颗粒研磨机抛光机，抛光研磨耗材

嘉宾介绍：中国科学院上海微系统研究所张泽方博士，复旦大学博士后，“上海产业精英”高层次人才行业青年人才。深耕CMP材料领域近18年，先后在中国科学院上海微系统研究所、上海工程大学工作，全力致力于产品的持续研发和产业化。促进CMP材料的国产化。张泽方博士担任国家自然科学基金青年基金项目、上海市科技型中小企业创新基金项目主持人，参与国家十一五、国家十二五重点集成电路计划。主持课题，发表SCI论文20余篇，授权发明专利10余项。曾获中国科学院院长奖、山西省拔尖青年拔尖人才、上海市青浦区拔尖专业技术人才、上海市行业青年拔尖人才等荣誉。本期主题： 01:12 CMP领域哪些环节还薄弱？ 04:03 走差异化竞争之路： 从基材轨迹出发08:14 研磨材料国产替代现状如何？

Chip Reveal与2023第11届半导体制造设备材料及核心零部件展览会（CSEAC）联合采访了10家前沿企业。请继续关注《芯片揭秘》和《大佬谈芯片》，了解更多精彩内容。

CMP领域哪些环节还薄弱？施焕(主持人)本次我们请到了浙江博瑞源电子材料有限公司创始人张泽方先生。请向大家问好。张泽方（嘉宾） 大家好。我是浙江博利润电子材料有限公司创始人张泽方。我很高兴今天有机会与大家分享一些有关CMP 材料的行业信息。

芯片公众主播黄曦（左）与浙江博力纳润电子材料有限公司创始人张泽方（右）对话。

史焕（主持人）我想我们Chip Reveal的很多听众，包括我们的嘉宾都是您的校友，您是中科院的博士，复旦大学的博士后。半导体行业的很多从业者都出自这两个人。著名大学。张泽方（嘉宾） 我从硕士毕业一直从事CMP行业，博士毕业，现在工作。环时（主持人）为什么会选择这个细分曲目的方向？其实张泽方一开始并没有特别选择这个方向，只是我当时的导师恰好在清华大学，他是华海庆科团队是国家摩擦学重点研究院的，所以我跟着他做了CMP。后来我对CMP产生了兴趣，进入了博士课程，但当时这个领域唯一的公司是中科院上海微系统公司，所以我坚持了下来。清华大学摩擦学国家重点实验室： 清华大学摩擦学国家重点实验室（清华大学）是在清华大学机械工程学院基础上建立的、中华人民共和国教育部主管的实验室。生物摩擦学与生物力学、微纳制造理论与技术、微纳光电测试理论与技术、表演摩擦学理论与技术、表面界面科学与性能控制等高端科研平台。还石（主持人）是不是应用方向不太热门，所以很难再上一个台阶？张泽方（嘉宾）从学术上来讲，发表高端论文是很难的，但是正如您所说，方向更偏向应用，所以大家都在逐渐走向工业化。

CMP工艺的上下游（来源：互联网）

环时（主持人）你后悔选择这首歌吗？张泽方（嘉宾）不后悔，现在觉得他很庆幸自己选择了这首歌并坚持了下来。环石（主播），您能介绍一下你们现在的博莱纳润公司主要生产什么材料，解决什么问题吗？ 张泽芳（嘉宾）目前博莱纳润提供的产品主要分为三大类。首先是硅溶胶，它是氧化硅的胶体，是CMP抛光液的主要原料。但目前该原料国内市场仍主要依赖进口。第二个是我们自己开发了抛光液。专有的硅溶胶和独特的化学配方使我们能够制造出适合各种材料的磨料。如果需要抛光硅片，则添加硅片抛光配方，如果需要抛光碳化硅，则添加碳化硅抛光配方。我们还生产聚氨酯、无纺布和阻尼布类型的抛光垫。目前，我们的主要客户群体是半导体衬底行业，包括第一代硅、第二代砷化镓、第三代碳化硅。这些是我们的核心产品和我们的市场定位。

硅溶胶、抛光液、抛光垫（来源：网络）

张泽方（嘉宾）我司做CMP多年，一直致力于为客户提供CMP材料的全面解决方案。环石（主持人）目前上游使用的原材料成分是什么？是稀有金属吗？国内产量充足吗？张泽方（嘉宾）抛光液的主要原料是氧化硅，其中心成分硅是地壳中含量最丰富的元素。制备硅溶胶的方法之一是我们自己的方法，以硅砂为原料。硅胶也是常用的原料，两者国内都大量生产，但纯度有差异。环石（主持人）因此，你不需要拥有矿藏或湖泊资源来完成这项工作。在某些行业，这实际上是一个必要的前提。张泽方（嘉宾） 但是，使用抛光垫的情况就不一样了。我们在中国还是有点落后，因为我们从海外购买预聚物来制造。

近年来国内外抛光垫专利申请对比（来源：互联网）

还不是因为国内锚石原材料不丰富吗？张泽方（客）很有钱。例如，中国的万华化学是一家领先的聚氨酯单体公司，在全球排名非常靠前。甚至一些生产预聚物的外国公司也从该公司购买单体。但国产预聚物的一些指标控制得不是特别好。

走差异化竞争之路：从板车到奇幻现实（主播）你创业多少年了？创业过程中是否遇到过很多挑战？张泽方（嘉宾）2013年创业以来，挑战一直存在。我们发现我们最大的挑战是让客户提供测试机会。这往往是你产品的最后一道工序，但是这个环节的成本并不是很高。为什么环世（主播）决定先从基地赛道开始呢？张泽方（嘉宾）另一方面，公司的实际情况会决定选择。过去，PCB行业规模较小，国内供应商数量也较少。不过，近两年，随着新生、环亚、易思微等国内硅片厂商的崛起以及碳化硅衬底的快速发展，CMP材料供应商的数量也相应增加。因此，市场状况决定了这些材料供应商的存在和发展。

抛光垫功能原理图（来源：互联网）

另一方面，FAB工厂使用的CMP材料一直备受关注，但进入门槛非常高，单片成本也很高，因此客户很难获得测试机会，很难。公司通常很少有机会进行测试。焕石（主持人）这也是一种差异化的竞争。张泽方（嘉宾）是的，因为安吉科技在FAB工厂做得很好。石焕（主持人）是的，一些上市公司已经开始谋划，可能有更强的资源来锁定客户。实际上，让自己与众不同是个好主意。张泽方（嘉宾）是的，随着基板国产化的步伐，我们也实现了CMP材料的国产化。环时（主持人） 张博士将会出现在今天的节目中，您有什么产品想向外界推广吗？ 张泽方（嘉宾）我们最想推广的是整体解决方案，其中之一是硅衬底。这是一个整体解决方案，包括粗抛光液和粗抛光垫。粗抛光液使用氧化硅。抛光垫使用无纺布。对于碳化硅，我们使用无纺布粗抛光垫和氧化铝抛光这两种就是我们目前正在推广的综合粗抛光液。

几种抛光垫材质的差异（来源：网络）

主持人：与其他国家相比，在这个方向上达到了什么水平？张泽方（嘉宾）6英寸到8英寸的硅片，我们已经和国外差不多了。关于碳化硅，我们也成功进入国内主要客户的供应链。只要客户给我们机会，我们的研发仍然可以继续下去。石焕（主持人） 从相对宽松的状态来看，目前的市场还是不错的。张泽方（嘉宾）是的，特别是碳化硅行业发展非常迅速，CMP材料的市场规模也在快速增长。石焕（主持人） 那么，您目前进入的这些卡车的市场大概有多大？您对这个规模有没有做过预测？张泽方（嘉宾）光测硅片磨料市场规模约为10亿元每年，但碳化硅目前价值超过10亿元，可以说是后来者。环石（主持人）那你觉得现在这款车的竞争激烈吗？张泽方（嘉宾）还是有竞争。首先，对供应商资质的要求非常高；其次，客户也会评估产品在每个阶段的升级能力；其次，要求相对较小。这需要供应商经历一个积累的过程，这可能会导致新企业进入该行业的时间略有延迟。史焕（主持人）我觉得我们从学**到研究，最后到产业化，走的是同一个路线，这当然是不寻常的。张泽方（嘉宾）我只能说我们使用的材料没有改变，但实际上，应用范围已经根据市场的变化进行了调整。

磨料磨具国产替代现状如何？主持人：您认为中国磨料磨料的国产化能力已经达到什么程度？当我们跳出目前上游基材的轨迹，放眼整个抛光行业时，我国与国际市场相比已经达到了怎样的水平？是否可以说进口替代已经完成？张泽方（嘉宾）我可以说的是，对于一些材料，比如集成电路，它有很多层，可能有一些层已经完成了进口替代，但还有很多层，也就是说还没有完成。例如，14nm工艺的硅芯片可能有20到30层需要抛光，每层都有不同的抛光材料，因此有不同的抛光液配方。因为配方略有不同，不能使用Anchor，但会损坏产品吗？张泽方（嘉宾）可能有损坏，晶圆也可能被扔掉。史焕（主持人）所以，实际上FAB工厂承担了整个产业链推进的成本。张泽方（嘉宾）是的，目前很多投资者都觉得投资这种材料的回报周期太慢，尤其是今年的环境，但总得有人慢慢投资。否则，你的投资将永远止步不前。只关注上游原材料而不进行深加工是不可能的。环石（主持人）是的，我之前和光刻胶单体公司交通的总裁有过一次互动，当时我很自豪他们把这个单体放在了国际上比较领先的位置。张泽方先生（嘉宾）等人都有多年的从业经验，而我们原来的抛光垫公司就在平州，所以我们彼此都很了解。

浙江博那伦电子材料有限公司创始人张泽方作为嘉宾揭秘了芯片的秘密。

史焕（主持人）最后我想知道你们未来五到十年有什么规划，或者说具体的布局是怎样的。张泽方（嘉宾）再深入一点，我们仍然使用硅酸钠作为硅溶胶的原料，但是相应的金属离子的含量增加了，导致一些层的抛光变得困难。硅片可用于粗抛、中抛、精抛，但不能用于精抛。我们目前正在规划一种超高纯硅溶胶，以有机硅为原料，金属离子含量低于400ppb。事实上，这个困难不仅仅存在于研发层面，更大的问题是如何实现规模化生产。石焕（主持人） 生产的稳定性和连续性非常重要。特别是化工行业，一旦一个环节长了，就会出现各种问题。张泽方（嘉宾）而且我们的工艺中也含有很多危险化学品。石焕（主持人） 获得土地来生产这些材料并扩大生产并不容易。张泽方（嘉宾）是的，我们在浙江省衢州市征得了化工用地，面积107亩，这也包括在我前面提到的硅溶胶计划中。其次是抛光垫，尤其是精细抛光垫，几乎全世界都依赖日本的富士纺。目前我们正在努力制定这方面的计划。

博里那伦研发中心局部景观图（来源：博里那伦公司资料）

史焕（主持人）嗯，我们非常清楚您的两个非常实用的方向。我们也期待张博士带领公司，进一步深化努力，为中国半导体带来更多新的可能。

CMP是晶圆制造中重要的前端工艺，它利用化学蚀刻和机械研磨的协同效应，有效去除多余材料，实现晶圆表面整体纳米级平坦化。 CMP磨料是重要的上游原材料。近年来，全球抛光材料市场持续扩大，2016年至2021年，全球抛光垫和抛光液市场规模将分别从6.5亿美元和11亿美元增长至11.3亿美元和18亿美元.扩大至9000万美元。复合年增长率分别为11.7%和11.4%。磨料磨具主要被美国、日本大公司垄断，国内替代空间很大。由于存储芯片市场预计2024年将出现一定改善，我们预计CMP材料行业将继续向上发展。