半导体行业扩产的新闻里,晶圆厂和光刻机通常最受关注,但一片先进芯片真正走完整个制造流程,需要的远不止几台核心设备。抛光液、清洗剂、光刻材料、高纯化学品等材料虽然很少出现在终端产品名称中,却直接参与数百道晶圆工序。富士胶片8月21日宣布,大分工厂新的半导体材料生产楼已经完成建设并正式投入运行,扩产对象就是先进晶圆制造中使用的Post-CMP清洗剂。
新生产楼位于富士胶片电子材料大分工厂内,总建筑面积约3600平方米,为地上四层钢结构建筑,总投资约70亿日元,建设内容包括Post-CMP清洗剂生产、质量检测以及相关办公设施。富士胶片没有把这座工厂单纯做成增加产量的生产车间,新设施同时导入自动化制造设备和质量评价设备,重点对应先进半导体材料越来越严格的高纯度要求。新楼投入运行后,大分基地Post-CMP清洗剂的生产能力将达到此前的约3倍。
所谓Post-CMP清洗剂,使用位置就在CMP化学机械抛光之后。先进晶圆制造过程中,为了让不同材料层保持足够平整,需要不断通过CMP工艺对晶圆表面进行处理,但抛光结束后,晶圆表面可能残留颗粒、微量金属以及有机物。如果这些残留没有被有效清除,后面的沉积、曝光和互连工序都可能受到影响。Post-CMP清洗既要把污染物清掉,又要尽量避免损伤已经形成的金属表面,因此材料本身的纯度、配方稳定性和批次一致性都非常重要。
这个环节在先进制程中的重要性还在提高。芯片尺寸继续缩小以后,原本可以容忍的微小颗粒和金属残留,到了更精细的线路结构上可能直接影响良率;先进封装和三维堆叠增加后,制造过程中涉及的材料界面和加工步骤也随之增多。富士胶片预计,到2030财年,其Post-CMP清洗剂销售额将比2024财年增加一倍以上。换句话说,这次把大分工厂产能扩大到约3倍,并不是普通意义上的库存准备,而是在提前补充先进晶圆制造需要的材料供应能力。
值得注意的是,富士胶片近年来在半导体材料上的投入已经形成连续动作。公司在日本熊本扩大CMP浆料生产,在静冈加强先进光刻胶及相关材料的开发和评价能力,同时还在美国、台湾、韩国以及欧洲配置不同材料生产基地。过去几年,富士胶片最容易被普通消费者认识的业务还是影像和相机,但在工业端,电子材料已经成为其重点增长领域。公司披露的数据表明,2021至2025财年期间,其半导体材料业务销售额保持较高增长速度。
大分新工厂还有一个特点值得设备行业关注:高纯半导体材料制造本身也在提高自动化程度。清洗剂属于化学材料,生产过程并不是简单把几种原料混合后装桶出厂。从原料输送、配制、过滤、储存到质量检测,需要严格控制颗粒、金属污染和交叉污染。先进材料规格越高,人工操作能够留下的波动空间就越小,因此自动化生产设备、流量控制、阀门、传感器、洁净输送以及在线监测的重要性都会同步提高。
这也意味着,半导体产业扩张带来的设备需求并不只集中在晶圆厂。材料厂同样需要大量工业自动化和过程控制设备,包括高纯流体输送、质量流量控制、压力与液位检测、自动阀门、PLC和过程控制系统、工业通信、超纯管路以及高洁净连接部件。与普通化工生产不同,半导体材料制造对污染控制极为敏感,一些在一般工业现场不会造成明显影响的微量杂质,在先进晶圆制造中可能直接成为质量问题。
从供应链角度看,半导体企业近几年也越来越重视材料供应的区域化。晶圆厂一旦进入稳定量产,对清洗剂、CMP浆料和高纯化学品的消耗是持续性的,材料供应如果距离客户过远,运输周期、库存安排和异常响应都会增加复杂度。富士胶片目前在日本、美国、欧洲和亚洲主要半导体制造地区持续建设材料能力,目的之一就是让生产和技术支持更靠近客户。对于半导体材料行业来说,未来竞争不会只看谁能开发出配方,还要看谁能稳定地、大批量地生产,并且在客户需要时快速提供本地支持。
此次大分新厂投产还有一个容易被忽略的信息:富士胶片正在把CMP浆料和Post-CMP清洗剂放在同一套解决方案里推进。CMP负责把晶圆表面磨平,后清洗负责处理抛光留下的污染物,两道工序本来就前后相连。如果材料供应商能够同时理解浆料和后清洗剂对晶圆表面的影响,就更容易针对具体制程调整材料组合。这也是富士胶片目前扩展半导体材料业务时强调的一个方向。
目前大分新生产楼已经进入实际运行,而不是停留在投资计划阶段。对半导体行业来说,这类材料扩产的信号往往比普通消费电子新品更接近制造端实际变化。晶圆厂增加先进制程和AI芯片产量之后,需求会沿着产业链向CMP材料、清洗剂、高纯化学品、先进封装材料以及配套生产设备传递。富士胶片把Post-CMP清洗剂产能扩大到原来的约3倍,正说明先进芯片竞争正在继续向上游材料和制造保障能力延伸。












