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NAND涨价都怪氟化氢,它对半导体制造有什么用?

时间:2019-07-19 作者:刘于苇 阅读:
日本宣布对韩加强出口管制,集中在适用于制造OLED所必须的氟聚酰亚胺、制造半导体的核心材料光刻胶和用于半导体清洗等的高纯度氟化氢。由于前两种材料日本公司处于垄断地位,韩国选择在氟化氢上突破,目前已经开始着手对非日本产氟化氢进行质量试验,其中大部分来自中国。电子级氟化氢在半导体制造中扮演什么角色?近期的NAND、DRAM涨价传闻是否与此有关?

7月1日,日本宣布对韩加强出口管制,集中在三类化工品,分别是氟聚酰亚胺(Fluorine Polyimide)、光刻胶(Resist)和高纯度氟化氢(Eatching Gas)。日本政府7月4日宣布将对以上三种产品开始进行单独许可和审查。S4JEETC-电子工程专辑

业内人士介绍,氟化聚酰亚胺和光刻胶可用于OLED面板生产,其中光刻胶是显示面板生产工程中曝光工程上的必需材料;氟化聚酰亚胺是透明CPI膜的原材料;光刻胶还主要用于半导体光刻和蚀刻工艺。包括韩国三星、SK海力士、LG等韩国企业都需要这些材料来生产OLED屏幕、DRAM、NAND Flash。S4JEETC-电子工程专辑

有分析人士指出,日本的这一贸易制裁或将严重影响韩国、乃至全球半导体供应链产能,导致内存、闪存、OLED屏幕等产品面临涨价风险,波及包括智能手机在内的所有系统厂商。前两种材料中,日本公司几乎处于垄断地位,而从日本进口的氟化氢占了韩国的43.9%,而且半导体制造用的高纯度氟化氢几乎也是100%进口自日本。S4JEETC-电子工程专辑

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(图自:长江新闻号截图)S4JEETC-电子工程专辑

由于日本拒绝撤回制裁措施,最近韩国方面要求国内供应商加大供应,据悉SK海力士已经开始测试韩国公司Soulbrain公司供应的高纯度氟化氢材料,三星也在旗下的半导体制造工厂中采用了该公司的氟化氢。据《日本经济新闻》7月16日援引三星相关人士报道称,三星已经开始着手对非日本产氟化氢进行质量试验,报道还称,预计三星将利用2到3个月的时间采购非日本产氟化氢,让韩国半导体行业逐渐减少对日本耗材的依赖。S4JEETC-电子工程专辑

上文提到三星及SK海力士半导体工厂生产线上试验的新材料,大多是来自中国进口的氟化氢原材料。俄罗斯方面也通过外交途径提出向韩国供应高纯度氟化氢。S4JEETC-电子工程专辑

中国产电子级氟化氢,机会来了

高纯度氟化氢等韩国对日本市场依赖度很高,据韩媒报道,三星电子和SK海力士半导体公司到5月为止从日本进口的半导体材料等的比例为43.9%(高纯度氟化氢)到93.7%(氟聚酰亚胺)。S4JEETC-电子工程专辑

据《上海证券报》中国证券网报道,据电子化工新材料产业联盟官方微信7月16日消息,滨化集团电子级氢氟酸已成功拿到部分韩国半导体厂商的批量订单S4JEETC-电子工程专辑

该网报道称:“韩国在投资国内技术研发的同时也在寻找多元化市场。此次滨化集团经过多批次的样品检测和小批量试验后,最终与韩国企业建立正式合作伙伴关系。据悉,目前陆续有韩国企业向滨化集团下了批量订单。”S4JEETC-电子工程专辑

电子化工新材料产业联盟官方也表示,因日本政府强化对制造半导体原材料的出口限制,滨化集团加快了与韩国企业的合作。但滨化集团与韩国的哪家企业达成了合作,提供多少氢氟酸等具体内容并没有透露。韩国《时事社》报道称,滨化集团的新工厂刚启动不久,具体是哪家韩国企业的订单以及具体用途还不得而知。S4JEETC-电子工程专辑

2018年,中国电子级氢氟酸产能已达到24万吨,但在产能利用率方面,由于受到环保政策影响,自2008 年开始,中国氢氟酸产能利用率大幅下滑,2013 年、2014 年产能利用率不到50%。上市公司中,天赐材料、巨化股份、三美股份的年产能分别达到2.5万吨、1.8万吨和1万吨,位居3甲。S4JEETC-电子工程专辑
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中国电子级氢氟酸产能(资料来源: 中国产业息网)S4JEETC-电子工程专辑

电子级氢氟酸主要运用在半导体、太阳能和液晶显示器等领域,其中最大应用市场是半导体产业,约占电子级氢氟酸总消耗量47.3%;其次是太阳能产能,比重22.1%;液晶显示器产业则占18.3%。S4JEETC-电子工程专辑

半导体产业中,主要用氢氟酸清洗晶圆表面,或是芯片加工过程中的清洗和蚀刻等工序上。在太阳能产业,氢氟酸用于芯片表面清洗、蚀剂等工序。在面板产业中,氢氟酸则用在玻璃基板清洗,以及氮化硅与二氧化硅蚀剂等。S4JEETC-电子工程专辑

值得注意的是,相比氢氟酸,电子级氟化氢的制造技术难度更大,电子级氟化氢是在电子级氢氟酸的基础上加工生产的。目前,我国所用的电子级氟化氢几乎完全依赖日本、美欧等地。2013年以来,中国对电子级氟化氢进口量持续上升,至2018年的进口量已达8139吨。上市公司中,深圳新星去年底对汇凯化工增资,拥有其30%股权,汇凯化工目前正在建设年产5万吨高级无水氟化氢项目。S4JEETC-电子工程专辑
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我国氟化氢概念股迎来一波涨势S4JEETC-电子工程专辑

氟化氢在半导体制造中的应用

高纯度的电子级氟化氢是氟精细化学品的一种,在半导体制造工艺中主要用于去除膜沉积后粘附在化学气相沉积炉内的不必要化学物质、  等离子刻蚀、光刻胶图案化之后的蚀刻细槽或孔等流程。目前半导体制造主流的两种蚀刻技术分别是“干式蚀刻”和‘湿式蚀刻“,选择性气相刻蚀能够去除特定形状中单一材料的一部分,这是赋能电子制造的工艺之一。S4JEETC-电子工程专辑

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(来源:林德电子)S4JEETC-电子工程专辑

式蚀刻:通常称为反应离子刻蚀或RIE,使用通常含有卤素原子的等离子体活化的刻蚀气体,选择性地去除一部分材料。优点在于精度高,安全。缺点是产能低,成本高。S4JEETC-电子工程专辑

湿式蚀刻:使用酸或碱的水溶液来快速除去大量材料或完全去除特定材料。优点是便宜,产能高。缺点则是精度低,危险性高,蚀刻用化学品不宜长期储存。S4JEETC-电子工程专辑

高纯度氟化氢在半导体制造中最主要的用途,就是湿式蚀刻。单晶硅与复晶硅蚀刻通常用硝酸与氢氟酸的混合液来进行,利用硝酸将硅表面氧化成二氧化硅,在利用氢氟酸将形成的二氧化硅溶解去除。二氧化硅的湿式蚀刻通常用氢氟酸溶液进行,在室温下即可反应,但却不会蚀刻基材及复晶硅。S4JEETC-电子工程专辑

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(来源:林德电子)S4JEETC-电子工程专辑

韩国以及中国的半导体厂商一直都从日本进口即买即用的氟化氢。日本的氟化氢真的就比中国产的好么?有业内人士评论,全世界制造佛化氢的工厂都是99.99%纯度,用于蚀刻是够用的,日本产的氟化氢纯度更高,能在小数点后面多几个9。另外由于日本目前是氟化氢最大供应国,产能高,价格便宜,而能用到氟化氢的半导体制造企业数量并不多,所以习惯上都是用日本的。其他国家的中小氟化氢企业体量不够大,也是半导体厂商在选择时犹豫的原因。S4JEETC-电子工程专辑

韩国虽然现在在中国寻找替代的供应商,但将来要减少对日本材料的依赖,只能补助本国氟化氢企业提高产能,并且逐步转向干式蚀刻制造半导体。湿式蚀刻过程为等向性,一般而言不足以定义3微米以下的线宽,随着7纳米工艺的量产以及更高精度半导体制造工艺发展,湿式蚀刻慢慢将被干式取代,整个半导体工业发展的大趋势也是干式蚀刻S4JEETC-电子工程专辑

三星带头涨价NAND,你们跟不跟?

韩国三星、SK海力士两家公司占了全球70%以上的内存、50%以上的闪存份额,本次日本限制耗材输韩,受影响最大的就是NAND Flash、DRAM等存储芯片,将会导致三星和SK海力士减产。S4JEETC-电子工程专辑

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前几日三星电子副会长李在镕紧急赴日交涉之时,就传出内部已启动紧急应变计划,将把库存耗材优先用于盈利主力DRAM的生产,缩减目前因降价、缺乏获利动能的NAND Flash投片,减产幅度超20%。据韩国媒体报道称,体量如三星电子般庞大,库存可维持的天数尚屈指可数,那些韩国中小企业在本轮日韩管制事件中更是有可能直接倒闭。S4JEETC-电子工程专辑

据内存业内人士分析,三星全球NAND Flash市占率超30%,此次缩减超20%产能,相当于全球将减少逾6%至8%供应量S4JEETC-电子工程专辑

东芝位于日本四日市的5座NAND Flash工厂上月受地震断电事故影响,虽然停电只有13分钟,但停工了5天,而且其中3座晶圆厂本月中旬才恢复生产,产能估计将减少3%。S4JEETC-电子工程专辑

由于受到美国政府对华为的销售禁令影响,美光也宣布本季同时减产NAND Flash和DRAM芯片,其中DRAM减产5%,NAND Flash减产10%。S4JEETC-电子工程专辑

综合看来,本月起全球NAND产出将减少近10%。内存业者透露,三星早先在东芝工厂因地震停工后,已经涨过一次NAND Flash价格约10%,此次三星再度大幅减产,或造成更大范围的NAND Flash缺货,带动价格进一步反弹,而美光、SK海力士等厂商亦有可能效仿三星做法。S4JEETC-电子工程专辑

今年6月NAND闪存的价格为3.93美元,是自2016年9月以来的最低价格,当时价格为3.75美元。而一年前的NAND闪存单价高达5.5美元。上个月,NAND闪存合约价格变化不大,而DRAM合约价格下跌11.73%。S4JEETC-电子工程专辑

若日韩贸易谈判持续僵持,下个季度的DRAM合约价也将反弹,NAND与DRAM两大内存将双双涨价。S4JEETC-电子工程专辑

苹果高管赴韩:新iPhone马上来,三星你别掉链子

鉴于在日韩纷争的背景下,三星可能无法获得足够的用于芯片生产的化学原料。而现在已经是7月,离苹果秋季发布会事件越来越近,新iPhone发布在投入量产时一定需要大量的DRAM和NAND Flash,因此若是任一项零组件缺货,都将影响到新iPhone的销售。S4JEETC-电子工程专辑

据美国科技媒体9to5 Mac报道,苹果公司派遣了一些高管前往韩国与三星公司进行会晤,双方商讨的主题是iPhone芯片未来可能出现的短缺,三星的DRAM和NAND Flash生产都有可能出现问题。另外iPhone屏幕的生产工作也有可能会受到影响。S4JEETC-电子工程专辑

除了苹果,中国包括华为在内的各家智能手机巨头,也将受到存储器芯片价格波动、供货不稳的影响S4JEETC-电子工程专辑

据BusinessKorea报导指出,美国负责东亚和太平洋事务的助理国务卿David Stilwell 17日表示,美国政府可能会干预韩国和日本之间正在进行的经济纠纷,尽管美国尚未决定要支持哪一方。 S4JEETC-电子工程专辑

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刘于苇
电子工程专辑(EETimes China)副主分析师。
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