半導體器材銷售 @石大小生 回答一下。
真巧,我剛入職的時候也問過這個問題,不過沒有答案,當時說有可能是實踐的標準。後來在工作過程中發現還有13片的,個人認為研究這個問題不如多看看foup。
晶圓載具用於矽片生產、晶圓制造以及工廠之間晶圓的儲存、傳送、運輸以及防護。晶圓載具種類很多,如FOUP用於晶圓制造工廠中晶圓的傳送;FOSB用於矽片生產與晶圓制造工廠之間的運輸;CASSETTE載具可用於工序間運送以及配合工藝使用。本文我們重點對CASSETTE、FOSB、FOUP晶圓載具相關資訊進行梳理。
OPEN CASSETTE
OPEN CASSETTE主要在晶圓制造內工序間運送及清洗等工藝中使用,與FOSB、FOUP等載具一樣,一般采用耐溫、機械效能優異、尺寸穩定性以及堅固耐用、防靜電、低釋氣、低析出、可回收再利用的材料。不同晶圓大小、工藝節點以及工藝所選用的材質有所不同,一般材質有PFA、PTFE、PP、PEEK、PES、PC、PBT、PEI、COP等。產品一般設計成25片容量。
OPEN CASSETTE與相應的Wafer Cassette Box產品配合使用可以用於晶圓的儲存以及各工序間的運送,減少晶圓汙染。
OPEN CASSETTE與客製的Wafer Pod (OHT) 產品配合使用,可適用於晶圓制造和芯片制造中工序間自動化傳送、 自動化存取 以及更加密封的儲存。
當然,OPEN CASSETTE可直接做成CASSETTE 產品,產品Wafer Shipping Boxes就是這樣的結構,如下圖。能滿足晶圓從晶圓制造廠到芯片制造廠運輸時使用。CASSETTE 以及其衍生出來的其他產品基本能滿足晶圓廠、芯片廠內各工藝間傳送、儲存以及廠間運輸。
前開晶圓運輸盒 FOSB
前開晶圓運輸盒 FOSB(Front Opening Shipping Box),主要用於晶圓制造廠與芯片制造廠之間12吋晶圓的運輸。由於晶圓尺寸大、對潔凈度要求更高;透過采用特殊定位片與防震設計,減少晶圓位移摩擦產生雜質;原材料采用低釋氣材質,可以降低釋出氣體汙染晶圓的風險。與其他運輸晶圓盒相比,FOSB氣密性更好。此外,在後道封裝線廠中,FOSB也可以用於各道工序之間晶圓的儲存與轉送。
FOSB一般也做成25片裝,除了透過自動物料搬運系統(Automated Material Handling System,AMHS)自動存取,也可以進行手動操作。
前開式晶圓傳送盒FOUP
前開式晶圓傳送盒FOUP(Front Opening Unified Pod),主要用於Fab廠中晶圓的保護、運送、儲存,是一種專屬於12吋晶圓廠內的自動化傳送系統重要的傳載容器。它最重要的功能是確保每25片的晶圓在它的保護下避免在每一台生產機台之間的傳送被外部環境中的微塵汙染,進而影響到良率。每個FOUP都有各種連線板,銷和孔,以便FOUP位於裝載埠上,並由AMHS操縱。它采用低釋氣材質、低吸濕材質,可以大振幅降地有機化合物釋出,防止汙染晶圓;同時優秀的密封性以及充氣功能可以給晶圓提供一個低濕度的環境。此外,FOUP可設計成不同的顏色,如紅、橙、黑、透明等等,以滿足工藝需要以及區分不同的工藝和制程;一般FOUP由客戶根據Fab廠產線以及機台差異而進行客製。
此外,POUP在芯片後道封裝中可根據TSV、FAN OUT等不同工藝而客製成特殊的可供封裝廠商使用的產品,如:SLOT FOUP、297mm FOUP等。FOUP 可迴圈使用,其壽命在2-4年之間,FOUP廠商可提供產品清洗服務以滿足受到汙染的產品再次投入使用。
非接觸式水平晶圓運輸盒
非接觸式水平晶圓運輸盒(Contactless Horizontal Wafer Shippers)主要用於成品晶圓的運輸,如下圖所示。Entegris該款運輸盒利用支撐環確保晶圓在儲存和運輸過程中不接觸,同時具有較好的密封性,防止雜質汙染、磨損、碰撞、劃痕、脫氣等產生。產品適用於主要適合Thin 3D, lens or bumped 晶圓使用,套用領域包括3D, 2.5D, MEMS, LED以及功率半導體等。產品配置26個支撐環,晶圓容量為25個(厚度可不同),晶圓尺寸包括150mm、200mm以及300mm。
晶圓載具制造技術難點
晶圓載具需要具有高潔凈度、良好的耐磨性、抗靜電、尺寸穩定性、可回收再利用等特點。並且需要根據套用領域而選擇不同的原材料來制備。對於FOSB和FOUP這種一體化產品來說,對模具設計和註塑工藝要求高。鼎龍股份在接受機構調研時表示,鼎龍蔚柏目前開發的最大模具重達15噸,精度要求極高。在客戶驗證過程中,從T0開始需要不斷同客戶反復交流,速度也很關鍵。可以晶圓載具的精度以及與下遊客戶深度繫結(客客製)是制造工藝較大的難點。此外,在晶圓載具生產過程中,每一道工序(原材料添加、註塑、清洗、檢測、包裝)都需要潔凈的環境來確保載具不被汙染。
晶圓載具市場
晶圓載具全球市場集中度高,美、日、韓以及中國台灣的幾家企業占據全球晶圓載具市場占據主要市場份額,如 Entegris 、Shinetsu Polymer、DAINICHI SHOJI K.K.、Miraial、3S KOREA、家登、億尚、中勤等。國內晶圓載具企業多以生產晶圓包裝盒、晶舟等產品為主,技術難度較大的FOUP、FOSB才剛開始布局,少有生產,且市場占有率較低。
據了解,FOUP單價在300美金左右。SEMI在最新報告中指出,全球半導體制造商預計將從2022年到2025年以近10% 的復合平均增長率 (CAGR) 擴大300毫米晶圓廠產能,達到每月920萬片晶圓的歷史新高。預計中國大陸將把其在300毫米晶圓廠產能中的全球份額從2021年的19% 提高到2025年的23%,達211萬片/月。 假設一台FOUP裝25片晶圓,預計2025年全球FOUP市場規模將達到13億美金,大陸市場規模可達3億美金。
國內企業在晶圓載具方面也開始積極布局,目前有ePAK、榮耀電子、芯島新材料、三愛思、鼎龍蔚柏等企業。布局產品包括一般轉運、儲存用晶圓盒,還有面向12英寸晶圓制造運輸、儲存用FOUP、FOSB等高端晶圓載具。
義柏科技(深圳)有限公司
義柏科技(深圳)有限公司成立於2002年,是一個集設計/制造於一體的精密傳送/承載/運輸產品的全方位提供商。義柏科技的產品廣泛套用於:晶片的前端處理、後端IC的封裝/測試以及終端系統部件的組裝處理。在前段產品中,義柏科技擁有FOSB、晶圓加工配套產品(密封微孔泡沫、隔離片、緩沖墊)、無移動包裝盒(成品、水平)、包裝盒(垂直多片、單片)、晶舟等產品;後端產品主要用於晶片成品的加工及運輸,IC的封裝測試,IC成品和為系統元件和總裝配制造商而生產的電子元器件的運輸。
義柏科技母公司ePAK是全球排名前四的半導體載具供應商,總部位於美國德克薩斯州。2021年11月,智路資本宣布收購ePAK,深圳成為公司的總部。2022年7月25日,安徽義柏精密技術有限公司「義柏晶圓與半導體精密載具設計制造專案」在蕪湖南緯一路工地舉行開工儀式。該專案由義柏新加坡公司在蕪湖高新區成立獨立法人公司。專案總投資15億元,分兩期建設,主要用於建設晶圓載具產線。其中固定資產投資8億元人民幣,專案建成投產營運後,預計年銷售收入10億元人民幣。
榮耀電子材料有限責任公司
榮耀電子材料有限責任公司成立於2018年,是 Metaline工業有限公司旗下的高新技術企業,為半導體器材在超潔凈的制造和運輸過程中提供全方位包裝產品設計和制造服務。產品有光罩盒、多片水平放置晶圓盒、多片立式放置晶圓盒、單片包裝盒、晶舟、晶圓框架以及泡沫襯墊等。據了解,榮耀在重慶工廠投產後,僅用了不到兩年的時間就占據了藍寶石襯底晶圓包裝市場的壟斷地位,並且成為國內化合物晶圓包裝材料的主要供應商。
2022年3月23日,榮耀電子材料(重慶)有限公司正式對外宣布已完成近億元A輪融資,公司本輪融資資金將用於大尺寸矽片包括12寸包裝產品FOSB和FOUP產線建設和產能擴充套件。
芯島新材料(浙江)有限公司
芯島新材料(浙江)有限公司成立於2021年,主要從事高端晶圓片載具生產、銷售。2022年5月,芯島新材料12寸晶圓片運輸盒專案簽約衢州市江山市經濟開發區。據了解,該專案投資規模2.5億元,專案規劃用地50畝,建設年產72萬套12寸晶圓片運輸盒專案。
浙江鼎龍蔚柏精密技術有限公司
2022年4月,深圳市昌紅科技股份有限公司宣布擬與湖北鼎龍控股股份有限公司及其他方共同投資設立合資公司浙江鼎龍蔚柏精密技術有限公司,主營營運晶圓載具專案。11月23日,鼎龍股份在接受機構調研時表示,目前專案上虞工廠載具產線能看到初步試模的樣品,主要器材已就位。
此外,國內還有一些企業如興宇宏半導體科技(蘇州)有限公司、深圳海納新材套用技術有限公司、深圳市科晶智達科技有限公司、深圳市邁捷微科技有限公司、福建省三州光電科技有限公司等在晶圓載具布局,但產品基本以8英寸及以下用晶舟、晶舟盒、花籃、儲存盒、轉運盒等中低端產品為主。