現(xiàn)如今，人們對產(chǎn)品性能的追求不斷提高，芯片的應(yīng)用越來越廣泛，芯片的良率、質(zhì)量備受關(guān)注?？刂粕a(chǎn)過程使用到的大宗氣體中微量雜質(zhì)濃度也是保證各個環(huán)節(jié)產(chǎn)品質(zhì)量十分重要的事情，這需要用到高靈敏度的氣體分析設(shè)備進行檢測，光腔衰蕩氣體分析儀就是其中的一種。其實不僅在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，微量氣體檢測在氣體制造、化學工業(yè)、電力系統(tǒng)等很多領(lǐng)域中都必不可少。

基于光腔衰蕩光譜技術(shù)的氣體分析設(shè)備在檢測氣體時有何長處，這樣的設(shè)備又是如何提高半導(dǎo)體產(chǎn)品質(zhì)量的？與國外同類型廠家相比，本土相關(guān)企業(yè)有哪些優(yōu)勢，又存在哪些不足？

本期我們邀請到內(nèi)蒙古光能科技有限公司副總經(jīng)理王銳先生做客芯片揭秘，聽他具體講講光腔衰蕩光譜技術(shù)這種高靈敏度的氣體檢測新方法。

以下內(nèi)容由對話音頻整理

本期話題

● 淺談光腔衰蕩氣體檢測設(shè)備

● 光腔衰蕩水分析儀發(fā)明者如何走向創(chuàng)業(yè)道路

● 保持競爭優(yōu)勢，性能優(yōu)越才是硬道理

淺談光腔衰蕩氣體檢測設(shè)備

幻實（主播）請王總簡單介紹一下光能科技主要聚焦的方向。

王銳（嘉賓）大家好，我是內(nèi)蒙古光能科技有限公司的王銳，很高興能夠借助芯片揭秘這個平臺發(fā)聲。我們公司主要致力于研發(fā)基于光腔衰蕩光譜技術(shù)的氣體檢測設(shè)備，主要應(yīng)用于半導(dǎo)體制造領(lǐng)域的氣體分析。

幻實（主播）光腔衰蕩是種怎樣的技術(shù)？你們的產(chǎn)品能夠為客戶解決怎樣的問題？

王銳（嘉賓）在半導(dǎo)體制造過程用到的氣體中，有兩種雜質(zhì)對后續(xù)產(chǎn)品影響很大，一種是水，一種是氧，我們的產(chǎn)品主要是用于檢測氣體中的微量水分。

公司產(chǎn)品的核心技術(shù)是一種基于激光光腔衰蕩光譜法的氣體檢測技術(shù)，靈敏度很高，可以在極短的時間內(nèi)檢測到氣體中含量億分之一的微量水分。

光腔衰蕩光譜法原理示意圖

（圖源：光能科技）

我們的產(chǎn)品操作非常簡單，只需要把待測氣體通入儀器內(nèi)部，然后點擊測量，通常在一秒鐘之內(nèi)就能夠測出準確的數(shù)據(jù)，并且能夠?qū)崟r在線檢測。操作界面完全按照國人的思維方式和操作習慣設(shè)計。公司的水分析儀目前有Pure?-T和Pure?-M兩種類型，可以根據(jù)不同客戶的不同需求，選擇不同的設(shè)備類型，得到更高的性價比。

集成電路對痕量水的要求（中國標準物質(zhì)網(wǎng)）

光腔衰蕩水分析儀發(fā)明者

如何走向創(chuàng)業(yè)道路

幻實（主播） 目前半導(dǎo)體的制程越來越小，對顆粒等雜質(zhì)的控制也越來越苛刻，你們是用了一種新的方法來幫助客戶進行實時監(jiān)控還是將已有的技術(shù)做成了新的產(chǎn)品？

王銳（嘉賓） 十幾年前，我們公司的創(chuàng)始人在美國研發(fā)出了世界上第一臺光腔衰蕩水分析儀，目前我們在國內(nèi)做的產(chǎn)品不能說是基于新的方法，只是說我們將這種設(shè)備國產(chǎn)化。在此之前，半導(dǎo)體制造廠商為了檢測痕量水分更傾向于使用進口儀器。

在集成電路生產(chǎn)過程中，氣體中的雜質(zhì)將會直接影響芯片的壽命和性能。目前，光腔衰蕩水分析儀在半導(dǎo)體領(lǐng)域中是測痕量水分的標準設(shè)備。因為它能夠及時檢測出氣體中的雜質(zhì)含量是否超標，所以對半導(dǎo)體制程后端的產(chǎn)品質(zhì)量提升有非常大的幫助。

氣體中水、氧雜質(zhì)對硅外延工藝的影響（圖源：中國標準物質(zhì)網(wǎng)）

幻實（主播） 能詳細講講你們公司創(chuàng)始人一路走來的研發(fā)歷程嗎？

王銳（嘉賓）我們公司創(chuàng)始人在中國恢復(fù)高考后考入北大，然后出國留學，一直致力于分子光譜相關(guān)的研究。2002年，他率領(lǐng)團隊成功研發(fā)了世界上第一臺光腔衰蕩水分析儀。在那之后，他回國創(chuàng)業(yè)，希望能夠?qū)⒁恍╆P(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化。

光腔衰蕩光譜技術(shù)原理（圖源：光能科技）

幻實（主播） 光能科技的產(chǎn)品已經(jīng)得到了哪些客戶的認可？客戶給了你們怎樣的反饋？

王銳（嘉賓） 我們公司于2015年12月注冊成立，2017年產(chǎn)品研發(fā)成功。目前來說，我們在國內(nèi)氣體的生產(chǎn)制造領(lǐng)域中已經(jīng)小有名氣；在半導(dǎo)體領(lǐng)域中，我們得到了像華為、三安、瀚宇彩晶、晶圓光電等國內(nèi)客戶的認可，我們的設(shè)備在韓國三星半導(dǎo)體也已經(jīng)完成測試。

幻實（主播）這個賽道競爭激不激烈？

王銳（嘉賓）我們的競爭對手主要來自國外。因為微量水分的檢測門檻很高，目前市面上只有兩種技術(shù)可以達到PPb級測量精度，一種是光腔衰蕩，另一種是TDLAS。這兩種技術(shù)之前一直掌握在美國的兩家公司手中，現(xiàn)在，光能科技是世界上第三家可以達到這種測量精度并被半導(dǎo)體客戶所認可的企業(yè)。

保持競爭優(yōu)勢，性能優(yōu)越才是硬道理

王銳（嘉賓）目前，我們產(chǎn)品的各項性能已經(jīng)達到國際領(lǐng)先水平，某些指標可能比美國進口的產(chǎn)品更有優(yōu)勢。在國內(nèi)，我們能夠為客戶提供更好的服務(wù)、更專業(yè)的技術(shù)支持，這是我們的優(yōu)勢。

幻實（主播） 沒錯，本土企業(yè)響應(yīng)客戶的速度也會更快。

王銳（嘉賓） 客戶的響應(yīng)速度是我們最基本的服務(wù)指標，其實我們更加注重為客戶提供能達到世界先進水平的產(chǎn)品。另外，我們能夠為客戶提供更專業(yè)的指導(dǎo)，而一些代理商可能在這方面會有所欠缺。

幻實（主播） 您剛剛介紹了光能科技的產(chǎn)品在半導(dǎo)體領(lǐng)域的應(yīng)用，你們是否還會涉及到一些其他產(chǎn)業(yè)？對你們來說，那些產(chǎn)業(yè)的市場空間如何？

王銳（嘉賓）我們的產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，不僅有來自半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)、液晶平板顯示器（LCD）、光電子器件（LED）制造業(yè)、太陽能光伏產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域的終端客戶，也有一些上游的氣體制造商，比如華特氣體、金宏氣體等。

幻實（主播） 作為氣體生產(chǎn)者，他們也需要實時監(jiān)控他們的氣體在出廠前的純度是否達標。

王銳（嘉賓） 是的。國家的計量系統(tǒng)也會用到光腔衰蕩的氣體分析設(shè)備，因為光腔衰蕩技術(shù)已經(jīng)是中國測量氣體中微量水分的一個標準方法。

幻實（主播） 如果讓您為您所在的這么一個小眾的設(shè)備領(lǐng)域發(fā)出一些呼吁，您會說什么？

王銳（嘉賓） 國家在“十三五”規(guī)劃中已經(jīng)指出，中國的高精尖儀器基本依賴于進口，國內(nèi)鮮有高精尖的產(chǎn)品產(chǎn)出。所以我希望我們整個行業(yè)能夠齊心協(xié)力，互幫互助，作為儀器生產(chǎn)商，我們也會更加努力做出好的產(chǎn)品，讓中國盡早擺脫設(shè)備依賴進口、被“卡脖子”的現(xiàn)狀。

幻實說

高純氣體是集成電路、光伏、光纖等產(chǎn)業(yè)的重要基礎(chǔ)材料，在大規(guī)模集成電路芯片生產(chǎn)過程中，氣體中的氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)雜質(zhì)均會對芯片質(zhì)量構(gòu)成重要影響。由于氣體中的微量氧和水的存在，在高溫下合成的半導(dǎo)體器件表面容易生成氧化膜，這是影響器件壽命和性能的重要因素。

例如，外延生長是高質(zhì)量集成電路生產(chǎn)過程中的一個重要步驟，沉積層的雜質(zhì)水平、厚度和微結(jié)構(gòu)的完整性取決于沉積過程所使用氣體的純度。當氣體中雜質(zhì)過多時，外延層會形成“暗礁”，造成晶格缺陷等后果。所以高靈敏度的氣體檢測顯然在半導(dǎo)體的生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)必不可少，這樣的關(guān)鍵設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)國產(chǎn)化也是十分喜人。我們也希望更多的高精尖設(shè)備能夠迎來國產(chǎn)替代，助力本土半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的向上發(fā)展。

原文標題：芯片揭秘 | 國產(chǎn)PPb級氣體分析設(shè)備助力半導(dǎo)體產(chǎn)品質(zhì)量提升

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責任編輯：haq