讓材料賦能半導(dǎo)體 創(chuàng)新如何改變世界？

從材料開始賦能半導(dǎo)體

半導(dǎo)體作為人類科技制造的結(jié)晶，也是當(dāng)前人類文明的基礎(chǔ)。而半導(dǎo)體原材料是一切半導(dǎo)體制造的基礎(chǔ)，并且隨著摩爾定律逐漸走向物理極限，材料層面的創(chuàng)新與技術(shù)迭代，成為半導(dǎo)體發(fā)展的關(guān)鍵。

默克是一家全球領(lǐng)先的科技公司,專注于醫(yī)藥健康、生命科學(xué)和電子科技三大領(lǐng)域。其中在電子科技業(yè)務(wù)領(lǐng)域，默克作為全球半導(dǎo)體制造行業(yè)的綜合材料解決方案提供商，其廣泛的產(chǎn)品組合覆蓋了晶圓加工工藝的所有關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是當(dāng)前全球半導(dǎo)體制造行業(yè)中擁有最全產(chǎn)品線之一的電子材料供應(yīng)商。

從計(jì)算機(jī)到汽車，特殊氣體對(duì)芯片制造至關(guān)重要，而默克為晶圓廠定制特殊化學(xué)品和氣體的供應(yīng)系統(tǒng)，并且還提供現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)和設(shè)備管理。

同時(shí)，半導(dǎo)體芯片的制作也是一個(gè)相當(dāng)漫長(zhǎng)的生產(chǎn)過程，其流程便包括設(shè)計(jì)、制作、封裝、測(cè)試等。而在制造環(huán)節(jié)，需要從原材料晶圓慢慢切割、蝕刻、摻雜、光刻、測(cè)試、封裝等等過程，這些過程常常會(huì)遇到各種問題。

為此，默克廣泛投入材料創(chuàng)新和研發(fā)，為集成電路生產(chǎn)過程提供各種相應(yīng)解決方案。比如默克全球范圍內(nèi)最新的綜合性電子科技中國(guó)中心于日前宣布正式開業(yè)，將主要用于進(jìn)行各類電子材料的分析、制樣、應(yīng)用測(cè)試及研發(fā)，并重點(diǎn)關(guān)注半導(dǎo)體和顯示領(lǐng)域的材料創(chuàng)新和技術(shù)演進(jìn)。

并且，芯片作為量產(chǎn)產(chǎn)品，穩(wěn)定性是一項(xiàng)基本要求。尤其在車規(guī)級(jí)芯片中，PPM通常要求小于1，這對(duì)于生產(chǎn)而言是個(gè)巨大挑戰(zhàn)。默克公司對(duì)質(zhì)量的要求體現(xiàn)在一切產(chǎn)品與工序中，力求提供穩(wěn)定的質(zhì)量，追求零瑕疵產(chǎn)品。

比如通過建立預(yù)測(cè)模型來提高材料質(zhì)量，再將數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)從大批量制造轉(zhuǎn)移到研發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)加速新材料開發(fā)和新技術(shù)節(jié)點(diǎn)的升級(jí)，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期效益。在生產(chǎn)中建立長(zhǎng)期控制策略，以最大限度減少原材料批次差異和工藝差異的影響，同時(shí)默克采用混合建模來開發(fā)有預(yù)測(cè)性的質(zhì)量控制系統(tǒng)。將混合模型部署為合成和純化單元中的數(shù)字孿生模型，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的過程監(jiān)控和控制，從而保證穩(wěn)定的質(zhì)量。

創(chuàng)新是一種文化

芯片作為人類智慧的結(jié)晶，源自于一次次偉大的創(chuàng)新。超過350年的歷史，讓默克公司認(rèn)識(shí)到創(chuàng)意在改善人類生活方面取得了巨大的成就。對(duì)于默克而言，科研便是公司的核心。

以材料技術(shù)為例，該技術(shù)的創(chuàng)新可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的高性能。40年來，默克已經(jīng)成為已成為業(yè)內(nèi)聞名且值得信賴的半導(dǎo)體材料供應(yīng)商，并且持續(xù)不斷對(duì)自己生產(chǎn)基地的工藝技術(shù)進(jìn)行投資，提高生產(chǎn)良率，幫助客戶降低成本。

創(chuàng)新并非胡思亂想，而是需要有一個(gè)既定的方向，專注在某些領(lǐng)域，讓創(chuàng)新變得有價(jià)值。默克公司目前專注于醫(yī)藥健康、生命科學(xué)和電子科技三大領(lǐng)域，并且在這些領(lǐng)域中投入了大量成本，數(shù)據(jù)顯示，默克在2017年的研發(fā)支出達(dá)到21億歐元（約146億人民幣），全球研發(fā)人員超過6200人。

巨量的創(chuàng)新研發(fā)投入，也帶來了豐碩的回報(bào)。比如默克攜手打印和顯示技術(shù)公司，共同開發(fā)由OLED構(gòu)成的尖端打印顯示屏，相比同類產(chǎn)品，這些超薄節(jié)能大屏顯示器色彩絢麗、對(duì)比鮮明。除了屏幕顯示以外，默克還在研發(fā)可以調(diào)節(jié)進(jìn)入到建筑內(nèi)光線亮度的液晶窗戶，此類窗戶既可以保持宜人的室內(nèi)環(huán)境，又能保護(hù)隱私。

創(chuàng)新不僅僅能夠幫助企業(yè)茁壯成長(zhǎng)，人類的前進(jìn)也離不開一次次的創(chuàng)新。當(dāng)然創(chuàng)新并非孤獨(dú)的，對(duì)默克公司而言，創(chuàng)新是一種敞開懷抱、歡迎新創(chuàng)意和新朋友的理念。為此默克公司創(chuàng)立了上海創(chuàng)新基地、默克粵港澳大灣區(qū)創(chuàng)新訓(xùn)練營(yíng)等項(xiàng)目，邀請(qǐng)公司員工與外部合作伙伴在最優(yōu)的環(huán)境下擴(kuò)展創(chuàng)意，促進(jìn)創(chuàng)新。

值得一提的是，默克不僅將創(chuàng)新作為了一種文化，同時(shí)也在積極采用新技術(shù)來推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新。比如擁抱數(shù)字化技術(shù)，將其作為創(chuàng)新的重要驅(qū)動(dòng)力量。通過數(shù)據(jù)分析技術(shù)來促進(jìn)產(chǎn)品創(chuàng)新，改善新舊產(chǎn)品、服務(wù)和商業(yè)模型，用數(shù)字化平臺(tái)提升用戶體驗(yàn)，借助豐富的物流信息，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)優(yōu)化供應(yīng)鏈管理。創(chuàng)新，已成為默克公司不可或缺的重要一環(huán)。

默克持續(xù)加大在華投資

默克是中國(guó)長(zhǎng)期的合作伙伴，在中國(guó)已經(jīng)有89年發(fā)展歷史。第一個(gè)分公司最早于1933年在上海成立；中國(guó)是默克所有業(yè)務(wù)領(lǐng)域（包括電子科技、生命科學(xué)和醫(yī)藥健康）的重要戰(zhàn)略市場(chǎng)；默克在中國(guó)有超過4500名員工；在北京、上海、香港、無錫、蘇州和南通有21個(gè)公司實(shí)體。

2021年數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)市場(chǎng)半導(dǎo)體銷售額為1925億美元，增長(zhǎng)27.1%，占全球市場(chǎng)的34.6%，繼續(xù)穩(wěn)居全球最大半導(dǎo)體市場(chǎng)。2021年全年進(jìn)口芯片規(guī)模6354.8億片，是中國(guó)當(dāng)前第一大進(jìn)口商品，進(jìn)口集成電路的金額占中國(guó)所有進(jìn)口金額的16%。對(duì)于全球各大半導(dǎo)體相關(guān)企業(yè)而言，中國(guó)市場(chǎng)不容忽視。

中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展迅速，近年來更是突飛猛進(jìn)。許多國(guó)際半導(dǎo)體大廠加大對(duì)中國(guó)市場(chǎng)的投入，如默克公司、三星電子、SK海力士等，持續(xù)看好中國(guó)市場(chǎng)發(fā)展。

9月，默克宣布在華首個(gè)OLED材料生產(chǎn)基地正式投入運(yùn)營(yíng)，該基地同樣坐落于默克上海浦東金橋廠區(qū)，占地約900平方米，前期投資金額共計(jì)980萬歐元（約7700萬人民幣），基地引進(jìn)默克德國(guó)生產(chǎn)工廠統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)設(shè)備、工藝流程、數(shù)字工廠運(yùn)作模式、質(zhì)量管控體系以及廢熱回收等節(jié)能減排技術(shù)，將覆蓋從OLED材料提純及核心升華工藝直至成品品質(zhì)檢測(cè)、包裝的完整工藝流程，基地二期擴(kuò)容后能實(shí)現(xiàn)最大年產(chǎn)能6噸，該基地也成為默克在繼德國(guó)、韓國(guó)之后投建的第三個(gè)OLED材料生產(chǎn)工廠。

同樣在9月份，默克宣布張家港半導(dǎo)體一體化基地正式開工奠基，這座基地占地面積約 69畝，將再次新建半導(dǎo)體薄膜材料和電子特種氣體的量產(chǎn)工廠，以及相關(guān)半導(dǎo)體制程關(guān)鍵材料的一體化倉(cāng)儲(chǔ)和物流分銷中心。項(xiàng)目一期固定資產(chǎn)投入約為5.5億元人民幣，其物流分銷中心與生產(chǎn)工廠將分別于2023年第一季度和第四季度建成并投入運(yùn)營(yíng)。

2022年初默克公布了“向上進(jìn)擊”中國(guó)投資倍增計(jì)劃，計(jì)劃于2025年前向其電子科技業(yè)務(wù)新增在華投資至少10億元人民幣，新增投資將聚焦半導(dǎo)體領(lǐng)域。默克致力于成為客戶合作的理想之選和中國(guó)壯觀的數(shù)字革新增長(zhǎng)中所不可或缺的一部分。

總結(jié)

芯片是如今現(xiàn)在社會(huì)的重要基石，而原材料則是芯片生產(chǎn)的關(guān)鍵，默克作為集成電路制造業(yè)的綜合材料解決方案提供商，通過綜合的材料解決方案、專業(yè)知識(shí)和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)洞察，幫助客戶釋放創(chuàng)造新型微芯片架構(gòu)和下一代電子產(chǎn)品的潛力。用持續(xù)創(chuàng)新，賦能半導(dǎo)體制造降本增效。同時(shí)加大對(duì)中國(guó)市場(chǎng)投入，依靠中國(guó)區(qū)域優(yōu)勢(shì)，為提升產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈的可靠性和全面助力國(guó)內(nèi)外半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展發(fā)揮重要作用。

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