Keramik-CMP-Poliertechnologie: Entwicklung und Struktur der Präzisionsbearbeitung
Vor dem Hintergrund des Upgrades der High-End-Herstellung auf „ultimative Präzision“ befindet sich die Branche des chemisch-mechanischen Polierens (CMP) von Keramik in einer kritischen Phase von „Präzisionsdurchbruch, Szenarioerweiterung und technologischer Umstrukturierung“, wobei ihre Entwicklung tief mit den Anforderungen fortgeschrittener Branchen verknüpft ist.
Derzeit hat sich das
Keramik-CMP von einem Halbleiterunterstützungsprozess auf Bereiche wie Neue Energie und Luft- und Raumfahrt ausgeweitet:
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Im Halbleitersektor erfordern keramische Verpackungssubstrate für Prozesse unter 3nm eine Oberflächenrauheit Ra ≤ 0,05, was ein jährliches Wachstum von 18% der damit verbundenen Verarbeitungsdienste direkt antreibt;
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Im Luft- und Raumfahrtbereich müssen keramische Bauteile ein Ra ＜ 0,03 erreichen;
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Im Neue-Energie-Sektor hat die Anwendung keramischer Isolatoren ein jährliches Wachstum von über 25% der Nachfrage nach mittel- und hochwertigem CMP bewirkt.
Allerdings weist die Branche immer noch Schwachstellen auf: Die Lokalisierungsrate hochwertiger Polierslurries liegt unter 28%, die Prozessparameter sind von experimentellen Daten abhängig, und es fehlt an systematischen theoretischen Modellen.
Technisch zeigt sich eine dreidimensionale Modernisierung:
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In Bezug auf Präzision hat der Verbundprozess aus „chemischer Vorkorrosion + mechanischer Mikroschleifung“ für harte Keramiken wie Siliciumcarbid im Labor eine atomare Bearbeitung von ≤ 0,1nm erreicht;
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In Bezug auf Intelligenz optimieren maschinelle Lernsysteme für CMP dynamisch, indem sie 12 Parameter erfassen, wodurch die Ausbeute von 89% auf 97,5% steigt und der Verbrauch von Verbrauchsmaterialien um 30% reduziert wird;
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Bei der grünen Transformation haben fluorfreie Polierslurries die Korrosivität um 60% reduziert und eine Rückgewinnungsrate von 85% erreicht, und die Penetrationsrate abbaubarer Polierpads bei führenden Unternehmen hat 30% erreicht.
In Bezug auf die industrielle Struktur erreichte das globale Keramik-CMP-Marktvolumen 2024 8,62 Milliarden US-Dollar, wobei Halbleiter und Neue Energie jeweils 52% und 27% ausmachten. Der Inlandsmarktanteil chinesischer Unternehmen ist von 15% im Jahr 2020 auf 41,2% gestiegen, aber der Hoch-End-Bereich der Halbleiterverpackung wird immer noch von ausländischen Unternehmen dominiert (68%).
In den nächsten 3-5 Jahren wird die Branche sich in Richtung „individualisierte Prozesse + Quermaterialkompatibilität“ entwickeln, spezielle Prozesspakete für neue Keramiken entwickeln und eine integrierte Polierung von Verbundbauteilen wie Keramik und Metall realisieren.
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