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《芯片揭秘・大咖谈芯》采访阿派斯特流体科技联合创始人孙念

《芯片揭秘・大咖谈芯》采访阿派斯特流体科技联合创始人孙念 阿派斯特科技
2025-10-21
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导读:能否请孙总结合芯片制造的实际工艺环节,比如CMP抛光、光刻显影、刻蚀清洗,谈谈如果化学品的纯度或稳定性控制不达标,会造成哪些直接或隐性的风险?在您看来,这种“影响链条”有多长?有没有典型案例可以体现这

一、开场破冰:从“隐性卡脖子”说起

主持人:
欢迎孙总做客《芯片揭秘·大咖谈芯》,我们栏目一直关注那些“看不见的关键环节”;
很多人提到“芯片国产化补短板”,首先会想到设备和材料,但实际上,支撑这些材料生产的“工艺设备系统”才是真正的隐形关键。
目前,大众对“湿电子化学品设备”的印象,往往还停留在“造酸造碱的机器”的层面,但这其实只是冰山一角。
能否请孙总结合芯片制造的实际工艺环节,比如CMP抛光、光刻显影、刻蚀清洗,谈谈如果化学品的纯度或稳定性控制不达标,会造成哪些直接或隐性的风险?
在您看来,这种“影响链条”有多长?有没有典型案例可以体现这种“看不见但致命”的问题?

孙念:
确实,湿电子化学品的生产设备是一个非常典型的“隐性环节”,但它对芯片良率的影响,其实是一条很长的链条。
举一个最直观的例子——如果金属离子浓度失控,哪怕只是PPT级(万亿分之一)的偏差,就可能引发芯片导线间的“电迁移”,最终导致电路短路或寿命缩短。

在晶圆制造中,CMP抛光、光刻显影、刻蚀清洗等环节,每一道都离不开高纯度的化学品。例如:

  • 如果CMP抛光液的颗粒分布不稳定,粒径偏差几十纳米,就可能在晶圆表面留下划伤缺陷。
  • 如果光刻显影液中金属离子超标,栅极层可能出现短路。
  • 显影液配方稍有波动,就可能导致显影不均,造成图形边缘粗糙甚至断线。
  • 而清洗液中若有微量有机残留,也可能在后续沉积步骤中成为“潜在污染源”,直到芯片在封装阶段才暴露失效。

这类问题的可怕之处在于隐蔽性——生产时难以察觉,等到测试或封装阶段才发现问题。
因此,我们内部将湿电子化学品设备定义为“控制分子级纯度与稳定性的精密工艺平台”,而不仅仅是“造酸造碱的机器”。

二、技术深挖:功能性湿电子化学品系统的“硬核突破点”

主持人:
阿派斯特的技术布局不仅涵盖G4、G5级酸碱系统,还聚焦于CMP研磨液、光刻胶、电镀液等功能性化学品的系统解决方案。这些体系的复杂度远高于传统纯化设备。
能否请您介绍一下,在这些功能性化学品系统中,阿派斯特的技术突破点主要有哪些?

孙念:
我们最核心的突破,是从单一纯化设备转向全流程系统化控制。
在G4、G5系统基础上,我们重点解决了三大关键问题:

  1. 分子结构稳定性控制:在混配阶段引入在线温控和惰性气体保护,防止高活性组分发生氧化或聚合。
  2. 组分均匀性管理:通过流体动力学仿真,配合特定角度的搅拌叶片,实现多相流分散控制,使Slurry研磨液的颗粒分布更加均匀。
  3. 金属离子全程屏蔽:所有与液体接触的部件均采用高纯PFA衬里或模压工艺,实现无金属流体路径设计,从管路、阀门、泵体到传感器全部非金属化,从物理上阻断离子析出。

最终结果是:在CMP系统中,我们能将粒径波动控制在亚百纳米级;在光刻显影系统中,金属离子含量可控制在10ppt级别。这些指标已非常接近国际先进设备的水平。

三、跨行业应用:技术迁移与生态构建

主持人:
阿派斯特的设备覆盖半导体、新能源、光伏等多个领域。这些行业对纯度、成本的要求差异很大,公司是如何实现跨行业适配的?
另外,在新能源项目中的经验,是否也能反哺到半导体领域?

孙念:
跨行业适配的核心是“需求分层”。半导体追求极致纯度,光伏更看重成本和耐久性。我们通过模块化设计来应对这种差异。
例如,为新能源客户提供的溶剂回收系统,沿用了半导体级的防腐材料,但简化了在线监测模块。这样成本降低了40%,同时仍能保证十年以上的使用寿命。

我们的垂直整合模式也提升了响应速度。从关键防腐材料自制到整线系统集成,交付周期缩短了60%,甚至能在两周内完成光刻胶生产线的改造。

跨行业反哺的效果也很明显:

  • 光伏行业对高流量泵的耐腐蚀要求,促使我们开发出氮化钛涂层的高耐磨泵体,现已用于半导体研磨分散系统。
  • 新能源电解液项目的大规模连续合成经验,也反哺了半导体化学品的自动化与可追溯集成,使高纯生产更加智能化。

四、趋势应对:先进制程与绿色制造

主持人:
随着制程进入3纳米甚至2纳米时代,对化学品系统提出了更高要求。阿派斯特在G5+系统上有哪些技术迭代?在绿色制造方面,又有哪些实践?

孙念:
未来的竞争不再是单纯的“纯度竞争”,而是系统稳定性与绿色效率的综合竞争。我们在G5+系统上做了三方面升级:

  1. 耐极端工况设计:针对高温、强酸、强氧化环境,采用新型氟聚合材料和陶瓷涂层,实现长期零析出、无金属污染。
  2. 量化控制技术:这是近两年的重点突破。我们对生产过程中的关键质量参数(如粒子、粘度、pH、电导等直接参数,以及流量、温度、压力波动等间接参数)进行量化建模,通过算法建立关联模型,使系统能实时判断状态、动态修正参数,实现产品质量的量化控制和稳定保障。也就是说,系统不仅“能生产”,还“能判断、能预警”。
  3. 绿色回收方案:在废酸再生与溶剂循环利用方面做了系统化集成,通过工艺路径优化和热能回收,将化学品利用率提升30%以上,同时显著降低碳排放。
    我们还开发了基于电解反应的绿色再生技术,能在纯绿色环境下将废盐分解为高纯酸碱,重新回用于生产体系。这意味着客户可实现“零废弃、闭环生产”,既节约成本,又符合ESG目标。

与日韩企业相比,我们在高端传感与长期验证体系上仍有差距,但优势在于响应快、集成能力强、定制灵活。这在新一代制程中,反而可能成为中国企业的突破口。

五、结尾启发:产业协同与人才观

主持人:
湿电子化学品设备是一个多学科交叉的领域。您认为年轻工程师应具备哪些跨学科能力?阿派斯特在人才培养和协同模式上有哪些实践?

孙念:
我认为这是一个典型的“系统型工程”。年轻人需要具备三种跨界能力:

  1. 化工工艺理解力:要懂反应、混合、传质等物理逻辑。
  2. 智能化与控制能力:能运用PLC、传感系统实现流体闭环控制,甚至预测设备衰减。
  3. 洁净与材料工程意识:了解如何在百级或千级洁净环境下实现设备无污染设计。

我们内部强调“工程师+系统思维”,鼓励不同专业背景的团队联合研发。未来,我们还将联合上下游材料企业、高校实验室,共同构建国产化生态体系。

六、收尾总结:未来关键词

主持人:
最后一个问题,如果让您用一句话总结阿派斯特未来三年的关键词,会是什么?

孙念:
我想是——“系统化国产替代”。我们要从单机突破,走向系统级解决方案的国产化,让中国在湿电子化学品装备领域拥有完整自主的产业链能力。


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