美国人工智能研究公司OpenAI发布的ChatGPT聊天机器人,其在推出后的几周内就风靡全球。作为现象级产品,ChatGPT可以应用于零售、金融、教育、媒体、游戏开发等多个行业,赋能多元应用。

巨大的应用价值,让ChatGPT引发了新一轮全球人工智能竞赛.多国、多行业瞄准新兴产业发力,这一趋势也带动了人工智能芯片爆发式增长。有业内资深人士表示,未来大模型有望成为AI技术领域重要的生产工具,这将对AI芯片在训练和推理等环节支撑大量数据高效处理提出新的挑战,芯片算力、存储容量、带宽、软件栈等多个维度上的技术要求将提高,并创造出可观的AI芯片增量市场空间。

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据了解,微软、谷歌等硅谷大厂对AI芯片的需求快速飙升。根据亿欧智库数据,预计AI芯片国内市场规模将于2025年达到1780亿元,2022-2025年CAGR将达到27.9%。

快速飙升的AI芯片需求,也对作为半导体产业链重要一环的超纯水行业带去巨大影响。一方面,人工智能芯片需求快速增长,扩大了对超纯水的市场需求。另一方面,AI芯片体积更小,制程更为先进,对超纯水纯度的要求更高。超纯水制备企业须加快工艺进步,迎接人工智能芯片爆发式增长带来的重大机遇和挑战。

AI芯片,制程工艺更精益对水质要求更高

为保证品质,芯片生产过程中,大量工序需要超纯水清洗,清洗步骤占据了整个芯片生产总步骤的三分之一。在工艺节点不断推进的前提下,为了降低颗粒物污染、提高良率,需要继续增加清洗步骤。比如在80~60nm的工艺制程中,清洗工艺约有100个步骤,而当工艺节点到20nm以下时,清洗步骤增加至200道以上。至于5nm节点就需要更多步骤,随着半导体工艺节点的缩小,整个清洗步骤次数约以15%的速度增加。

人工智能芯片中边缘AI芯片体积非常小,如IBM去年发布首款7nm AI芯片,苹果新一代A15仿生芯片采用5nm工艺技术,AI算力达11TOPS。三星将为Ambarella代工汽车AI芯片,采用5nm制程工艺。随着AI芯片的工艺制程越发精细缜密,对超纯水的纯度要求也不断提升。

目前,我国国家电子级水(高纯水)标准将“高纯水”分为四个等级,分别为电阻率18MΩ·cm以上、15MΩ·cm、12MΩ·cm、0.5MΩ·cm。美国ATSM根据超纯水电阻率18.3MΩ·cm的理论极限值,将18.1MΩ·cm以上的超纯水用水标准再细化为四个细分等级,成为当前电子和半导体行业常规参考的用水要求。

超纯水的指标要求越高,背后的制备工艺也越为繁复,对超纯水系统的要求也更为严苛。随着以AI芯片为代表的大算力芯片逐渐成为市场主流,超纯水制备企业的准入门槛也会越来越高。

高频科技超纯水工艺,助力AI半导体产业“芯”未来

作为产业链上的重要一环,高频科技也积极探索,以先进超纯水工艺推动AI半导体产业发展。高频科技专注于芯片、显示等半导体高端制造业二十多年,为半导体高端制造等行业客户,提供领先的超纯水与循环再生解决方案及装备。高频科技的超纯水系统,涉及超过18项专业处理工艺环节、8次增压提升,融合了物理、化学、光化学、机械、空气动力学、流体力学等多项学科,严格控制水中的颗粒物、阴阳离子、特殊离子、TOC(总有机碳)、微生物、溶解气体等等,保证产水水质接近绝对纯度,电导率无限接近 18.24MΩ 的理论极限值,其纯度可达 99.9999999999%(PPT 级别——万亿分之一),为AI芯片生产保驾护航。

高频科技基于多年的半导体水系统经验积累,目前已经完全掌握了先进半导体制程需要使用的超纯水生产的全部核心工艺,特别是在PPB级别的TOC,溶解氧去除,以及PPT级别的硼、硅等特殊物质的去除方面有自己的成熟经验,通过技术把控和工程实践,从工艺层面帮助客户提升超纯水使用效率,满足AI芯片等高端半导体生产对超纯水纯度的更高要求。

依托大批自有优秀半导体水系统专家的资深经验,高频科技还创立了标准化运维服务专家模型,可以为半导体企业量身定制一体化专家级水系统运维服务体系,满足客户全周期运维需求。规范管理、降本增效,通过智能化、数字化运维让客户感到更加省事和舒心。

半导体高端领域竞争离不开超纯水工艺的技术性突破。今年尤为“出圈”的ChatGPT掀起的人工智能热潮,为半导体产业发展注入新动能,或将为超纯水行业带去巨大市场机遇。新一轮科技创新周期开启,以高频科技为代表的超纯水工艺技术企业砺戈秣马,做好了迎接大考的准备。