在半导体材料抛光垫的国产替代进程中,硬垫与软垫呈现出不同的节奏:硬垫以 IC1000™ 为代表的聚氨酯产品,国内已有厂商实现量产并覆盖28nm及以上全部制程;软垫以 SUBA™ 和 Politex™ 为代表的无纺布类产品,国产产线投产较晚,但投产后可补齐全系列、全制程能力。 整体看,硬垫替代走在前列,软垫正加速追赶,自主可控的紧迫性贯穿两类产品。
硬垫与软垫:两类产品、两种门槛
抛光垫按材质可分三类:聚氨酯材料相对硬,简称硬垫;无纺布及带绒毛结构的无纺布统称软垫。硬垫典型产品为 IC1000™,典型应用包括铜bulk、钨、STI/二氧化铈、氧化物等;软垫中 SUBA™ 多用于硅片抛光,Politex™ 多用于铜barrier等环节。全球范围内软垫与硬垫的价值量比例约为1:8,国内因软垫主要用于先进制程,使用相对更少,软硬比例约为1:10。
| 类别 | 代表产品 | 主要应用 | 国产进展 |
|---|---|---|---|
| 硬垫 | IC1000™ | 铜bulk、钨、STI/二氧化铈、氧化物等 | 已量产,覆盖28nm及以上全部制程 |
| 软垫 | SUBA™、Politex™ | 硅片抛光、铜barrier等 | 软垫产线投产后达成全系列全制程能力 |
国产替代的关键:孔洞规整程度
制约国内抛光垫发展的核心难题,是聚氨酯的孔洞结构规整程度。抛光垫呈微孔结构,孔洞规整程度直接决定抛光效率,是衡量质量的核心指标之一。相关生产专利长期掌握在海外巨头手中,海外厂商通过合作避免重复开发与同质竞争,形成了较强的利益关系网。因此,突破技术壁垒、生产出具备微细而均匀孔洞结构的抛光垫,是国产化的关键所在。
本土厂商的突破路径
国内目前只有鼎龙股份实现了抛光垫产品的量产。该公司最初做打印耗材,在材料领域技术积累较强,因抛光垫所需材料与高分子合成技术相通,约在2012年前后切入半导体材料领域。截至2018年8月,其专利数量在国内抛光垫领域位居第二,填补了国内在抛光垫原材料和制作方面的专利空白,并在后续实现了核心原材料的自产化。
在硬垫方面,其产品覆盖28nm以上全部制程,14nm节点部分已认证通过、部分测试推进中,客户包括长江存储、武汉新芯、中芯国际、长鑫存储等国内主流晶圆厂,部分晶圆厂内已达到一供地位。软垫方面,潜江工厂软垫产线投产后,公司将达成全系列和全制程的抛光垫生产能力,并计划发力海外市场。需要说明的是,产品性能的横向比较,仍需以后续第三方实测或公开数据验证。
常见问题
硬垫和软垫的国产替代进度一样吗?
不一样。以 IC1000™ 为代表的硬垫已由国内厂商实现量产,覆盖28nm及以上全部制程,并进入国内主流晶圆厂供应链。以 SUBA™、Politex™ 为代表的软垫起步较晚,需待软垫产线投产后才能形成全系列能力。
为什么软垫国产化更难、用量也更少?
软垫主要应用于先进制程,国内先进制程产线相对有限,因此软垫使用量少于硬垫,软硬价值量比例约为1:10。同时软垫对无纺布基体与绒毛结构的工艺要求高,验证周期与工艺积累构成主要门槛。
抛光垫国产替代的核心难点是什么?
核心在于聚氨酯的孔洞结构规整程度。孔洞是否微细而均匀,直接决定抛光效率,是衡量抛光垫质量的核心指标之一,而相关生产专利长期由海外巨头掌握。突破这一壁垒,是国产替代的关键。