颇尔新加坡工厂投产：支持亚太地区先进芯片制造

受生成式AI、高性能计算、5G、自动驾驶等新兴应用的强劲需求牵引，芯片制造工艺持续向微缩化方向演进。例如，半导体IP龙头Arm正积极推进3纳米物理设计技术，AI芯片巨头英伟达和AMD的下一代GPU芯片也瞄准3纳米制程，晶圆代工巨头台积电和三星则马不停蹄地攻坚2纳米和1纳米工艺节点，竞相抢购下一代High-NA EUV光刻机。

然而，芯片制造工艺的突破并非一蹴而就，仅凭光刻机技术突破是不够的，互联、散热、新材料、新封装等方面都亟待攻克。因此，先进工艺芯片的制造需要整个产业链的共同努力和支持。

在这个背景下，我们要探讨的是一个细分领域——过滤器在芯片制造中的重要性。 随着半导体器件特征尺寸的减小，芯片制造的过程将极为严苛，可以说“整个过程容不得一粒杂质或污染物”。芯片制造所用的水、化学品、溶剂和气体都需要达到千万亿分之一的纯度水平。因此，能否确保水、化学品、溶剂和气体不含有亚微米或纳米级颗粒、金属、离子和有机污染物等等，显得至关重要。这就需要过滤器来“层层把关”。

近日，全球领先的过滤、分离和纯化解决方案专家颇尔公司(Pall Corporation) 宣布，其位于新加坡的新工厂将于今年正式投入运营！该工厂总投资1.5亿美元，新增Litho光刻和WET湿法化学两条重要产品线，将为亚太地区先进工艺节点的逻辑和存储芯片制造提供强有力的支持。 新加坡工厂将作为颇尔亚太地区客户的区域枢纽，满足日益增长的亚太尤其是中国地区的快速增长，预计第三季度即可向中国客户交付产品。

芯片制造中的“过滤”之道

芯片制造被视为最复杂和最精细的工业过程之一。一个芯片的制造需要经过晶圆加工、氧化、光刻、刻蚀、薄膜沉积、互连、测试和封装等主要步骤。在芯片生产多个流程中，过滤器都扮演着不可或缺的角色。尤其在光刻和湿法化学工艺中，过滤器的作用尤为重要。

光刻技术作为半导体制造工艺中的关键步骤，其重要性早已经不言而喻。在芯片光刻流程当中，第一步就是涂光刻胶。如下图所示。光刻胶是将光学图案转移到半导体晶圆上的关键材料，其纯净度直接影响光刻工艺的成败。光刻胶中的微小颗粒和杂质不仅会导致图案转移的缺陷，还可能引发生产设备的损耗和停机。因此，需要使用高效过滤器来去除光刻胶中的杂质，确保生产过程的高效和可靠。

芯片制造光刻流程

颇尔新加坡工厂中新增的光刻胶litho产品线，拥有多样滤膜材质，可以帮助去除光刻胶配方中所用原材料中的颗粒和金属离子，如聚合物，树脂，溶剂等。 据悉，颇尔HDPE（高密度聚乙烯）过滤器可以达到亚1纳米的高精度，实现高洁净度，能够有效去除微小颗粒和杂质；Nylon 6,6过滤器可达2纳米的高精度，此外还有高非对称性和大流量的特点，其独特的极性使其能够有效吸附凝胶；Ionkleen过滤器专门用于去除溶剂等材料中的金属离子，以确保生产过程的高纯净度。同时，这些高精度的颗粒过滤器在光刻胶合成后还可进一步对颗粒过滤，以满足不同维度的过滤需求。

湿法刻蚀和湿法清洗工艺在如今的芯片制造中重要性也在凸显。随着3D堆叠和Chiplet等复杂芯片设计的兴起，这些芯片通常由多层结构组成（例如3D NAND更是达到了上百层），每层都需要通过湿法刻蚀来形成特定的图案和结构。因此，每增加一层都需要进行一次刻蚀。而每个制造步骤后，晶圆表面可能会残留微小颗粒、金属离子、有机物和其他污染物，在每个主要工艺步骤（如光刻、刻蚀、沉积、掺杂等）之间，湿法清洗是必不可少的步骤，以确保晶圆表面洁净，防止交叉污染。

由于湿法刻蚀和湿法清洗在不同工艺阶段多次使用，每次使用的化学品纯度直接影响芯片制造的质量。在湿电子化学品领域，颇尔拥有两大主要产品系列，分别是XpressKleen系列PTFE过滤器和HAPAS聚芳砜过滤器。 XpressKleen系列PTFE过滤器的过滤精度可达2纳米，具有高洁净度和高兼容性。HAPAS聚芳砜过滤器具有高非对称性和高流量特点，过滤精度同样可达2纳米，但成本远低于同精度的PTFE产品，因此在高精度和成本效益之间提供了更优的选择。这些过滤器从膜制备到最终产品，全部由颇尔公司自主研发和生产，品质可靠有保障。

此外，芯片制造过程还需要气体和化学机械抛光（CMP）研磨液的纯度。在这方面，颇尔的Gaskleen产线非常适合用于集成气体输送系统，并且易于在安装基板上进行检修和更换，可用于多种接口，包括通过C型密封和W型密封连接的接口。

化学机械抛光使用的研磨液如果含有微小颗粒，将严重影响抛光效果和晶圆表面的平整度。颇尔所生产的Profile II熔喷滤芯，能够覆盖0.3um及以上精度范围的CMP研磨液过滤，提供10寸、20寸不同尺寸、不同端口的形式，能够满足多样化CMP生产需求。

总体而言，为了实现最佳芯片性能和能源效率，半导体芯片必须以最高纯度制造，尤其是在汽车和医疗设备等新应用中，这些潜在缺陷所造成的安全隐患可能代价高昂。高效的过滤技术不仅可以确保芯片制造工艺的质量和可靠性，还可以减少对生产设备的损耗，降低生产成本，为最终芯片制造的成功保驾护航。

中国制造业蓬勃发展，颇尔做好坚实后盾

近年来，中国制造业以惊人的速度蓬勃发展，成为全球制造业的重要一环。颇尔新加坡厂的落成，彰显了对中国制造业市场的坚定信心和深切关注。

据中国半导体行业协会集成电路分会理事长、中国集成电路创新联盟副理事长兼秘书长叶甜春先生在第26届集成电路制造年会暨供应链创新发展大会(CICD)上的演讲报告中指出，从2008年到2023年，中国集成电路制造业销售额增长了9.86倍，2023年中国集成电路制造业的规模达到3875亿元。

在晶圆制造领域，中国晶圆制造业主要企业营收总和不断增长，内资企业的数量和占比不断增长，外资企业的数量虽然也呈现增长趋势，但是占比逐渐下降，表明中国集成电路制造业竞争格局正在发生变化。

当下，中国集成电路正迎制造和工艺突破发展之际 ，颇尔公司始终致力于为中国客户提供高质量、高性能的过滤器解决方案。与此同时，中国已成为颇尔在全球高速增长的一个区域，颇尔微电子事业部更是在过去五年中取得了迅猛的增长。

颇尔能够在中国市场取得如此骄人的成绩，离不开其几十年来持续深耕中国市场的战略布局和不懈努力。

早在上世纪90年代，颇尔中国的北京工厂就已经开始扎根中国，1994年，颇尔北京工厂作为一个生产基地在马驹桥投产。

2004年，北京工厂搬迁至亦庄并扩大了生产规模，引入了日本的滤壳制造标准，在业内享有非常高端的滤壳加工水平，并逐步增加了过滤器滤芯产品的制造。

2020年，颇尔正式宣布Gas应用产品在北京投入生产，将美国工厂的产线复制到北京，实现供应链的稳定性，更好地服务中国本地的客户。

2023年，北京工厂增加投产Gas应用顶部安装式的过滤器Gaskleen产线，并新增CMP产线，扩充了产品类别以满足多样化的市场需求。

凭借其产品的一致性、可靠性、过程控制和高质量的优势，颇尔的过滤器产品赢得了广大中国客户的信赖。协同颇尔北京工厂和新落成的新加坡工厂，两大制造基地将共同为中国集成电路产业发展提供强有力的后方支持。

写在最后

在全球芯片竞争如此激烈、地缘政治影响日益深远的当下，颇尔公司于新加坡新建工厂的投产，犹如一剂强心针，将为亚太尤其是中国地区提供更加稳定可靠的供应链保障。 这座耗资约1.5亿美元的工厂，是颇尔坚定亚太市场扩张的强有力证明。随着两条光刻胶和湿法重要过滤器产线的落成，颇尔在亚太地区的四大产品线项目产能将得到大幅提升，供应链也将迎来全面升级。

几十年来的持续投入和蓬勃发展，彰显了颇尔对中国市场的坚定承诺。 随着中国芯片制造工艺的不断进步，颇尔高效的过滤技术将发挥更加关键的作用，凭借着深厚的技术积累和卓越的产品优势，颇尔将继续深耕中国市场，助力中国芯片产业迈向更高水平。

热招职位

上海/华东区域均可Senior Technical SpecialistSenior Sales Engineer- OEM北京/上海均可：Technical Manager上海/北京/深圳/广州均可：Senior Sales Engineer- Facility

投递简历至邮箱：lynn.liu@danaher.com

巧妙结合集成光子芯片，新加坡国立大学研发生物识别保护技术

随着 5G 移动网络的部署和物联网的进步，数据呈指数级增长。云计算作为一种可公开访问的服务，允许用户以可扩展且经济高效的方式使用海量数据处理功能和存储功能，因而在过去十年中迅速普及。

云端共享的大量重要敏感信息给数据安全提出了新挑战。在过去，数据安全问题使用由高级加密标准（Advanced Encryption Standard，AES）或 RSA algorithm 等加密算法生成的数字密钥来解决。但是，储存在非易失性存储器中的数字密钥容易受到物理攻击和侧通道攻击。

此外，随着量子计算的快速发展，数字密钥也受到潜在的量子计算所带来的超强计算能力的挑战。尽管基于物理不可克隆函数 (Physical Unclonable Functions，PUF) 的硬件和量子通信是潜在的解决方案，但它们要么价格昂贵，要么处于起步阶段，限制了它们的普及性。

一些大型公司与机构在不久的将来，或许有能力使用 PUF 硬件与基于量子通信的数据传输，但普通消费者距离这些技术可能还有一定的距离。从这个角度看，生物识别基于每个人的特征，是每个人生而获得且易使用的。除了易于使用之外，生物特征信息是独特的、永久的、几乎不可预测的，且难以模仿的。

生物识别分为生理生物识别（例如人脸、指纹）和行为生物识别（例如按键习惯、签名）。其中，生理生物识别占主导地位。它常采用照相机，利用空间维度和强度维度来记录用户特征。为了提高用户舒适度和便利性，研究界正在通过微型化固态半导体换能器和开发有机换能器，将传统的刚性固态照相机转变为可穿戴柔性照相机。

然而，由于拍摄了用户照片，基于照相机的生理生物识别会引发隐私问题。此外，基于照相机的生理生物识别需要密集的像素点阵列以高分辨率捕获空间信息，从而导致高成本和高功耗。相比之下，行为生物识别技术涉及的隐私问题较少。同时，在行为生物识别中，时间维度取代了空间维度。

例如，具有 4096 个数据点的生理生物特征信息的图像帧需要使用 64 × 64 的像素点阵列。然而，具有相同数量数据点的行为生物特征信息可以仅使用一个检测器，通过在大约 4 秒内以 1kHz 采样率提供。

因此，行为生物识别技术可以提供一种更私密、更具成本效益和更节能的方法。除了在可穿戴和柔性传感器开发方面取得的最新进展之外，深度学习已逐渐被用于行为生物识别，以实现更高的准确性。

尽管有这些优势，但行为生物特征信息会导致云通信中的通信延迟较长，因为记录行为生物特征信息通常需要几秒钟。因此，需要一种能够以直接、简便和低功耗的方式在光通信中复用行为生物特征信息和数字信息的技术，以在提高数据安全性的同时保持传输的流畅性。

将摩擦电技术和纳米光子技术相结合，或可为由生物识别保护的云通信构建高带宽、低成本和可穿戴/灵活的接口提供不可或缺的解决方案。摩擦电换能器可以作为获取行为生物特征信息的优越设备，因为摩擦电换能器可以通过接触带电和静电感应的耦合效应在机械刺激下输出自生电信号。

同时，摩擦电换能器已展示出多种工作模式、高可扩展性、良好的耐磨性、广泛的材料可用性和低成本。另一方面，基于二阶非线性（即 Pockels 效应）的非线性纳米光子器件可以成为高速光通信基础设施中的标准组件。

理论上，由于尺寸差异，非线性纳米光子器件的阻抗比摩擦电换能器的阻抗高几个数量级。这表明协同摩擦电/光子接口可以在不需要外部电路或电源的情况下，将摩擦电换能器产生的电压几乎全部加载到非线性纳米光子器件上，从而对包含在电压信号中生物特征信息进行电光转换。

同时，由于频率差异大，加载进光域中的低频生物特征信息不会影响原本就在光域中的传输高频数字信息。因此，生物特征信息和高频数字信息的复用可能在光通信基础设施中实现。然而，将摩擦电技术与纳米光子技术相结合的研究目前尚不广泛。这阻碍了它们针对生物识别保护的云通信应用的进一步探索。

近日，新加坡国立大学智能传感和微机电系统中心的李正国（Lee Chengkuo）教授和团队攻克了上述难题。

1 月 19 日，相关论文以《深度学习增强摩擦电/光子协同接口实现生物测量保护的光通信》（Biometrics-protected optical communication enabled by deep learning–enhanced triboelectric/photonic synergistic interface）为题，发表在 Science Advances 上。

图 | 李正国（来源：李正国）

在该工作中，研究人员报告了一种基于当前高速通信基础设施的生物识别保护技术，它是一种低成本、易于访问且无处不在的用户与云之间安全通信的解决方案。该系统的最大特点是它包含一个协同摩擦电/光子接口。

图 | 相关论文（来源：Science Advances）

在接口中，柔性摩擦电器件提供生物识别扫描仪功能，氮化铝光芯片提供生物识别信息-光信息多路复用功能。在用户交互时，接口将生物特征信息加载到光域中，并通过摩擦电和纳米光子学之间的协同效应，以自我可持续的方式复用生物特征信息和数字信息。多路复用后的数字信号，被封装在一个生物特征信封中，从而可消除通信延迟、并能提高传输信息的复杂性。

在云端，可以使用快速傅里叶变换滤波器分离高频数字信息和低频生物特征信息。在深度学习的帮助下，无论生物信息的数据类型（电、光或解复用光）如何，都可以实现生物特征识别，以超过 95% 的准确度识别 15 个用户 （或以 90% 的准确度识别 23 个用户）。此外，该工作还展示了云虚拟现实中的文档交换和智能家居控制，以证明所提出系统的实用性。

巧妙结合集成光子芯片和摩擦电技术

从 2010 年以来，该团队一直持续关注集成光子芯片的进展、以及摩擦电技术的进展，并在两个领域都有进行方方面面的深入研究。

从表面来看，两个领域的差异很大，无论是从研究内容、研究对象、或是研究目的来看都是如此。关于两个领域的有机结合的最初的想法是在 2018 年年中。

（来源：Science Advances）

当时，该团队意识到了摩擦电器件的本质输出特征：高输出电压，低输出电流，同时也意识到了氮化铝光子芯片的调制特征：高调制电压，低调制电流。

这样的输出特征和调制特征正好匹配。同时，因为两种器件的尺寸差异，摩擦电器件的阻抗比氮化铝光调制器小几个量级，所以摩擦电电压信号可以几乎无损地加载到氮化铝器件上以实现高效整合和信号传递。

基于这些理论分析，该团队猜测二者的有机结合很有可行性。对此，他们进行了一系列研究，基本证实上述猜想，也验证了摩擦电器件能很有效地通过氮化铝调制器、在没有任何外加器件或信号处理器的情况下直接进行光调制，同时也证明氮化铝调制器可为摩擦电器件的高电压读取提供简便高效的平台。

（来源：Science Advances）

研究到这里，尽管证明了两者的关联性和互补性，但是高速光通信的特点还没有被利用起来。同时，加载了摩擦电信号后是否会影响光芯片的基本功能（高速通信）也依然未知。

对此，该团队最早的设想是构建一个系统，先传输由摩擦电信号产生的生物识别信息，再传输文档信息。这类似于统计时分复用中的用户标识信息与文档信息。研究过程中他们意识到，通过对氮化铝调制器的特殊设计，可成功实现低频生物识别信息和高频文档信息的复用，这样既节约带宽，又提高了传输信号的复杂性。

连接加速光子神经网络，以实现高效边缘计算

该团队表示：“我们提出的系统是对低成本、易于访问、但同时具有高安全性的云通信架构的尝试。我们希望它可以成为一种普适的解决方案，无论是大型机构还是普通的个人都可以使用。它有可能通过各种光学多路复用的方法集成众多传感器，支持基于深度学习的多传感器数据融合，并直接连接加速光子神经网络以实现高效边缘计算。这可以实现更安全、更准确、算力更强的系统，以支持云通信在 5G 和物联网时代的应用。”

对于研究中比较难忘的事情，其表示：“我们所提出的系统的可行性主要基于两个前提，一是在将由摩擦电器件产生的生物特征信息加载到光域的过程中，不会引起原本就在光线中传输的光信号的遗失，否则复用不可行；二是文档信息和生物特征信息在复用后能被成功解复用，从而各自成功读取。”

（来源：Science Advances）

为实现第一个前提，该团队探究了大量氮化铝调制器，并作以系统化研究和测试，最终找到了符合第一个前提的最佳参数。因此，当看见原始光信号不会因为加载生物特征信息而遗失时，是一个特殊的时刻。针对第二个前提的实现，其也尝试了许多解复用方法，最终发现通过云端软件使用傅里叶变换进行解复用是高效快捷的办法。因此，当看见文档信息和生物特征信息被成功解复用，是这项研究中第二个有意义的时刻。

（来源：Science Advances）

由于目前所使用的的氮化铝光芯片的 Pockels 系数较小，限制了电光转换的灵敏度，使得系统只能记录由剧烈的人体运动产生的大电压行为生物特征信号。其他具有较大 Pockels 系数的光子材料，如铌酸锂或钛酸钡可用于捕获细微的电压信号，从而记录细微的人体运动（如讲话产生的声压或眼睛运动），并降低摩擦电生物识别扫描仪的尺寸。

此外，当前系统的数据传输速度受限于微控制器单元的带宽。然而，使用更快的数据采集系统甚至潜在的全光模数转换器，可以充分发挥光传输的高速优势。例如，当前使用波分复用的光信息比特率已可以超过 400Gbps。

因此，下一步该团队的研究计划主要包含两个方面，一方面是通过提高光芯片的灵敏度使系统能适用于更多样化的行为生物信息，另一方面是通过优化通信零部件推进系统的数据传输频率。

-End-

参考：1、Dong, B., Zhang, Z., Shi, Q., Wei, J., Ma, Y., Xiao, Z., & Lee, C. (2022). Biometrics-protected optical communication enabled by deep learning–enhanced triboelectric/photonic synergistic interface. Science Advances, 8(3), eabl9874.

相关问答

智极芯是哪国的?

美国1、高通详细介绍:高通是目前全球芯片企业中知名度最高的,也是应用最广泛的,国内许多企业都有与其合作,相关的电子产品也都应用了它的芯片,比如小米...

世界集成电路制造企业?

1、高通Qualcomm高通创立于1985年,总部设于美国加利福尼亚州圣迭戈市,33,000多名员工遍布全球。2、安华高科技安华高科技(AvagoTechnologies)是...美国AMD....

世界手机芯片排行榜?

现在可以说,半导体芯片产业是信息技术产业群的核心和基础,是信息技术的重要保障。随着半导体芯片产业的快速发展,世界上有各种半导体晶圆制造、封闭的芯片制造...

上海长川科技怎么样?

长川科技公司前景还可以。长川科技股份有限公司成立于2008年4月,是一家集成电路封测设备研发、生产和销售的高新技术企业。公司总部位于杭州市滨江区,设有日...

台积电市值超3000亿美元，成为全球芯片行业第一，你怎么看?

台积电市值超3000亿美元,成为全球芯片行业第一,截止12月20日收盘,台积电市值为3004亿美元。3000亿美元约合21000亿元人民币,目前亚洲科技企业中只有阿里巴巴...

芯片几个国家能制造?

能生产芯片的国家非常多,只是芯片功能的强弱和芯片产业链的完整程度以及自主研发能力的强弱不同而已。主要芯片生产国,包括美国,中国,韩国,日本,英国,德...

安华高科技公司是哪个国家?

安华高科技(AvagoTechnologies)公司是新加坡一家设计和开发模拟半导体,定制芯片,射频和微波器件产品的公司,公司联合总部位于加利福尼亚州圣何塞和新加坡。...

红板科技有限公司主要生产什么?

红板科技有限公司主要生产高精度、高密度的多层线路板。这些电路板广泛应用于通讯、电脑、仪表、汽车、家电及数控机床等高科技电子领域。一些知名的国内外品...

esp2866是哪个公司的芯片?

esp2866是乐鑫科技公司的芯片。乐鑫科技公司是一家全球化的无晶圆厂半导体公司,成立于2008年,总部位于中国上海,在大中华地区、新加坡、印度、捷克和巴西都...

黑芝麻智能科技怎么样?

黑芝麻智能是行业领先的车规级自动驾驶计算芯片和平台研发企业,专注于大算力计算芯片与平台等技术领域的高科技研发,能够提供完整的自动驾驶、车路协同解决方...