什么是大马士革电镀？安集科技国产替代进程与技术突破解析

当芯片制造进入130纳米以下制程，传统的铝互连工艺再也无法满足高性能计算对集成度和可靠性的严苛要求时，大马士革电镀工艺以其独特的铜互连技术成为了半导体制造的关键突破。安集科技作为国内半导体材料领域的**企业，已经完成了应用于集成电路制造及先进封装领域的电镀液及添加剂产品系列平台的搭建，正在积极推进大马士革电镀工艺的国产替代进程。那么，什么是大马士革电镀工艺？安集科技又该如何突破技术壁垒，实现这一关键技术的国产化替代？

一、大马士革工艺原理：铜互连的技术革命

大马士革电镀工艺是半导体制造领域的一项颠覆性技术，它彻底改变了传统金属互连的方式，为高性能芯片的制造奠定了基础。

工艺原理基于镶嵌式结构。与传统先沉积金属再刻蚀图形的工艺不同，大马士革工艺先通过刻蚀技术在介质层中形成图形化的沟槽和通孔，然后通过电镀工艺填充铜金属，*后通过化学机械抛光去除多余的铜，形成平整的互连结构。

技术优势明显。铜的电阻率比铝低约40%，能够显著降低互联阻抗，减少信号延迟和功耗。这对于高性能计算芯片尤为重要，因为互连延迟已经成为制约芯片性能的关键因素。

工艺复杂性要求高。大马士革工艺涉及多个精密步骤，包括扩散阻挡层和籽晶层的沉积、电镀填充、以及化学机械抛光等。每个步骤都需要**控制，任何偏差都可能影响*终的互连质量和芯片性能。

应用范围广泛。大马士革铜互连工艺在8英寸以上晶圆、130nm以下芯片制造中得到广泛应用，已经成为现代半导体制造的标准工艺。

二、技术挑战：从实验室到量产的距离

实现大马士革电镀工艺的国产替代面临多重技术挑战，需要突破材料、工艺和设备的多重壁垒。

添加剂配方是关键难点。电镀液中的添加剂包括加速剂、抑制剂和整平剂，它们通过复杂的相互作用实现"由下而上"的填充效果，避免产生空洞和缺陷。这些添加剂的配方和比例需要**优化，才能确保完美的沟槽填充。

工艺窗口狭窄。大马士革电镀对工艺参数极其敏感，温度、电流密度、搅拌条件等参数的微小变化都可能影响填充效果。这要求电镀液具有宽广的工艺窗口，能够适应生产环境中的波动。

可靠性要求**。芯片制造对电镀层的质量要求极为苛刻，需要确保电镀层具有良好的结晶质量、低应力和高可靠性。任何缺陷都可能导致芯片早期失效，造成巨大的损失。

验证周期漫长。半导体材料在上线使用前需要经过长周期的测试论证，包括工艺验证、可靠性测试和量产验证等环节。这个过程通常需要2-3年时间，形成了很高的进入壁垒。

三、安集科技的突破：技术平台与产业化进展

安集科技通过持续的技术投入和平台化建设，在大马士革电镀领域取得了显著进展，为国产替代奠定了基础。

平台化建设已完成。公司已经完成了应用于集成电路制造及先进封装领域的电镀液及添加剂产品系列平台的搭建，覆盖了大马士革工艺铜电镀液及添加剂、硅通孔(TSV)电镀液及添加剂等多个产品类别。

本地化生产顺利推进。2024年度，电镀液本地化的生产供应进展顺利，持续上量。这为大规模量产和市场推广提供了供应链保障。

验证工作按计划进行。集成电路大马士革电镀、硅通孔电镀、先进封装锡银电镀开发及验证按计划进行。公司已经建立了具有较强竞争优势的研发和供应能力，正在积极推进与客户的合作。

技术团队实力雄厚。公司拥有**化的研发团队，包括来自全球**企业和科研机构的技术专家。这支团队具备深厚的技术积累和丰富的产业化经验，为技术突破提供了人才保障。

四、国产替代路径：从追赶到引领的战略规划

大马士革电镀工艺的国产替代需要遵循科学的路径，从技术突破到市场应用，逐步实现从追赶到引领的转变。

技术积累阶段是基础。安集科技首先在技术难度相对较低的封装电镀领域取得突破，积累了丰富的经验和技术储备，为进军更高难度的前道制造电镀奠定了基础。

客户验证是关键。半导体材料的验证周期长，需要与客户紧密合作，逐步推进产品验证和上线使用。安集科技已经与多个主要客户建立了合作关系，正在按照客户的节奏积极推进验证工作。

产能建设是保障。随着验证的推进和市场的拓展，需要相应的产能来满足市场需求。安集科技正在积极推进产能建设，确保能够及时满足客户的量产需求。

生态构建是延伸。大马士革电镀涉及多个环节和材料，需要与设备厂商、晶圆厂等产业链各方紧密合作，共同构建完整的产业生态。

五、应用前景：从传统芯片到新兴领域

大马士革电镀技术不仅在传统芯片制造中具有重要地位，在新兴领域也展现出广阔的应用前景。

逻辑芯片持续演进。随着逻辑芯片技术节点的不断进步，互连层数不断增加，对大马士革电镀技术提出了更高要求。14纳米技术节点的逻辑芯片制造工艺所要求的CMP工艺步骤数将由180纳米技术节点的10次增加到20次以上，而7纳米及以下技术节点的逻辑芯片制造工艺所要求的CMP工艺步骤数甚至超过30次。

存储芯片需求增长。随着由2D NAND向3D NAND演进的技术变革，CMP工艺步骤数近乎翻倍，带动了钨抛光液及其他抛光液需求的持续快速增长。这对与大马士革工艺配套的电镀液和抛光液都带来了新的需求。

先进封装拓展空间。先进封装技术的应用使CMP从集成电路前道制造环节走向后道封装环节，在如硅通孔（TSV）、混合键合（Hybrid Bonding）等工艺中得到广泛应用。这为大马士革电镀技术提供了新的应用场景。

第三代半导体新兴机遇。碳化硅（SiC）等第三代半导体材料的兴起，为电镀技术带来了新的机遇和挑战。安集科技已经开始布局相关领域，碳化硅抛光液进入客户测试阶段，2025年有望抢占20%市场份额。

六、实施建议：成功替代的关键要素

基于安集科技的经验，成功实现大马士革电镀工艺的国产替代需要关注几个关键要素。

技术创新是核心。必须持续加大研发投入，突破关键核心技术，形成自主知识产权。安集科技2024年研发费用3.33亿元，占营收18.13%，组建了110人的技术团队，其中含26名博士，聚焦纳米材料合成与工艺适配。

质量控制是生命。半导体材料对质量的要求**，需要建立严格的质量管理体系，确保产品的一致性和稳定性。安集科技长期维持55%-58%的毛利率，显著高于国内同行，这反映了其产品的质量优势和竞争力。

客户合作是关键。需要与客户建立紧密的合作关系，深入理解客户需求，提供定制化的解决方案。安集科技已与中芯**、长江存储等头部客户深度绑定，采购占比超70%。

供应链安全是保障。需要加强核心原材料的自主可控，确保供应链的安全和稳定。安集科技正在通过自研高纯度氧化铈磨料等关键原材料，降低对进口的依赖，粒径误差<5%，纯度比进口产品高2个数量级，降低生产成本15%。

七、未来展望：从国产替代到全球竞争

大马士革电镀工艺的国产替代只是起点，*终目标是在全球市场上具备竞争力，成为全球半导体材料领域的重要参与者。

技术**是目标。安集科技不仅追求国产替代，更致力于技术创新和**。公司正在开发EUV光刻配套抛光液等高端产品，适配14nm以下制程，进入中芯**验证阶段。

市场拓展是路径。在巩固国内市场的同时，积极拓展**市场，提升全球市场份额。安集科技计划到2025年将海外营收占比提升至20%，正在加速导入台积电供应链。

产品多元化是策略。从单一产品向多元化产品发展，为客户提供一站式解决方案。安集科技已经形成了"抛光液+湿化学品+电镀液"全平台布局，2024年经营评分91分居国内半导体材料行业**。

全球布局是必然。随着全球半导体产业链的重构，需要进行全球布局，贴近客户和市场。安集科技始终坚持"立足中国、面向全球"的战略目标，在海外继续进行人才团队建设、本地化实验室和硬件投入，逐步务实落地。

个人观点：

大马士革电镀工艺的国产替代代表了中国半导体材料产业的技术进步和自主创新能力的提升。这不仅仅是单个技术的突破，更是整个产业生态的完善和升级。

值得注意的是，国产替代不是*终目标，而是发展的必经阶段。真正的目标是形成具有全球竞争力的技术创新能力和产业生态，能够在全球市场上与**巨头同台竞争，甚至在某些领域实现引领。

另一个关键洞察是，技术创新需要与市场需求紧密结合。安集科技的成功不仅在于技术突破，更在于能够准确把握市场需求，为客户提供有价值的解决方案。这种市场导向的创新模式值得整个行业借鉴。

**数据视角：

根据TECHCET数据，2024年全球半导体电镀化学品市场规模约为10.8亿美元，2025年预计增长10%至11.9亿美元。这种增长反映了电镀技术在半导体制造中的重要性不断提升。

从国产化率来看，中国CMP抛光材料市场的国产化率目前仅15%，但预计到2025年，抛光液的国产化率有望从30%提升至50%。这种快速的国产替代进程为大马士革电镀工艺的国产化提供了有利环境。

根据安集科技的规划，到2026年公司营收预计达到28-32亿元，2028年进一步增长至45-50亿元，2029年达到60-65亿元。这种增长预期反映了公司对包括大马士革电镀在内的各项业务发展的信心。