受生成式AI、高性能计算、5G、自动驾驶等新兴应用的强劲需求牵引，芯片制造工艺持续向微缩化方向演进。例如，半导体IP龙头Arm正积极推进3纳米物理设计技术，AI芯片巨头英伟达和AMD的下一代GPU芯片也瞄准3纳米制程，晶圆代工巨头台积电和三星则马不停蹄地攻坚2纳米和1纳米工艺节点，竞相抢购下一代High-NA EUV光刻机。
然而，芯片制造工艺的突破并非一蹴而就，仅凭光刻机技术突破是不够的，互联、散热、新材料、新封装等方面都亟待攻克。因此，先进工艺芯片的制造需要整个产业链的共同努力和支持。
在这个背景下，我们要探讨的是一个细分领域——过滤器在芯片制造中的重要性。随着半导体器件特征尺寸的减小，芯片制造的过程将极为严苛，可以说“整个过程容不得一粒杂质或污染物”。芯片制造所用的水、化学品、溶剂和气体都需要达到千万亿分之一的纯度水平。因此，能否确保水、化学品、溶剂和气体不含有亚微米或纳米级颗粒、金属、离子和有机污染物等等，显得至关重要。这就需要过滤器来“层层把关”。
近日，全球领先的过滤、分离和纯化解决方案专家颇尔公司宣布，其位于新加坡的新工厂将于今年正式投入运营！该工厂总投资1.5亿美元，新增Litho光刻和WET湿法化学两条重要产品线，将为亚太地区先进工艺节点的逻辑和存储芯片制造提供强有力的支持。新加坡工厂将作为颇尔亚太地区客户的区域枢纽，满足日益增长的亚太尤其是中国地区的快速增长，预计第三季度即可向中国客户交付产品。
颇尔新加坡工厂实际图
芯片制造中的“过滤”之道
芯片制造被视为最复杂和最精细的工业过程之一。一个芯片的制造需要经过晶圆加工、氧化、光刻、刻蚀、薄膜沉积、互连、测试和封装等主要步骤。在芯片生产多个流程中，过滤器都扮演着不可或缺的角色。尤其在光刻和湿法化学工艺中，过滤器的作用尤为重要。
光刻技术作为半导体制造工艺中的关键步骤，其重要性早已经不言而喻。在芯片光刻流程当中，第一步就是涂光刻胶。如下图所示。光刻胶是将光学图案转移到半导体晶圆上的关键材料，其纯净度直接影响光刻工艺的成败。光刻胶中的微小颗粒和杂质不仅会导致图案转移的缺陷，还可能引发生产设备的损耗和停机。因此，需要使用高效过滤器来去除光刻胶中的杂质，确保生产过程的高效和可靠。
芯片制造光刻流程
颇尔新加坡工厂中新增的光刻胶litho产品线，拥有多样滤膜材质，可以帮助去除光刻胶配方中所用原材料中的颗粒和金属离子，如聚合物，树脂，溶剂等。据悉，颇尔HDPE过滤器可以达到亚1纳米的高精度，实现高洁净度，能够有效去除微小颗粒和杂质；Nylon 6,6过滤器可达2纳米的高精度，此外还有高非对称性和大流量的特点，其独特的极性使其能够有效吸附凝胶；Ionkleen过滤器专门用于去除溶剂等材料中的金属离子，以确保生产过程的高纯净度。同时，这些高精度的颗粒过滤器在光刻胶合成后还可进一步对颗粒过滤，以满足不同维度的过滤需求。
湿法刻蚀和湿法清洗工艺在如今的芯片制造中重要性也在凸显。随着3D堆叠和Chiplet等复杂芯片设计的兴起，这些芯片通常由多层结构组成，每层都需要通过湿法刻蚀来形成特定的图案和结构。因此，每增加一层都需要进行一次刻蚀。而每个制造步骤后，晶圆表面可能会残留微小颗粒、金属离子、有机物和其他污染物，在每个主要工艺步骤(如光刻、刻蚀、沉积、掺杂等)之间，湿法清洗是必不可少的步骤，以确保晶圆表面洁净，防止交叉污染。
由于湿法刻蚀和湿法清洗在不同工艺阶段多次使用，每次使用的化学品纯度直接影响芯片制造的质量。在湿电子化学品领域，颇尔拥有两大主要产品系列，分别是XpressKleen系列PTFE过滤器和HAPAS聚芳砜过滤器。XpressKleen系列PTFE过滤器的过滤精度可达2纳米，具有高洁净度和高兼容性。HAPAS聚芳砜过滤器具有高非对称性和高流量特点，过滤精度同样可达2纳米，但成本远低于同精度的PTFE产品，因此在高精度和成本效益之间提供了更优的选择。这些过滤器从膜制备到最终产品，全部由颇尔公司自主研发和生产，品质可靠有保障。
此外，芯片制造过程还需要气体和化学机械抛光研磨液的纯度。在这方面，颇尔的Gaskleen产线非常适合用于集成气体输送系统，并且易于在安装基板上进行检修和更换，可用于多种接口，包括通过C型密封和W型密封连接的接口。
化学机械抛光使用的研磨液如果含有微小颗粒，将严重影响抛光效果和晶圆表面的平整度。颇尔所生产的Profile II熔喷滤芯，能够覆盖0.3um及以上精度范围的CMP研磨液过滤，提供10寸、20寸不同尺寸、不同端口的形式，能够满足多样化CMP生产需求。
总体而言，为了实现最佳芯片性能和能源效率，半导体芯片必须以最高纯度制造，尤其是在汽车和医疗设备等新应用中，这些潜在缺陷所造成的安全隐患可能代价高昂。高效的过滤技术不仅可以确保芯片制造工艺的质量和可靠性，还可以减少对生产设备的损耗，降低生产成本，为最终芯片制造的成功保驾护航。
中国制造业蓬勃发展，
颇尔做好坚实后盾
近年来，中国制造业以惊人的速度蓬勃发展，成为全球制造业的重要一环。颇尔新加坡厂的落成，彰显了对中国制造业市场的坚定信心和深切关注。
据中国半导体行业协会集成电路分会理事长、中国集成电路创新联盟副理事长兼秘书长叶甜春先生在第26届集成电路制造年会暨供应链创新发展大会上的演讲报告中指出，从2008年到2023年，中国集成电路制造业销售额增长了9.86倍，2023年中国集成电路制造业的规模达到3875亿元。
在晶圆制造领域，中国晶圆制造业主要企业营收总和不断增长，内资企业的数量和占比不断增长，外资企业地数量虽然也呈现增长趋势，但是占比逐渐下降，表明中国集成电路制造业竞争格局正在发生变化。
当下，中国集成电路正迎制造和工艺突破发展之际，颇尔公司始终致力于为中国客户提供高质量、高性能的过滤器解决方案。与此同时，中国已成为颇尔在全球高速增长的一个区域，颇尔微电子事业部更是在过去五年中取得了迅猛的增长。
颇尔能够在中国市场取得如此骄人的成绩，离不开其几十年来持续深耕中国市场的战略布局和不懈努力。
早在上世纪90年代，颇尔中国的北京工厂就已经开始扎根中国，1994年，颇尔北京工厂作为一个生产基地在马驹桥投产。
2004年，北京工厂搬迁至亦庄并扩大了生产规模，引入了日本的滤壳制造标准，在业内享有非常高端的滤壳加工水平，并逐步增加了过滤器滤芯产品的制造。
2020年，颇尔正式宣布Gas应用产品在北京投入生产，将美国工厂的产线复制到北京，实现供应链的稳定性，更好地服务中国本地的客户。
2023年，北京工厂增加投产Gas应用顶部安装式的过滤器Gaskleen产线，并新增CMP产线，扩充了产品类别以满足多样化的市场需求。
凭借其产品的一致性、可靠性、过程控制和高质量的优势，颇尔的过滤器产品赢得了广大中国客户的信赖。协同颇尔北京工厂和新落成的新加坡工厂，两大制造基地将共同为中国集成电路产业发展提供强有力的后方支持。
在全球芯片竞争如此激烈、地缘政治影响日益深远的当下，颇尔公司于新加坡新建工厂的投产，犹如一剂强心针，将为亚太尤其是中国地区提供更加稳定可靠的供应链保障。这座耗资约1.5亿美元的工厂，是颇尔坚定亚太市场扩张的强有力证明。随着两条光刻胶和湿法重要过滤器产线的落成，颇尔在亚太地区的四大产品线项目产能将得到大幅提升，供应链也将迎来全面升级。
几十年来的持续投入和蓬勃发展，彰显了颇尔对中国市场的坚定承诺。随着中国芯片制造工艺的不断进步，颇尔高效的过滤技术将发挥更加关键的作用，凭借着深厚的技术积累和卓越的产品优势，颇尔将继续深耕中国市场，助力中国芯片产业迈向更高水平。
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