[原创] 助力超越摩尔，这家ALD设备公司亮剑
2021-05-29
14:00:13
来源: 半导体行业观察
最近几年，在集成电路产业有一个热点话题，那就是在后摩尔时代，芯片将何去何从？
面对这个难题，业界专家提出了More Moore（深度摩尔）、More than Moore（超越摩尔）和Beyond CMOS（新器件）这三个解决方案。其中More Moore的做法是想办法沿着摩尔定律的道路继续往前推进，More than Moore 关注的是发展在之前摩尔定律演进过程中所未开发的部分，Beyond CMOS 做的是发明在硅基CMOS遇到物理极限时所能倚重的新型器件。
因为一些众所周知的原因，以上技术就成为了国内从业者聚焦的新方向，尤其是在“超越摩尔”方面，国内更是关注者甚众，青岛四方思锐智能技术有限公司（以下简称思锐智能）正是其中的一个。
思锐智能总经理聂翔在日前举办的一场媒体会上告诉记者，思锐智能是一家对标国家战略性新兴产业发展方向，面向“半导体装备”和“新型显示”等关键核心技术而成立的公司。在2018年完成了对芬兰Beneq的100%股权收购之后，公司正在向“超越摩尔”市场发起冲锋，而ALD技术和产品正是他们的攻城拔寨的“利器”。
所谓ALD，是Atomic Layer Deposition的简称，也就是大家熟知的原子层沉积。据Beneq半导体业务负责人Patrick Rabinzohn介绍，这是一位芬兰科学家为了生产薄膜发光显示器在上世纪70年代发明的一种化学气相沉积(CVD)技术。
自ALD技术被发明之后，芬兰一些公司便在随后的十年间实现了ALD的工业应用，其中的首家企业就是Finlux/Lohja，从聂翔的介绍我们得知，1984年，Lohja Corporation 的公司在薄膜电致发光显示屏生产过中完成了原子层沉积技术的首次工业化应用，该显示屏作为公司的主要产品销售至今。而在1990他们又推出了第一台ALD镀膜设备。
在后续的发展中，美国公司Planar Systems收购了Lohja，而成立于2005年的Beneq 又在2005年到2012年间完成了对Planar Systems整个业务线的收购。这就使得Beneq 成为了ALD技术领域当之无愧的先驱。
正如前文所说，ALD技术最初是被用于生产纳米结构的绝缘体(Al2O3/TiO2)和薄膜电致发光显示器（TFEL）的硫化锌(ZnS)发光层。得益于ALD 技术的发展，此类显示器在80年代中期开始大规模生产。而ALD 技术特有的属性和工艺的高可重复性是促使工业化生产成功的关键因素。
因为拥有优异的保形性和均匀性、高的台阶覆盖率、速率可控性、低温沉积、薄膜纯度以及绝佳覆盖率等固有优点，ALD逐渐“出圈”，从薄膜显示器走向了半导体、电池、光学、生物医学和航空航天领域等众多领域。尤其是在半导体领域，正是得益于ALD的引入，让晶体管的持续微缩成为了可能。Beneq在过去多年的发展中也多线出击。
Patrick Rabinzohn表示，在被思锐智能收购了之后，公司进一步将ALD产品划分为半导体和非半导体业务线。其中非半导体业务线包括抗腐蚀镀膜器件、保形光学镀膜、OLED封装、锂电池保护层等等，既聚焦于研发设备，也聚焦于工业级应用；半导体业务则重点发展其超越摩尔市场的应用，当中包括功率器件、RF滤波器器件以及化合物半导体、惯性流体3D MEMS和图像传感器，Micro-LED以及芯片级镀膜封装。
聂翔也告诉记者，现在思锐智能提供开发服务、ALD设备和镀膜服务这三方面的服务：
在开发服务方面，思锐智能可以提供一系列整套的研发服务解决方案，帮助客户实现一些首批样品批量生产，不管是样品，包括薄膜材料研究，还包括和一些客户在共同的做研究；来到ALD设备方面，思锐智能则能提供面向不同领域和场景的的设备；依赖于70台ALD镀膜设备，思锐智能可以为客户可提供定制化ALD薄膜的生产外包服务，小规模试生产或完全外包生产自由选择，为没有初期资本投资的公司提供最佳的ALD镀膜服务。
在与笔者的交流过程中，聂翔不止一次表达了公司对超越摩尔市场的关注，这也是他们与国家智能传感器创新中心建立全面战略合作的原因。在他看来，这是思锐智能深化在半导体领域的布局，深化在超越摩尔领域布局最重要的一个战略举措。
“我们与国家智能传感器创新中心建立了一个联合的研发实验室，双方将面向超摩尔领域重点开展面向MEMS和CMOS图像传感器等重要领域的联合研发，以开放包容的机制为行业提供全面系统的技术解决方案”，聂翔强调。“与此同时，我们在欧洲和美国、日本和国内一些知名半导体厂商已经获得订单并交付”，聂翔补充说。
他进一步指出，公司征服这些市场的核心产品，就是公司于2019年就推出的ALD Transform平台。
从Beneq半导体业务技术总监Alexander Perros的介绍我们得知，Transform平台面向功率器件、滤波器、MEMS和CIS、Micro-OLED、Micro-LED和光电子等应用市场，推出包括高K介电质、表面钝化、成核层、化学阻层、防潮层和抗反射镀膜等ALD解决方案。
Patrick Rabinzohn则强调，除了应用广泛以外，Transform平台还拥有灵活、效率高、可靠、可维护性强、应用工艺丰富、配置按需调整以及高产能和性能等特点。而在多个方面的独特设计，也是他们能够在这个市场能够获得认可的原因。
据介绍，Transform平台是业界唯一集热法ALD以及等离子增强型ALD所有的功能于一体的设备；借助一个非常小的红外加热模块，平台可以在10-15秒就可以实现晶圆升温。这也是公司能提升产能的秘诀之一。
“完整配置的Transform系统最大的产量可以达到每小时40片晶圆以上；Lite版本也能做到每小时25片以上；如果厚度比较薄，产量甚至可以高达90。更重要的是，单片晶圆的成本非常低”，Patrick Rabinzohn接着说。
聂翔表示，在收购了Beneq之后，公司一方面在国内尽可能地贴近客户，迅速了解其需求，进而与芬兰进行协同研发，为国内客户提供更合适的产品；另一方面，Beneq的服务也会变得更本地化；此外，供应链的的安全和供应链的高效整合是非常重要的因素。而思锐智能在过去三年里也在上述三个方面表现的非常好。
“今年下半年也会把我们在国内的产业化基地进行落地，更好的服务国内整个大市场的需求”，聂翔强调。“同时，我们还将在年底推出我们面向集成电路的12寸线设备，这将加快我们向集成电路领域的拓展”，聂翔最后说。
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