Китай: лидер сухого травления? 

Когда слышишь ?лидер сухого травления?, первое, что приходит на ум — Applied Materials, Lam Research, TEL. Китай? Чаще думают о сборке, массовом производстве. Но в последние лет пять-семь картина стала сильно меняться, и сейчас вопрос уже не такой простой. Речь не о том, чтобы всех обогнать, а о том, какое место на самом деле занимает Китай в этой высокотехнологичной, капиталоемкой и знаниеемкой нише. Много шума, много деклараций, но есть и реальные, очень конкретные подвижки, которые видно только изнутри процесса.

Откуда вообще этот разговор?

Все началось с того, что лет десять назад китайские фабрики по производству солнечных панелей и дисплеев стали задыхаться от зависимости от импортного оборудования для сухого травления. Цены заоблачные, сервис — по расписанию поставщика, кастомизация под новые материалы — головная боль. Тогда и появились первые серьезные попытки локализации. Помню, как в 2015-2016 годах мы тестировали одну из первых отечественных плазмохимических установок для травления аморфного кремния. Результаты были… скромными. Стабильность процесса оставляла желать лучшего, скорость травления плавала, а главное — uniformity across the wafer была катастрофически низкой, около 8-9%. Для сравнения, у того же старого AMAT Centura показатель был стабильно в районе 3%.

Но ключевым был не провал, а то, что инженеры с той фабрики не просто отправили установку обратно. Они буквально жили на площадке разработчика, вместе разбирали каждый процессный шаг, каждый сбой RF-генератора. Это был не заказ ?сделайте как у них?, а совместная инженерная работа. Через полтора года на следующей версии того же аппарата uniformity удалось вывести на 4.5%. Это был переломный момент в сознании: свое — возможно, но путь будет через постоянный инжиниринг и доводку, а не через копирование.

Сейчас этот опыт тиражирован. Взять, к примеру, ООО Далянь Синьцзиян Индустрия. Заглянул на их сайт — xinjiyangongye.ru — и видно, что компания не с нуля возникла. Основана в 1993, инвестиции в завод 90 млн юаней, парк из 102 единиц оборудования, включая обрабатывающие центры и координатно-измерительные машины. Это база. Они, судя по всему, не делают готовые кластерные tools для передовых узлов, но такой инфраструктуры достаточно для производства критических компонентов к ним: камер, электродов, систем подачи газа высокой чистоты. Это и есть та самая ?подводная часть айсберга? — без которой не собрать надежную систему.

Где реальные точки роста? Не там, где все смотрят

Все гонятся за 5 нм, 3 нм. Но львиная доля рынка сухого травления — это не передовые логические чипы. Это power devices, MEMS-датчики, силовая электроника, датчики для IoT. Вот здесь у китайских производителей оборудования уже есть серьезные позиции. Требования к техпроцессам другие: часто нужна высокая селективность, глубокое анизотропное травление кремния или работа с толстыми пленками. И здесь местные компании могут предложить очень конкурентное решение — дешевле на 30-40%, с открытыми рецептами и быстрой адаптацией.

Был у меня опыт внедрения китайской однокамерной установки для травления глубоких отверстий в кремнии (DSiE) для MEMS. Из коробки она не тянула спецификации по профилю. Но инженеры приехали, за две недели перебрали систему вакуумной откачки, доработали программный алгоритм управления мощностью RF на разных этапах. В итоге вышли на нужные параметры. Западный вендор в такой ситуации просто сказал бы: ?Это не scope поставки, закажите upgrade за дополнительные деньги?. Разный подход.

Еще один момент — материалы для сухого травления. Газовые смеси, мишени для распыления. Здесь прогресс заметен невооруженным глазом. Пять лет назад мы закупали специализированные газовые смеси (например, с C4F8, C4F6) только у Air Liquide или Linde. Сейчас доля местных поставщиков, которые научились доводить чистоту до 99.999% и стабильно ее держать, на некоторых производствах достигает 50%. Это снижает операционные риски и издержки.

Проблемы, которые не решаются быстро

Сырье и компоненты. Самый больной вопрос. RF-генераторы высокой мощности, высокоточные масс-контроллеры MFC, вакуумные насосы — сердце любой установки. Здесь зависимость от импорта, особенно от японских и американских брендов, все еще критическая. Санкции и ограничения доступа больно бьют по возможности собирать конечный продукт. Видел, как целый проект по созданию кластерной системы встал на полгода из-за задержки поставки одного типа клапана от одного конкретного японского производителя.

Вторая проблема — системная интеграция и софт. Сделать надежную камеру — полдела. Заставить ее стабильно работать в составе кластера с модулями PVD, CVD, обеспечивая высочайший уровень контроля частиц и воспроизводимости, — задача на порядок сложнее. Программное обеспечение для управления процессом (Recipe Management, Fault Detection) — это отдельная вселенная, где отставание еще значительное. Часто вижу гибридные решения: ?железо? свое, а система управления и MES-интеграция — лицензионная, от тайваньских или немецких компаний.

И третье — кадры. Опытных process engineers, которые ?нюхали? плазму десять лет и понимают физико-химию на уровне интуиции, все еще мало. Их переманивают между местными чемпионами, и они не успевают вырастить полноценную школу. Молодые инженеры сильны в теории и симуляциях, но связь между моделью и реальным поведением плазмы в камере приходит только с годами и десятками испорченных пластин.

Кейс: неожиданная ниша — ремонт и модернизация

Это, пожалуй, самый неочевидный, но очень жирный сегмент, где китайские компании стали реальными лидерами. На тысячах фабрик по всему миру, особенно по производству дисплеев и солнечных элементов, работают старые установки сухого травления от тех же Applied Materials или Ulvac. Оригинальный производитель давно снял их с поддержки, запчастей нет.

Вот здесь в игру вступают компании вроде упомянутой ООО Далянь Синьцзиян Индустрия. Имея сборочный цех в 2000 м2 и парк станков с ЧПУ, они не просто делают запчасти ?по образцу?. Они предлагают полноценный апгрейд: замена устаревшей системы управления на современную панель с сенсорным экраном и русскоязычным интерфейсом (что критично для СНГ), интеграция новых масс-контроллеров, переделка системы охлаждения. Фактически, продлевают жизнь оборудованию на 5-7 лет с улучшением параметров. Для многих заводов это экономически единственно возможный путь. На их сайте xinjiyangongye.ru в разделе ?Услуги? это прямо прослеживается — упор на инжиниринг и изготовление под заказ.

Лично участвовал в таком проекте по модернизации старой установки для травления ITO. Замена катода и блока питания, плюс новый софт для контроля процесса, позволили не только восстановить производительность, но и снизить расход дорогостоящего газа на 15%. Заказчик из Татарстана был в восторге. Западный вендор даже не стал бы рассматривать такой ?ремонит?.

Так лидер или нет? Вместо выводов

Если говорить о абсолютном технологическом лидерстве в самых передовых узлах для 3 нм чипов — нет, не лидер. Здесь доминируют исторические игроки с колоссальным багажом IP и опытом. Но если рассматривать сухое травление как широкий рынок, включающий power, MEMS, дисплеи, фотовольтаику, а также огромный сегмент сервиса, модернизации и производства критических компонентов — то да, Китай уже не догоняющий, а один из ключевых игроков, а в некоторых нишах — безусловный лидер по доступности и гибкости решений.

Их сила — не в прорыве на острие, а в создании полной, глубокой экосистемы. От производства специальных сталей для камер и высокочистых газов до инжиниринговых компаний, которые могут ?залатать? любой процессный разрыв. Это и есть настоящая промышленная мощь. Когда видишь, как на площадке в Даляне или Сучжоу собирают установку из своих компонентов, пусть и для ?не самых модных? применений, понимаешь, что вопрос из заголовка уже не имеет однозначного ответа ?да? или ?нет?. Реальность всегда сложнее и интереснее.

Так что, когда в следующий раз услышите про ?лидерство в сухом травлении?, уточните — в каком именно. Ответ может сильно удивить.