明不会预判到,十多年前某高校学术研讨会上的一次“偶遇”,把他带入了半导体的世界。

半导体,一种既不是导体也不是绝缘体的材料,而最为我们熟知的半导体材料,无疑是“硅”,芯片制造的原材料。

“你觉得这块圆片值多少钱?”在那次学术研讨会上,一名资深工程师带着一块塑料模样的小圆片找到了周忠明。彼时,周忠明是一家塑料企业的销售人员。

当时,市面上外形接近的塑料为PC材质,价格在每公斤20到30元。但这个塑料小圆片价格竟然需要1000元。原来,这根本不是普通的塑料,这种名为聚三氟氯乙烯,简称PCTFE的材料,是一种高洁净度、能耐各类腐蚀的特殊塑料,并且可以在超-200℃的超低温下保持弹性,而普通塑料-50℃环境就已经报废。

纳米级别操作,练沙成“晶”

人们把芯片的制造称为“练沙”。黄沙中蕴含着芯片制造最基础的元素“硅”,硅可以让电路实现电流的自由切换。

制造芯片并不简单。在这块小小的芯片上,需要打造上亿个晶体管。这也意味着,在芯片的世界里,操作将是纳米级别的。

于是,清洗成了芯片制造中最基础、最至关重要的一道工序,因为在精细到纳米级别的芯片世界里,一粒尘埃都会对芯片的良率和性能带来致命性的打击。可以说,完整的芯片生产,伴随上百道清洗工序,贯穿硅片制造、晶圆加工、封装测试始末。

如今,芯片技术不断提升,对芯片清洗设备的要求也越来越高。清洗液体以及液体流经管道、控制液体开关的阀门,这些核心部件洁净度标准也相应“水涨船高”。

“就是这个。”周忠明拿出一根半米不到、白色略带透明,看起来平平无奇的塑料棒,实际上,这就是前面说到的PCTFE,制作清洗液体开关阀门的核心材料。

浙江桐氟新材料股份有限公司生产的阀门阀芯,用的正是这一材料,与另一产品PFA清洗槽一同,构成了芯片清洗设备的关键零部件。而在以前,这一细分领域在全世界范围内几乎被日本企业垄断。

真正解决“卡脖子”难题

当全球半导体产业链收拢,周忠明却认为这是攻克“卡脖子”技术的绝佳机会。2021年,经浙江清华长三角研究院推荐,桐氟新材料正式落地屠甸镇智创园。

今年4月,桐氟新材料生产洁净级材料PCTFE/PFA零部件的第一条产线全面投入使用,产品性能达到国际标准,现已成为世界半导体(芯片)清洗设备集成制造商长期供货商,预计2024年全面达产。

在当前国内的半导体行业中,桐氟新材料是竞逐芯片清洗设备关键零部件这一细分赛道为数不多的企业之一,而难点就在于产品的洁净度和稳定性。为此,桐氟新材料建设了高精密机加工车间和特殊高分子成型无纺车间,建立了精密的生产体系和控制体系,以确保产品生产的规模化和产品品质的持续稳定输出,这也是企业得以生存并持续向前的核心优势。

“生产工艺要求高,材料研发更难。”周忠明说,桐氟新材料正专注于新材料的研发。作为第二批嘉兴市博士创新站,桐氟新材料与嘉兴学院联合设立的新材料研究室,正努力在新型材料领域有所突破,真正解决“卡脖子”难题。