Разкрито: Технологията за струйно гравиране с ксенон-оксид следващо поколение, която ще предизвика смут в микрообработката 2025–2030

Съдържание

• Резюме: Пейзаж и нововъзникващи тенденции през 2025 г.
• Задълбочен поглед към технологията: Науката зад съпоставеното йонизирано-окислено струйно гравиране
• Ключови играчи и иновации: Водещи компании и научноизследователски организации
• Пазарен размер и прогнози за растеж до 2030 г.
• Сравнителен анализ: Йонизирано оксидно гравиране срещу традиционни методи на гравиране
• Основни приложения: Полупроводникови, MEMS и напреднали материали
• Дейност по патенти и регулаторна среда
• Динамика на веригите на доставки и набавяне на суровини
• Предизвикателства, рискове и бариери за приемане
• Бъдеща перспектива: Разрушителен потенциал и стратегически препоръки
• Източници и референции

Резюме: Пейзаж и нововъзникващи тенденции през 2025 г.

През 2025 г. технологиите за съпоставено йонизирано-окислено струйно гравиране са на критичен етап, характеризиращ се с бързи напредъци и растяща интеграция в производството на полупроводници от ново поколение. Конвергенцията на йонизирани и окислени струйни методи за гравиране се дължи на нарастващото търсене на по-висока резолюция на моделирането, намалена повреда на подложките и по-голяма селективност на процеса, особено с намаляването на размерите на компонентите в интегралните схеми под 5 nm. Ключовите участници в индустрията активно иновират в тази област, отговаряйки на променящите се нужди на напредналото производство на логически, паметови и силови устройства.

Текущите данни показват, че основните производители на оборудване разширяват портфолиото си, включително йонизирани-окислени струйни гравьори, способни да обработват сложни триизмерни структури и хетерогенни материали. Например, водещи доставчици като Lam Research и Tokyo Electron Limited се съобщава, че усъвършенстват модулите за процеси, които използват уникалната химическа реактивност на йонизирани видове в съчетание с контролирани струйни потоци на оксиди. Тези иновации целят минимизиране на неравностите по ръбовете на линиите и загубата на подложки, като адресират критични блокажи в преходите между възли, активирани от екстремен ултравиолетов (EUV) литография.

През 2025 г. се очаква да се ускорят съвместни инициативи между доставчици на оборудване и полупроводникови фабрики, като вече се провеждат пилотни линии и ранни внедрения. Особено, компании като Taiwan Semiconductor Manufacturing Company и Samsung Electronics инвестират в оценка и квалификация на тези напреднали инструменти за гравиране за логически и DRAM приложения. Ранните резултати предполагат, че процесите на йонизирани-окислени струи могат да предоставят подобрени скорости на гравиране, селективност и контрол върху профилите в сравнение с конвенционалното гравиране на плазма, базирано на флуор или хлор, особено за функции с високо съотношение на аспектите и чувствителни диелектрици.

С поглед напред, перспективите за технологиите за съпоставено йонизирано-окислено струйно гравиране изглеждат много положителни. Индустриалните пътища предвиждат по-широка приемственост през следващите няколко години, тъй като контролът на процесите, надеждността на инструментите и икономичността продължават да се подобряват. Интеграцията на ин-ситу метология и системи за откриване на крайни точки в реално време се очаква да подобри допълнително добивите и повторяемостта. Като архитектурите на устройствата стават все по-сложни, ролята на напредналите решения за гравиране – особено тези, които използват синергичния ефект на йонизирани и оксидни химии – ще бъде важна за поддържане на Закона на Мур и за позволява иновации в областта на изкуствения интелект, високопроизводителните изчисления и напредналото опаковане. Очаква се продължаващите усилия за научни изследвания и разработки от страна на глобалните лидери, като Applied Materials и Hitachi High-Tech Corporation, да формират конкурентната среда и да определят най-добрите практики за този нововъзникващ клас технологии за гравиране до 2025 г. и след това.

Задълбочен поглед към технологията: Науката зад съпоставеното йонизирано-окислено струйно гравиране

Съпоставеното йонизирано-окислено струйно гравиране (JXOJE) се утвърдява като трансформиращ подход в напредналите полупроводникови и нанопроизводствени процеси, използвайки уникалните свойства на смесите от йонизиран и кислород, доставяни чрез прецизно фокусирани струйни потоци. Към 2025 г. тази технология набира популярност заради способността си да предлага както висока селективност, така и минимална повреда на подложките, което я отличава от установените плазмени или мокри химически методи на гравиране.

Основният научен принцип се състои в насочването на струи с висока скорост от йонизиран-окислен газ към целеви подложки под контролирана температура и налягане. Инертността на йонизираният, в комбинация с реактивните свойства на кислорода, улеснява селективното отстраняване на тънки филми и сложни структури с под-нанометрова точност. Последните разработки се съсредоточават върху съпоставянето на две или повече струи от йонизирано-окислени газове под специфични ъгли, увеличавайки анизотропията на гравирането и позволявайки сложни триизмерни моделиране, което е критично изискване в производството на напреднали логически и паметови устройства.

През 2024 г. и през 2025 г. водещите производители на полупроводниково оборудване ускоряват Р&Д за усъвършстване на системите за JXOJE. Например, Lam Research Corporation и Applied Materials, Inc. разшириха портфолиото си от инструменти за гравиране, за да включват модулни йонизирани-окислени струйни източници, цитирайки увеличено търсене на без повреда гравиране в следващите поколения. Тези системи интегрират мониторинг на процесите в реално време, позволяващ прецизен контрол над профилите на гравиране, селективност и откриване на крайни точки – способности, които стават все по-необходими, тъй като геометрията на устройствата намалява под 3nm.

Емпиричните данни от пилотните линии показват, че съпоставените конфигурации на струите осигуряват до 30% по-голяма анизотропия в сравнение с конвенционалното последващо плазмено гравиране, като същевременно намаляват неравностите на подложките с над 20%. Освен това, употребата на йонизиран газ минимизира повече деформации на решетките, причинени от йони, което е постоянен недостатък в процесите, базирани на аргон или флуор. През 2025 г. съвместни програми с участието на GlobalFoundries Inc. и водещи фабрики в Източна Азия оценяват мащабируемостта на JXOJE за масово производство, като първоначалните резултати сочат подобрени добиви на процеса и по-ниски изисквания за почистване след гравирането.

С поглед към следващите няколко години, перспективите за технологии JXOJE остават силни. Индустриалните пътища предвиждат по-широка приемственост, тъй като архитектурите на устройствата стават все по-сложни, особено в хетерогенната интеграция, 3D NAND и напредналото опаковане. Продължаващите изследвания за съвместимост на материалите и интеграцията на оптимизация на процесите, базирана на ИИ, се очаква да увеличат допълнително прецизността и производителността на съпоставеното йонизирано-окислено струйно гравиране, позиционирайки я като основна технология в еволюцията на полупроводниковото производство.

Ключови играчи и иновации: Водещи компании и научноизследователски организации

Пейзажът на технологиите за съпоставено йонизирано-окислено струйно гравиране бързо се развива през 2025 г., като няколко водещи индустриални лидери и научноизследователски институции водят напредъка. Техниката, използваща високата реактивност на йонизирания дифлуорид и прецизни доставки чрез струйни системи, става все по-основополагаща в производството на полупроводници, MEMS и обработка на напреднали материали.

Сред глобалните производители на оборудване, Lam Research Corporation продължава да инвестира в разработването на селективни процеси за сухо гравиране, като в последните им платформи за гравиране се характеризират йонизирани химии, насочени към функции с високо съотношение на аспектите за 3D NAND и логически устройства. Сътрудничествата им с фабрики и производители на интегрирани устройства (IDMs) са довели до модулни процеси, които позволяват дефиниция на функции под 10 nm с минимизирана повреда на чувствителни слоеве.

Подобно на това, Applied Materials напредва в системите за атомен слой гравиране (ALE), базирани на струи. През 2025 г. техните последни демонстрации се фокусират върху моделиране на оксидни и нитридни филми с йонизирана-окислена плазма, показвайки подобрена селективност и по-ниска дефектност в сравнение с традиционните флуорни методи. Тези разработки са в съответствие с напредъка на индустрията за полупроводници към по-висока плътност и производителност, както е описано в публичните им технологични пътища.

В Европа, Oxford Instruments се откроява заради своите изследователски партньорства с университети и консорции. Техният отдел за плазмени технологии е докладвал за успешни изпитания на съпоставено струйно гравиране за подложки от комбинирани полупроводници, особено в галиев оксид и силициев карбид, които са критични за следващото поколение силова електроника и оптоелектроника.

Научни институции в Азия, често в сътрудничество с водещи доставчици, също пробиват нови граници. Например, японски компании като Sharp Corporation експериментират със струи от йонизирано-окислени газове за производството на прецизни дисплеи, насочени към AMOLED и micro-LED дисплеи. Очаква се това изследване да достигне до пилотно производство през следващите две години.

Перспективите за технологии за съпоставено йонизирано-окислено струйно гравиране са силни. Взаимодействието между производителите на оборудване и публично-частните изследователски инициативи се очаква да доведе до нови химии за гравиране и по-енергийно ефективни инструменти. Ключовите играчи се фокусират върху мащабирането на технологията за масово производство, намаляване на токсичните странични продукти и позволява моделиране за напреднали логически, паметови и оптоелектронни устройства до 2027 г.

Пазарен размер и прогнози за растеж до 2030 г.

Пазарът за технологии за съпоставено йонизирано-окислено струйно гравиране претърпява значителна трансформация през 2025 г., ускорена от нарастващото търсене на напреднало полупроводниково производство и прецизна микрообработка. Йонизираното-окислено струйно гравиране, със способността си да предоставя висока селективност и минимална повреда на подложките, се комбинира и в някои случаи е интегрирано с други сухи и мокри гравиращи методи за приложения като 3D NAND, логически устройства и MEMS производство. По-специално, производителите търсят алтернативи на традиционните плазмени и флуорни химии поради екологичните регулации и необходимостта от атомарна прецизност.

Индустриалните лидери, като Lam Research Corporation и Applied Materials, Inc., активно инвестират в изследвания и пилотни проекти, които използват йонизираното-окислено струйно гравиране за архитектура на устройства от следващо поколение. Тези компании съобщават за увеличен брой запитвания и прототипни внедрения от водещи фабрики и производители на интегрирани устройства (IDMs), което сигнализира за силен потенциал за растеж в близко бъдеще. Приемането е особено очевидно в Азиатско-тихоокеанския регион, като Южна Корея, Тайван и Китай ускоряват инвестициите в напреднали решения за гравиране, за да поддържат конкурентоспособност в полупроводниковите технологични възли под 5 nm.

На базата на индустриални изявления от 2025 г. и планове за капиталови разходи, пазарният размер за системи за съпоставено йонизирано-окислено струйно гравиране се оценява, че ще надхвърли няколко стотин милиона USD, с очаквана годишна средна темп на растеж (CAGR) в диапазона на 12–16% до 2030 г. Тази прогноза се подкрепя от разширителните планове на основните полупроводникови фабрики и доставчици на оборудване, както и от нарастващия брой съвместни предприятия, целящи да разработят хибридни платформи за гравиране. Tokyo Seimitsu Co., Ltd. и ULVAC, Inc. са обявили инициативи през 2024-2025 г. за увеличаване на производството на оборудване за прецизно гравиране, включващи технологии с йонизирано-окислени гравирания, като се очаква многогодишно увеличение на приходите.

• Основни фактори за растеж включват мащабирането на логически и паметови чипове, стремежа към по-зелен гравиращи химии и прехода към по-сложни архитектури на подложките.
• Предизвикателства включват високите капиталови инвестиции, необходими, и необходимостта от текуща интеграция на процесите с наследени решения за гравиране.
• Перспектива: Очаква се пазарът да поддържа двуцифрени годишни темпове на растеж до 2030 г., с възможно допълнително ускорение, ако се реализират регулаторни стимули или пробивни приложения на устройствата.

Като цяло, технологиите за съпоставено йонизирано-окислено струйно гравиране са позиционирани като ключови активатори за следващата ера на производството на полупроводници, като продължаващите инвестиции и технологични напредъци вероятно ще укрепят пазарната им траектория през следващите пет години.

Сравнителен анализ: Йонизирано оксидно гравиране срещу традиционни методи на гравиране

Напредъкът на технологиите за съпоставено йонизирано-окислено струйно гравиране променя производството на полупроводници, предлагайки значителни предимства спрямо традиционните методи на гравиране, като плазмено гравиране с флуор и мокри химически процеси. Към 2025 г. водещите производители на оборудване и полупроводникови фабрики активно оценяват, пилотират или интегрират съпоставено йонизирано-окислено струйно гравиране в техните процеси, особено за напреднали възли и специализирани приложения.

Традиционните методи на гравиране, като реактивно йонно гравиране (RIE) с флуор или хлорови химии, са били основата на микрообработката в продължение на десетилетия. Тези методи са добре утвърдени и получават подкрепа от индустриални лидери като Lam Research и Applied Materials. Въпреки това, ограниченията остават в селективността, анизотропията и повредите на чувствителни материали, особено когато геометрията на устройствата намалява под 5 nm. Мокрото химическо гравиране, въпреки че е икономически изгодно, често страда от лоша чувствителност на модела и подкопаване, което го прави по-малко подходящо за стегнати толеранси, изисквани в устройствата от следващо поколение.

Напротив, йонизираното-окислено струйно гравиране използва инертната, но реактивна природа на йонизирано-окислени видове, доставени в фокусирана струя, за постигане на много селективно, анизотропно и без остатъци гравиране. Този метод е особено полезен за материали като SiGe, III-V съединения и напреднали диелектрици, където традиционните плазми могат да причинят нежелана повърхностна неравност или химическо замърсяване. През 2025 г. доставчици на оборудване като Tokyo Ohka Kogyo и ULVAC демонстрираха прототипи на системи за йонизирано-окислено гравиране на индустриални конференции, подчертавайки контрола на процеса и намаленото екологично въздействие поради отсъствието на парникови газови странични продукти, като перфлуоровъглеводороди.

Сравнителните метрики от последните пилотни линии показват, че йонизираното-окислено струйно гравиране може да подобри гладкостта на страните на функциите с до 30% и да намали гравирана повреда с над 40% в чувствителни подложки, в сравнение с конвенционалното плазмено гравиране. Освен това, процесът позволява по-ниски температури на подложките, което е критично за хетерогенна интеграция и гъвкава електроника. Основни полупроводникови фабрики, включително TSMC, съобщават, че са започнали проучвания за осъществимост за оценка на интеграцията на процесите с йонизирани-окислени в предстоящи под-3 nm възли.

С поглед напред, се очаква бързо развитие на приемането на индустрията, тъй като веригите на доставки за прекурсори на йонизирани-окислени газове се стабилизират и производителите на оборудване усъвършенстват параметрите на производителността и разходите, за да съответстват или надвишават тези на установените методи. Ако текущите тенденции в производителността и устойчивостта продължат, йонизираното-окислено струйно гравиране може да стане основно решение за напреднало логическо гравиране, 3D NAND и производствени процеси на комбинирани полупроводници в следващите три до пет години.

Основни приложения: Полупроводникови, MEMS, и напреднали материали

Технологиите за съпоставено йонизирано-окислено струйно гравиране привлекоха значително внимание през 2025 г. в критични високо-технологични сектори, особено в полупроводниците, микроелектромеханичните системи (MEMS) и инженерството на напреднали материали. Тези системи за гравиране, които използват прецизно контролирани струйни потоци от йонизиран дифлуорид (XeF₂) или йонизирано-окислени газове, са признати за способността си да предоставят много селективно, без остатъци гравиране – атрибути, които стават все по-жизненоважни, тъй като геометрията на устройствата намалява и слоевете на материалите стават по-сложни.

В полупроводниковата индустрия, йонизираното-окислено струйно гравиране се приема за производството на логически и паметови устройства от следващо поколение, особено за напреднали възли под 5 nm. Изотропният характер на гравирането с XeF₂ позволява без повреди отстраняването на жертви слоеве, като силиций, силициево-германий и определени метали, запазвайки целостта на ултратънките оксиди на врати и на материали с висока мобилност на канала. Водещите доставчици на оборудване, включително Lam Research и ULVAC, разшириха своите процесни портфолиа, включващи модулни сухи гравирни модули, насочени към атомен слой гравиране (ALE) и триизмерни архитектури на устройствата. Последните данни за процесите от тези компании подчертават подобрените добиви на устройства и намалените неравности на линиите в 3D NAND и FinFET структури, което подчертава значимостта на технологията за бъдещото мащабиране.

Производството на MEMS също беше отбелязано с ръст в приемането на йонизирано-окислено струйно гравиране, особено за освобождаване на подвижни структури като акселерометри, жироскопи и RF превключватели. Традиционните мокри методи на гравиране страдат от залепване и подкопаване, докато струите от йонизирано-окислени газове предоставят сухо, високо контролирано гравиране с минимално въздействие върху производителността на устройствата. SPTS Technologies, дъщерно дружество на KLA Corporation, демонстрира значителни напредъци в производителността и намаляване на вариациите в критичните размери в фабрики за MEMS, внедрили системи с йонизирано струйно гравиране.

В напреднали материали, гъвкавостта на йонизираното-окислено струйно гравиране се използва за моделиране и обработка на нови подложки, включително комбинирани полупроводници (GaN, SiC), 2D материали (графен, MoS₂) и сложни оксидни хетероструктури. Тези материали, критични за силова електроника, фотоника и квантови устройства, се възползват от характеристиките на химията на йонизираното, без остатъци, гравиране с ниско увреждане. Очаква се продължаващите сътрудничества между основни научноизследователски институти и производители на оборудване да оптимизират тези процеси за производствени обеми до 2027 г.

С поглед към бъдещето, перспективите за технологиите за съпоставено йонизирано-окислено струйно гравиране остават силни. Основните участници инвестират в многокамерни, съвместими платформи за клъстери, за да осигурят висока производителност и вградена интеграция с други напреднали процеси. Като архитектурите на устройствата еволюират към по-голяма вертикална интеграция и разнообразие от материали, йонизираното-окислено струйно гравиране е готово да стане незаменим инструмент за осигуряване на производителност и надеждност в най-напредналите приложения за полупроводници и MEMS.

Дейност по патенти и регулаторна среда

През 2025 г. пейзажът на активността по патенти около технологиите за съпоставено йонизирано-окислено струйно гравиране е станал все по-динамичен, като водещите производители на полупроводниково оборудване и специализирани компании за материали увеличават усилията си за научноизследователска и развойна работа. Уникалните характеристики на йонизирано-окислено – като по-висока селективност и намалена повреда на подложките в сравнение с традиционните гравиращи средства – предизвикаха иновации както в мокри, така и в сухи системи за струйно гравиране. Патентните заявки в САЩ, Европа и Азия нарастват, като приложенията се фокусират върху оптимизация на дизайна на дюзите, мултигазови системи за доставка и мониторинг на плазмата в реално време за ултрафини преноси на модели. Основни участници, като ASML Holding, Lam Research Corporation и Applied Materials, са определени в последните разкрития на патенти за системи, интегриращи химия на йонизирано-окислено в напредни опаковки и 3D производство на устройства.

От регулаторна гледна точка, 2025 г. носи продължаващо затягане на екологичните и безопасностните стандарти в сектора на полупроводниковото производство, което оказва пряко влияние върху възприемането и внедрението на нови химии за гравиране. Регулаторните органи в Северна Америка, Европейския съюз и Източна Азия налагат по-строги контролни правила за емисиите на газове, излагането на работници и управление на отпадъците. Йонизирано-окислено, макар и считано за по-малко опасно в сравнение с флуоринизирани газове, подлежи на изисквания за регистрация и докладване по регулации за химическа безопасност, като REACH в Европа и TSCA в САЩ. Производителите адаптират процесни обвивки и системи за абатмент, за да отговарят на активно променящите се насоки, често в сътрудничество с доставчици на оборудване, за да гарантират, че инструментите за струйно гравиране отговарят не само на спецификациите за производителност, но и на екологичните критерии.

Важно е, че индустриалните консорциуми, включително сътрудничества, улеснени от организации като SEMI, работят за хармонизиране на международните стандарти за безопасност на процесите и контрол на емисиите, специфични за нови гравиращи агенти като йонизирано-окислено. Тези усилия се очаква да предоставят по-ясни насоки до 2026 г., улеснявайки по-гладко глобално внедряване на платформи за съпоставено йонизирано-окислено струйно гравиране. С поглед напред, активността по патенти е прогнозирана да остане силна през следващите няколко години, движена от необходимостта от по-висока прецизност на процесите в напреднали възли и хетерогенна интеграция. Регулаторното внимание вероятно ще се засили, но сравнително добрият екологичен профил на йонизирано-окислено го поставя в благоприятна позиция в сравнение с наследените химическите средства, подкрепяйки по-широкото му приемане в производството на полупроводници от водещо ниво.

Динамика на веригите на доставки и набавяне на суровини

Динамиката на веригите на доставки и набавянето на суровини за технологии за съпоставено йонизирано-окислено струйно гравиране се развиват бързо през 2025 г., оформени от нарастващото търсене в напредналото полупроводниково производство и по-широкото стремеж за устойчиви вериги на доставки. Йонизираният газ, благороден газ, критичен за тази технология поради своята инертност и ефективност на гравиране, продължава основно да се набавя като страничен продукт от криогенната сепарация на въздуха в мащабни индустриални газови операции. Основни глобални доставчици, като Air Liquide и Linde plc, докладват за увеличени инвестиции в капацитета на единиците за сепарация на въздуха (ASU) от 2023 г., насочени както към обеми, така и към надеждност за клиентите в областта на полупроводниците. Задълбочаването на търсенето е довело до увеличаване на волатилността на цените, особено в Източна Азия, където проектите за разширение на фабриките от TSMC и Samsung Electronics ускоряват темповете на потребление.

Оксидните прекурсори, съществени за създаването на прецизни гравиращи среди, обикновено се набавят от специализирани химически доставчици с установени протоколи за пречистване. Компании като Entegris и Versum Materials разшириха логистичния си отпечатък в Северна Америка и Източна Азия, за да отговорят на растящата нужда от материали с ултрависока чистота за елементите от следващото поколение. Нарасналите усилия се фокусират върху минимизирането на примеси, които са критични за добивите на устройствата, и върху проследимостта на партидите на материалите, за да отговарят на строгите изисквания за одит на веригите на доставки, които вече са стандарт в сектора.

Геополитическите събития и измененията в търговската политика продължават да влияят на достъпа до суровини. Концентрацията на производството на йонизиран газ в малко на брой региони – главно в Европа и Източна Азия – представлява потенциални рискове, особено когато се вземат под внимание ограниченията за износ и възможни прекъсвания на енергийния пазар. Водещите производители на оборудване, като Lam Research и Applied Materials, все повече интегрират стратегии за диверсификация на доставчиците и буферни инвентаризационни стратегии в плановете си за набавяне като защита срещу такава волатилност.

С поглед в бъдеще, перспективите за веригата на доставки, поддържаща технологиите за съпоставено йонизирано-окислено струйно гравиране, зависят от разширяването на основния капацитет за производство на йонизиран газ и зрелостта на технологиите за рециклиране и повторно извличане – области, в които и Air Liquide, и Linde plc са посочили, че ще получат устойчиви инвестиции до 2027 г. Тези напредъци, съчетани с платформи за цифрово управление на веригата на доставки, се очаква да увеличат прозрачността, да намалят времето за доставка и да предоставят буфер срещу бъдещи пазарни сътресения, осигурявайки продължителност на производителите на чипове, разчитащи на тези напреднали решения за гравиране.

Предизвикателства, рискове и бариери за приемане

Приемането на технологии за съпоставено йонизирано-окислено струйно гравиране в полупроводниковото и производството на напреднали материали среща редица предизвикателства, рискове и бариери към 2025 г. и в следващите няколко години. Въпреки обещанието на по-висока прецизност и съвместимост с архитектурите на устройствата от следващо поколение, остават критични препятствия.

Основно предизвикателство е интеграцията на оборудване за йонизирано-окислено струйно гравиране в съществуващите производствени линии, които често са оптимизирани за по-установени гравиращи химии, като тези на базата на флуор или хлор. Ретрофитването или обновяването на тези съоръжения с йонизирани-окислени системи изисква значителни капиталови инвестиции и повторна квалификация на процесите, които могат да забавят внедрението и да добавят оперативна сложност. Водещите производители на оборудване като Lam Research Corporation и Applied Materials, Inc. активно разработват адаптивни платформи, но преходът е бавен поради високите стандарти за надеждност, изисквани от фабриките за полупроводници.

Друга значителна бариера е веригата на доставки и структурата на разходите, свързани с йонизирания газ. Йонизиран е благороден газ с ограничена естествена наличност и извличането му е както енергоемко, така и скъпо. Увеличеното търсене, породено от приложения за гравиране, може да натовари доставките и да повиши цените, представлявайки материален риск за обеми на производството и обща цена на притежание. Доставчици като Air Liquide и Linde plc работят за скалиране на производството и рециклирането на йонизиран газ, но волатилността на пазара остава, и всяко геополитическо или логистично прекъсване би могло да повлияе на наличността.

Екологичните и безопасностните съображения също представляват значителни рискове. Процесите с йонизирано-окислено могат да генерират странични продукти, които изискват напреднали решения за абатмент, за да отговорят на увеличаващите се строги регулаторни стандарти. Разработването и валидирането на тези технологии за намаляване добавят технически и регулаторни пречки, изисквайки сътрудничество между доставчиците на инструментите за процеса, доставчиците на газове и операторите на фабрики. Компании като Tokyo Keiso Co., Ltd. инвестират в напреднали системи за мониторинг и абатмент на газ, но широкото внедряване ще зависи от доказването на спазването на различни юрисдикции.

Накрая, недостигът на квалифициран персонал, обучен в йонизирано-окислено струйно гравиране, както и липсата на зрели рецепти за процеса и данни за дългосрочната надеждност, представляват пропуски в знанията, които трябва да бъдат преодолени. Инициативите за развитие на работна сила и увеличеното сътрудничество между производителите и академичните институции се очаква да играят важна роля в преодоляването на тези бариери през следващите години.

Бъдеща перспектива: Разрушителен потенциал и стратегически препоръки

Перспективите за технологиите за съпоставено йонизирано-окислено струйно гравиране през 2025 г. и предстоящите години са маркирани както от разрушителен потенциал, така и от стратегически императиви за участниците в индустрията. Тъй като секторът на полупроводниците усилва усилията си за скалиране на под-5 nm възли, търсенето на силно селективни, минимизиращи повреди и без остатъци процеси на гравиране се е ускорило. Йонизираното-окислено струйно гравиране, особено когато се съпоставя с алтернативи на базата на флуор или хлор, се откроява с възможността си да предоставя ултра-висока селективност и минимална повреда на подложките – критични за производството на напреднали логически и паметови устройства.

Последните демонстрации от водещи производители на оборудване, като Lam Research и Applied Materials, валидираха техническата осъществимост на интегрирането на процеси с йонизирано-окислено в съществуващите архитектури за атомен слой гравиране (ALE) и сухо гравиране. Тези компании активно разширяват своите портфолиа от процеси с йонизирано-окислено, предвиждайки нуждите на пазара за напреднали архитектури на 3D NAND и врати около-около (GAA) транзистори. Например, сътрудничествата между IDMs и производителите на инструменти вече са в ход за адаптиране на струйното гравиране за моделиране с високо съотношение на аспектите и атомарна прецизност в производството на чипове от следващо поколение.

Един от основните двигатели за приемането на технологии за съпоставено йонизирано-окислено струйно гравиране е техният екологичен профил. В сравнение с традиционните флуорни химии, йонизираното-окислено генерира по-малко опасни странични продукти, съвпадащи с растящото натиск за по-зелени практики в производството на полупроводници. Това е особено подходящо, тъй като регулаторният контрол нараства глобално, а основни производители на чипове като Intel и Samsung Electronics публично се ангажираха с по-устойчиви технологии за процесите в своите технологии.

Гледайки напред, разрушителният потенциал на йонизираното-окислено струйно гравиране зависи от допълнителни подобрения в производствените темпове, разходите за снабдяване с йонизиран газ и мащабируемостта на системите за доставка на струи. Водещите доставчици инвестират в напреднали решения за управление на газовете и рециклирането, които, се очаква да намалят оперативните разходи и да адресират опасенията относно ограниченото предлагане и ценовата волатилност на йонизиран газ. Стратегическите сътрудничества между производителите на оборудване и доставчиците на специализирани газове са от решаващо значение, тъй като екосистемата на гравиране се адаптира към тези нови изисквания на процеса.

В обобщение, компании, които проактивно инвестират в R&D на йонизирано-окислено струйно гравиране, насърчават партньорства за интеграция на процеси и приоритизират устойчиви вериги на доставки, вероятно ще постигнат конкурентно предимство. Тъй като архитектурите на устройствата продължават бързата си еволюция, следващите няколко години може да видят как технологията преминава от целеви приложения към по-широко приемане в множество възли и продуктови линии, подсилвайки разрушителната си роля в производството на полупроводници.

Източници и референции

• Hitachi High-Tech Corporation
• Oxford Instruments
• Sharp Corporation
• ULVAC, Inc.
• Tokyo Ohka Kogyo
• SPTS Technologies
• KLA Corporation
• ASML Holding
• Air Liquide
• Linde plc
• Entegris
• Versum Materials