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從“全覆蓋”到“高可靠”,四方儀器篤行半導(dǎo)體核心部件國產(chǎn)化之路
在國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)加速向生態(tài)化、自主化邁進(jìn)的關(guān)鍵階段,第十四屆半導(dǎo)體設(shè)備材料及核心部件展(CSEAC 2026)近日在無錫隆重舉辦。展會立足設(shè)備-材料-核心部件全鏈條,搭建起技術(shù)交流、供需對接、成果展示的重要平臺,集中呈現(xiàn)國產(chǎn)半導(dǎo)體上游產(chǎn)業(yè)鏈的最新突破與實(shí)踐成果。
一、行業(yè)高景氣爆發(fā),國產(chǎn)替代進(jìn)入黃金兌現(xiàn)期
2026年以來,全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈傳來密集漲價與擴(kuò)產(chǎn)信號。AI 算力爆發(fā)疊加全球數(shù)字化轉(zhuǎn)型浪潮,驅(qū)動全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)迎來歷史性增長機(jī)遇,行業(yè)市場規(guī)模將于 2026 年底突破 1 萬億美元,較預(yù)期提前四年邁入萬億規(guī)模。在算力需求增加與國內(nèi)供應(yīng)鏈自主可控的雙重驅(qū)動下,行業(yè)正加速供應(yīng)鏈的全面國產(chǎn)化,未來國產(chǎn)化份額有望進(jìn)一步擴(kuò)大。
國家 “十五五” 規(guī)劃將半導(dǎo)體確立為戰(zhàn)略支柱產(chǎn)業(yè),千億級國家大基金三期重點(diǎn)投向半導(dǎo)體設(shè)備與核心零部件。國內(nèi)半導(dǎo)體國產(chǎn)化進(jìn)程迎來關(guān)鍵轉(zhuǎn)型:從過去單一產(chǎn)品、單一企業(yè)、單一環(huán)節(jié)的單點(diǎn)突破,升級覆蓋設(shè)計(jì)、制造、封測、設(shè)備、材料、EDA 工具全賽道的全鏈條自主滲透,供應(yīng)鏈自主可控成為行業(yè)發(fā)展核心主線。

二、三大剛性痛點(diǎn)凸顯,半導(dǎo)體行業(yè)核心部件國產(chǎn)化迫在眉睫
伴隨國內(nèi)晶圓廠大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)、智能制造全面落地、芯片制程持續(xù)向 3nm/2nm 先進(jìn)節(jié)點(diǎn)迭代,晶圓制造、半導(dǎo)體設(shè)備原廠、外延封裝企業(yè)面臨供應(yīng)鏈安全、數(shù)字化適配、工藝良率提升三大核心剛需,也是制約行業(yè)發(fā)展的核心痛點(diǎn)。
(1) 供應(yīng)鏈自主可控
海外管控持續(xù)收緊帶來多重經(jīng)營風(fēng)險:進(jìn)口設(shè)備交付周期長達(dá)1-2年、采購價格逐年上漲、售后響應(yīng)遲緩、備件采購周期漫長;行業(yè)迫切需要自主研發(fā)、可批量替換進(jìn)口的國產(chǎn)化精密監(jiān)測設(shè)備,筑牢本土供應(yīng)鏈安全屏障,保障產(chǎn)線長期穩(wěn)定可靠運(yùn)行。
(2) 數(shù)字化升級剛需
當(dāng)前國內(nèi)晶圓工廠加速布局?jǐn)?shù)字化、智能化產(chǎn)線,MES、EAP等智能工廠管理系統(tǒng)全面普及。但進(jìn)口監(jiān)測設(shè)備通訊協(xié)議封閉、數(shù)據(jù)接口不通用,難以適配國產(chǎn)工業(yè)軟件生態(tài),無法實(shí)現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)實(shí)時上傳、機(jī)臺聯(lián)動、自動化智能管控。
(3) 工藝提質(zhì)剛需
隨著芯片制程推進(jìn)至3nm、2nm及以下節(jié)點(diǎn),芯片內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜度成指數(shù)級提升,生產(chǎn)精度要求高。氣體監(jiān)測設(shè)備作為貫穿全流程的“工藝之眼”,既是保障芯片良率的核心防線,也是工藝迭代、生產(chǎn)效率提升的核心部件支撐。
三、 四方儀器國產(chǎn)化氣體監(jiān)測方案,覆蓋半導(dǎo)體核心工藝需求
四方儀器依托 紅外(NDIR)、激光(TDLAS)、氧化鋯等多種傳感器技術(shù)平臺,精準(zhǔn)匹配半導(dǎo)體行業(yè)三大核心工藝氣體監(jiān)測剛需,產(chǎn)品全棧自研,在行業(yè)頭部客戶的實(shí)際驗(yàn)證中,產(chǎn)品性能穩(wěn)定且數(shù)據(jù)對標(biāo)進(jìn)口設(shè)備。四方儀器四大產(chǎn)品矩陣完整覆蓋氣體供應(yīng)系統(tǒng)、工藝真空腔室、廠務(wù)潔凈環(huán)境三大應(yīng)用場景。

(1)CVD 腔室清洗終點(diǎn)檢測方案:精準(zhǔn)控時降耗,助力工藝優(yōu)化
PECVD、LPCVD、ALD 等薄膜沉積工藝會在腔壁、電極堆積硅化物、金屬、聚合物副產(chǎn)物,若清洗不充分易產(chǎn)生顆粒缺陷、薄膜均勻度失效。四方儀器自研 NDIR 紅外氣體傳感器,可在線實(shí)時精準(zhǔn)監(jiān)測 WF6、SiF4、CF4、SF6、NF3、CO2等腔室氣體濃度,根據(jù)腔內(nèi)殘余氣體濃度變化自動輸出清洗終止信號,替代傳統(tǒng)定時清洗方案。可縮短 20%-40% 清洗時長,大幅削減特氣消耗,顯著提升機(jī)臺稼動率與晶圓產(chǎn)能,適配原位清洗、RPSC 清洗全場景。

(2)MOCVD前驅(qū)體氣體監(jiān)測方案:精準(zhǔn)管控外延工藝,提升產(chǎn)品良率
MOCVD 是氮化鎵等第三代半導(dǎo)體材料制備的核心工藝,前驅(qū)體氣體(TMGa、DEZn、TMIn、TEGa 等)濃度穩(wěn)定性直接決定外延片生長質(zhì)量與工藝重復(fù)性。本方案搭載四方儀器紅外氣體傳感器(NDIR),在氣體進(jìn)入腔體前實(shí)時監(jiān)測前驅(qū)體濃度,可快速識別鼓泡系統(tǒng)溫度、壓力異常,聯(lián)動控制系統(tǒng)及時調(diào)整氣體配比、暫停異常工藝,規(guī)避外延生長缺陷,保障產(chǎn)品工藝一致性。

(3) 微量氧監(jiān)控方案:隔絕氧化雜質(zhì),守住超高純工藝底線
在半導(dǎo)體制造過程中,微量氧氣(低至ppm級)污染也會引發(fā)不必要的氧化反應(yīng),導(dǎo)致集成電路和硅片產(chǎn)生缺陷,進(jìn)而破壞薄膜結(jié)構(gòu)的完整性,嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量。針對半導(dǎo)體、電子制造行業(yè)不斷升級的微量氧氣檢測需求,四方儀器自主研發(fā)的Gasboard-3050 系列氧分析儀,適配不同精度和安裝要求。
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微量氧分析儀Gasboard-3052
Gasboard-3052基于氧化鋯技術(shù),針對真空環(huán)境下的微量氧測量進(jìn)行專門設(shè)計(jì),可直接安裝于真空腔體,實(shí)現(xiàn)低壓力環(huán)境中的原位氧含量監(jiān)測。產(chǎn)品兼具ppm級微量氧檢測、高響應(yīng)速度、緊湊型結(jié)構(gòu)、便于集成等特點(diǎn),適用于EFEM、晶圓轉(zhuǎn)運(yùn)腔、真空爐及真空封裝等設(shè)備,為腔體殘氧、泄漏及工藝氣氛狀態(tài)提供實(shí)時監(jiān)測方案。

微量氧分析儀Gasboard-3052( 原位探頭式)
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氧分析儀Gasboard-3053
Gasboard-3053是一款高性能抽取式氧分析儀,采用氧化鋯技術(shù),將取樣、流量控制、氧濃度檢測、顯示及信號輸出集成于完整儀表中。產(chǎn)品具有測量穩(wěn)定、操作方便、安裝靈活等特點(diǎn),適用于RTP、擴(kuò)散/退火爐及高純惰性氣氛等場景中的在線微量氧監(jiān)測。

微量氧分析儀Gasboard-3053 ( 抽取集成式)
(4)潔凈室粒子在線監(jiān)測方案:全域塵埃管控,規(guī)避顆粒短路報廢
半導(dǎo)體制造工藝流程復(fù)雜,微米級制程里空氣中的粉塵微粒極易附著在晶圓表面形成致命缺陷,造成器件失效。四方儀器OPC-6510DS 在線塵埃粒子計(jì)數(shù)器依托光學(xué)散射檢測原理,搭載大流量標(biāo)準(zhǔn)采樣通道,可同步檢測 0.3-10μm關(guān)鍵粒徑顆粒物,性能指標(biāo)滿足相關(guān)潔凈室行業(yè)規(guī)范。該設(shè)備可布置在光刻、薄膜鍍膜、車間通風(fēng)管道等關(guān)鍵潔凈區(qū)域,支持全天候連續(xù)在線監(jiān)測,一旦粉塵濃度超標(biāo)即自動報警并聯(lián)動管控系統(tǒng),有效杜絕顆粒物污染造成的芯片短路、報廢等生產(chǎn)損失。

四、四大核心差異化優(yōu)勢,打造半導(dǎo)體行業(yè)核心部件的國產(chǎn)替代方案
四方儀器專注于半導(dǎo)體核心零部件的研發(fā)與制造,實(shí)現(xiàn)全部核心器件的自研自產(chǎn),供應(yīng)鏈自主可控,是國內(nèi)頭部半導(dǎo)體設(shè)備廠商部件類戰(zhàn)略合作伙伴。公司在工藝光譜分析、氣體濃度檢測、顆粒物在線監(jiān)測等核心技術(shù)領(lǐng)域,具有完整的產(chǎn)品矩陣,深度參與半導(dǎo)體設(shè)備關(guān)鍵工藝流程。產(chǎn)品應(yīng)用場景覆蓋芯片制造全工序,包含刻蝕去膠、薄膜沉積外延、熱處理、腔室清洗等半導(dǎo)體行業(yè)核心工藝環(huán)節(jié)。

未來,公司將持續(xù)深耕半導(dǎo)體核心零部件領(lǐng)域,助力推動該領(lǐng)域的國產(chǎn)化進(jìn)程,為中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新發(fā)展注入技術(shù)力量。



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