中國粉體網訊 據紐約時報報道，美司法部近日公布了對中國福建晉華集成電路有限公司、中國臺灣聯華電子半導體公司及三名臺灣人的指控。他們被控密謀從美國芯片制造商美光科技竊取技術。10月底，美司法部表示將禁止晉華購買美國零部件，因為這對美國國家安全構成了威脅。
來源：閩商報
10月30日，美國對福建晉華實施如同對中興相似的出口管制的第一天，美國三大半導體設備商 Applied Materials、Lam Research、Axcelis同時將駐廠人員全數撤出福建晉華的12寸廠，所有的機臺設備裝機、協助生產的動作全面停止，而已下單但未出貨的機臺設備則全數暫停出貨。與此同時，福建晉華的技術合作開發伙伴臺灣聯電在10月31日正式提出，將停止DRAM芯片開發項目。
DRAM這類非常高端且國內極為缺乏的芯片，全球有能力生產的供應商僅有三星電子（Samsung Electronics）、SK 海力士（SK Hynix）、美光（Micron）三家。近幾年國內逐漸開展DRAM 項目自主研發的企業有福建晉華和合肥長鑫。福建晉華原本希望在DRAM芯片領域實現國產芯片的突圍，其一期芯片工程總投資人民幣370億元，已在今年9月正式投產，預計投產后月產能將達到6萬片12英寸晶圓。
DRAM 來源：網絡
據業內專業人士講，半導體集成電路（IC）的生產工藝異常復雜，是人類目前生產的最復雜的產品，沒有之一。即使擁有最先進的生產設備，我國短期內也無法生產出高端的IC芯片，因為我們嚴重缺乏人才和核心技術，而這一切都需要長時間的積累。在由中國粉體網主辦的“2018第二屆石英精細加工及應用技術交流會”即將召開之際，我們來了解一下石英在半導體集成電路產業中的應用情況。
在芯片基板中的應用
芯片制造的基板是片狀的硅晶圓，這種圓片是用鉆石刀將單晶硅柱橫向切成的，而單晶硅柱是由高純度的多晶硅在融化之后，經過拉晶的工藝形成的。高純度的多晶硅需要兩步的純化才能獲得，第一步是在石英原料中加入碳，以氧化還原的方式獲得98%以上純度的硅，進一步采用西門子制程作純化，至此將獲得半導體制程所需的高純度多晶硅。高純度是石英應用于芯片基板中的核心技術要求。
各種尺寸的晶圓 來源：網絡
目前我國高端的高純石英產品仍需從國外高價進口，以滿足電子信息等行業的生產需要；或直接進口由高純石英制備的石英棒等，以滿足電子元器件生產的品質需求。高純硅材料已成為制約我國半導體產業發展的瓶頸，而高純石英處在硅產業鏈的源頭，對相關產品和技術起到關鍵的制約作用。我國高純石英技術相對落后的原因，除了裝備技術、加工工藝及檢測水平較低之外，我國缺乏高純石英原料評價與選擇技術，對于高純石英原料選擇及其加工工藝還存在較大的盲目性，這是一個源頭性的重要原因。
在芯片封裝中的應用
一顆IC芯片從設計到制造非常不易，然而由于芯片相當小且薄，如果不在外施加保護，就很容易被刮傷損壞。此外，由于芯片的尺寸微小，如果不用一個較大尺寸的外殼，便不易以人工安置在電路板上。芯片的封裝因此顯得尤為重要。據統計，全世界95%以上的封裝材料為環氧塑封料，其在生產過程中需大量使用具有特殊性質的石英粉（球形硅微粉）作填料。
芯片封裝圖 來源：網絡
隨著微電子元件性能不斷提高，對封裝技術及封裝材料的要求越來越高，不僅要求其粒度符合封裝的特定范圍，而且還要求其純度高、放射性元素含量低，特別是對于顆粒形狀提出了球形化要求。球形硅微粉不但形狀好，而且化學純度高、放射性元素含量低，能滿足高端集成電路的各項技術要求，其應用能極大地降低塑封料的熱膨脹系數、降低其介電常數、減少應力等，已成為電子封裝不可或缺的關鍵材料。
國際上球形硅微粉生產技術主要為日本、美國、德國等少數幾個國家掌握，全球封裝材料市場大部分由日本、美國企業主導。日本是目前世界上對石英粉體球形化研究最早也是開發最成功的國家之一，其生產技術處于世界領先水平，生產的高純球形硅微粉已被廣泛應用到航天航空、超大屏幕電子顯像和大規模集成電路中，產品出口到世界各國，而其所使用的原料大多來自于中國大陸。
目前國產球形硅微粉無論是生產規模還是產品品質，與國外相比，差距都較大，有待于技術升級和產品創新。為適應高端集成電路對封裝材料的要求，結合我國目前生產技術水平及產品品質，根據國際發展趨勢，我國應加大對球形硅微粉的開發力度，引導向高純、超細、高球形化以及高分散性、高均勻性方向發展。
在芯片生產設備及流程中的應用
集成電路芯片從生產到封裝,其整個生產過程都需要石英玻璃制品。從硅片生產設備上來說,多晶硅還原爐罩和單晶硅外延鐘罩均為高純度石英玻璃。從硅片生產流程上來說,由于石英玻璃極高的化學穩定性,硅片的酸洗和超聲波清洗要用石英玻璃花籃和石英玻璃清洗缸。其它相關工藝要用到石英舟、石英支架等作為承載。作為半導體工業中必要的且用量特別大的石英玻璃制品,石英玻璃擴散管的純度、尺寸、抗高溫變形性能及外觀質量性能直接影響最終集成電路的質量和成本。
然而，受制于我國石英原料的純度、原料的精細化加工、裝備技術及石英玻璃的制備工藝技術,用于生產單晶硅的石英玻璃制品仍需大部分進口。大尺寸的石英玻璃是國內石英玻璃熔制的一大瓶頸，高效生產高品質的石英玻璃尚需國內進一步加大投入研發。
石英玻璃 來源：網絡
小結：
以上簡單回顧了半導體產業上游中石英原料及制品在IC芯片的器件、生產設備及流程中的應用，其中，石英的高純、超細、球形化技術及其產品的穩定性、無污染等都是非常嚴苛的要求，我們與國外先進技術的差距是多方面的，擁有自主知識產權的核心技術才能使民族企業走出被動受壓制的局面，而實現此目標任重道遠。
參考來源：
汪靈等.我國高純石英加工技術現狀與發展建議
胡修權等.我國球形石英粉開發狀況及發展思考
王玉芬.石英玻璃在電子行業中的應用
DeepTech深科技、虎嗅等
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