2026.10.09 | AC | Materials | HBM4 Cleaning Fluids & Domestic ABF Film
原标题:HBM4 迭代驱动清洗液需求爆发,国产 ABF 膜迎商业化拐点
摘要
·HBM4/4E 堆叠层数、TSV 深宽比提升,传统清洗液因表面张力无法渗透,四丁基氟化铵基清洗液成为必要选择。·HBM 采用逐层堆叠、逐层清洗工艺,清洗液消耗量随层数线性增长。·该产品目前为独家供应,核心壁垒在于高深宽比下的腐蚀控制,预计竞对 5 年内难以实现技术突破。
以下内容来自资深行业专家:
Q&A
四丁基氟化铵在半导体制造中,尤其是在HBM这类需要垂直堆叠的场景中,具体应用于哪些环节和技术节点?
四丁基氟化铵,其CAS号为87749-50-6,主要用作清洗液。在半导体领域,它特别适用于HBM(高带宽存储器)的制造过程,尤其是从HBM3E到HBM4及HBM4E的迭代产品中。随着人工智能算法和相关产业的发展,这类高端芯片的需求旺盛。具体应用场景是针对高深宽比(Aspect Ratio, AR)的硅通孔清洗,通常要求深宽比达到30:1。在这种高深宽比的结构中,该清洗液能够有效清洗残留的光刻胶或聚合物。
HBM3与HBM3E在清洗工艺上有何不同?为何HBM3E及后续产品需要使用四丁基氟化铵基的清洗液?
HBM3及更早的产品通常采用传统的有机极性溶剂加胺类物质进行清洗。其堆叠层数较少,硅通孔的深宽比大约在8:1。在这种深度下,传统清洗液尚能有效渗透。然而,从HBM3E开始,随着堆叠层数的增加(例如从8层或12层),通孔深度也随之增加,导致传统清洗液因表面张力较大而难以渗透至通孔底部进行有效清洗。四丁基氟化铵基清洗液能够降低表面张力,确保药液可以顺利灌入并清洗高深宽比的通孔,因此成为HBM3E及之后更高堆叠层数产品的必要选择。
HBM的堆叠清洗工艺是逐层进行还是在整体堆叠完成后进行?不同厂商的技术路线是否一致?
HBM的清洗工艺是在每堆叠完一层后就进行一次清洗,因此堆叠的层数越多,清洗液的消耗量也越大。目前,这已成为行业主流的技术路线,包括国内的合肥长鑫,以及三星、海力士、美光等主要厂商均采用这种逐层堆叠、逐层清洗的工艺。
HBM4及HBM4E的技术进展?
HBM3的主流堆叠层数是8层或12层,例如合肥长鑫的HBM3产品即为12层。而海力士正在研发的HBM4,其堆叠层数将达到16层,这是通过TSV技术实现的。
公司在四丁基氟化铵产品上与哪些客户进行了合作与验证?
公司目前正在与无锡海力士进行该产品的测试与验证。
预计2027年供应给海力士的2000多吨清洗液,主要面向其哪些工厂?
这2000多吨的供应量主要面向海力士在中国的工厂,其中无锡工厂是主要部分,大连工厂也占一部分。三星在西安的工厂主要生产闪存,不涉及此类HBM业务。从全球产能布局来看,海力士的主要HBM产能在韩国本土,主要供应欧美市场;中国大陆的产能则主要面向国内市场。
海力士韩国本土工厂的HBM清洗液主要由哪些供应商提供?
海力士在韩国本土工厂使用的同类清洗液,主要由韩国东进世美肯(Dongjin Semichem)直接从其发源工厂进行供应。
对于海力士无锡和大连工厂,明年(2027年)预估的2000吨用量是否包含了其全部产能?另外,这款产品目前是否有其他供应商?
这2000吨的用量是基于对无锡海力士和大连海力士的评估,但并未包含其全部产能,实际需求量远大于此。目前,这款产品为独家供应。
市场传闻YCC等公司也在尝试开发同类产品,目前进展如何?该产品的核心技术壁垒是什么?
其他厂商确实有意向开发,客户通常会与多家供应商进行接触和测试,以寻找最成熟的方案。不过,目前尚未听说有其他厂商达成特别合作意向。该产品的核心技术难点在于清洗工艺窗口的控制、清洗后残留物的控制以及对其他材料层的腐蚀控制。尤其是在高深宽比结构中,既要有效清洗,又不能损伤其他层,如氮化层及铜互连等金属层。例如,对铜腐蚀率的控制要求极其严格,具体指标约为一纳米每分钟,换算后相当于十亿分之一米每分钟,这是一个非常严苛的要求。
其他厂商开发这款产品的难度有多大,预计需要多长时间才能实现技术突破?
预计其他厂商在五年内难以成功开发出同类产品。该产品的研发需要深厚的技术积淀,特别是在稳定剂、促进剂以及高深宽比结构清洗液方面需要有相关经验。对于从零开始的厂商而言,研发周期会非常长。
在2026年8月底验证通过之前,海力士的12层HBM3产品使用的是何种清洗方案?为何要切换到当前这款新产品?
在此之前,海力士的12层HBM3(8到12层堆叠)产品使用的是三菱供应的清洗液,其主要体系是极性溶剂加环状胺类物质,不含季铵氟化物。尽管旧方案可以用于12层堆叠产品,但良率相对较低。切换至新产品的主要原因是其能够带来更高的良率和更低的成本,从而提升产品的性价比。此次切换也考虑到了三菱可能存在的供应链不稳定风险,以及基于此前与韩系供应商的合作基础。目前来看,三菱在这一代新产品上已经落后。
明年(2027年)为海力士国内工厂供应2000吨的计划是否确定?今年(2026年)的月供应量是多少?
实际供应量可能会有一定波动。今年的供应计划是从每月六七十吨开始,因为客户目前也正在进行4E产品的试产和供货。此处的供应量仅指国内部分。
在产能扩张方面是否存在瓶颈?对生产场地的要求高吗?
产能扩张不存在问题。现有产线仅为长白班运行,若需求提升,通过实行三班倒制度即可轻松将产能提升一倍。在场地要求方面,配料区需要千级洁净区,而灌装区的要求更高,需要达到百级洁净室标准。建设一年1,000吨的产能大约只需要200平方米的厂房,包含DPU也足够。因此,产能扩张相对容易,核心壁垒在于配方开发。
客户通常会寻求多家供应商以保障供应链安全,如何看待潜在的竞争格局?
尽管客户会出于供应链安全考虑而评估第二供应商,并进行一些验证测试,但这通常是在生产不繁忙时进行的备份工作,不一定会转为实际采购。目前韩系供应商的供应是充足的。要成为第二供应商,首先需要解决产品本身的技术问题,并且考虑到已有的商务合作关系,切换或引入新供应商的测试流程相当复杂。
明年(2027年)预计的用量,是客户将所有旧的清洗液都替换为新产品,还是仅部分替换?
不会全部替换。客户在生产HBM3等原有产品时,仍会继续使用以前的清洗方案,因为没有厂商愿意为已成熟的产线增加不必要的成本。新产品主要用于新一代工艺。
四丁基氟化铵的原材料是什么,主要从哪家供应商采购?
四丁基氟化铵的原材料主要从肯特采购。肯特是一家于2025年4月上市的公司,其主营产品包括四丁基氟化铵和TMAH,目前正致力于电子化学品领域的国产化发展。肯特具备从源头开始的全合成能力。
肯特既然具备四丁基氟化铵的全合成能力,为何不直接向下游客户(如斯迪克)销售,而是通过公司进行复配?另外,清洗液与四丁基氟化铵各自的售价以及在配方中的价值量占比是怎样的?
清洗液(例如SD4和SDE)的售价约为20万元/吨,其中四丁基氟化铵在复配配方中的重量占比约为8%至10%。因此,每吨清洗液大约需要100公斤的四丁基氟化铵。从价值量来看,四丁基氟化铵在清洗液成本中的占比约为10%多,未来可能会下降。供应商之所以不直接销售给终端客户,是因为清洗液是复配产品,单一原料无法满足全部性能要求,保留复配环节才能体现产品的技术壁垒和竞争力。
目前国内工厂是否已经开始向肯特采购四丁基氟化铵用于产品测试或生产?韩国总部的采购策略是否相同?
国内工厂在产品测试等环节已经大量使用肯特的产品。选择国内供应商主要是基于其产品性能和一定的性价比优势。韩国总部的供应链体系则不同,会从其他供应商处采购。
除了后清洗液,还有哪些产品被认为具有较高的增长潜力?
CMP抛光液和后清洗液是未来两个较好的增长点。此外,ABF膜(产品名为NBF)是目前最具价值潜力的产品。味之素在中国大陆的ABF膜市场年销售额约为45亿至50亿元。目前NBF产品已在一些头部的封测公司进行测试且结果良好,公司有计划进行投产。另外,先进封装相关的光刻胶和湿电子化学品也具备发展潜力。
ABF膜主要面向国内哪些客户和应用场景?其价格和技术壁垒如何?
ABF膜目前主要面向国内的封测厂商,如华天科技、长电科技等。其核心应用是在芯片与PCB板之间起到承载和软连接的作用,通过铜互联等工艺实现电气连接。该产品按面积销售,价格约为每平米三至四千元。技术壁垒较高,目前全球市场主要由日本的味之素主导。公司的NBF产品经过多年研发已取得成功,未来市场前景广阔。
ABF膜在芯片封装和载板上的应用有何不同?目前主要拓展的是哪个领域的客户?
ABF膜在芯片封装和载板上都有应用,但用途略有不同。在芯片封装中,它用于芯片与PCB板之间的连接。在载板领域的应用,则存在不同的业务模式,例如一些载板企业会将使用了ABF膜的半成品直接提供给芯片企业用于封装,这可以看作是一个反向的流程。目前,产品主要还是供给封测厂商使用,未来会考虑向载板等其他应用领域拓展。
中国大陆与台湾地区的ABF膜市场规模对比如何?
根据现有资料,中国大陆的ABF膜市场规模大于台湾地区。大陆市场规模约为每年45亿至50亿元,而台湾市场的规模大约在10亿至15亿元。尽管台积电、日月光等厂商用量很大,且载板龙头企业多集中在台湾,但从统计口径来看,大陆市场的整体规模更大。
ABF膜的技术难点和供应链风险体现在哪些方面?
ABF膜的技术壁垒非常高,尤其是在面临断供风险时,建立二元化供应体系至关重要。与从零开始研发湿电子化学品不同,ABF膜的制造难度极大。它通常是三层结构,包含保护层、承载层和中间的功能膜层,中间膜层的制造工艺复杂,通过涂布等方式实现,非常难以复制。