Fujifilm đẩy mạnh mảng vật liệu bán dẫn

Fujifilm xây dựng mảng vật liệu bán dẫn như trụ cột tăng trưởng mới

Tetsuya Iwasaki, Giám đốc điều hành kiêm Tổng giám đốc Bộ phận Vật liệu điện tử của Fujifilm, cho biết: Công ty đang tái cơ cấu và củng cố mạnh mẽ mảng kinh doanh vật liệu bán dẫn. Trọng tâm là hai nhóm sản phẩm chính: vật liệu mài mòn dùng trong đánh bóng bề mặt tấm silicon, thường gọi là bùn CMP, và chất cản quang còn gọi là vật liệu cảm quang.

Đây là những vật liệu được dùng trong nhiều công đoạn chế tạo chip, từ khâu tạo mạch trên bề mặt tấm silicon cho tới khâu hoàn thiện đóng gói. Fujifilm đặt mục tiêu biến mảng vật liệu bán dẫn thành trụ cột tăng trưởng song song với mảng thiết bị y tế, phấn đấu tăng gấp đôi doanh thu hiện nay lên khoảng 500 tỉ yên vào năm 2030.

Tetsuya Iwasaki, Tổng giám đốc điều hành kiêm Tổng giám đốc Bộ phận Vật liệu điện tử tại Fujifilm-Ảnh: Nikkei Crosstech

Theo ông Iwasaki, Fujifilm muốn trở thành nhà cung cấp “một điểm dừng” cho khách hàng trong ngành bán dẫn. Thay vì chỉ bán từng loại hóa chất đơn lẻ, công ty hướng đến cung cấp trọn gói vật liệu cho cả giai đoạn xử lý ở mặt trước tấm silicon, thường gọi là front end hay quy trình trên wafer, và giai đoạn lắp ráp, đóng gói chip, gọi là back end.

Ở phần front end, Fujifilm đã có danh mục sản phẩm phủ hầu hết các công đoạn như chất cản quang cho bước phơi sáng, hóa chất dùng để tráng phủ, bùn đánh bóng để làm phẳng bề mặt và các dung dịch tẩy rửa chuyên dụng. Khi cung cấp được chuỗi sản phẩm liên hoàn như vậy, công ty có thể cùng khách hàng tối ưu toàn bộ quy trình, thay vì chỉ từng khâu riêng lẻ.

Đây cũng là nền tảng để Fujifilm mở rộng sang các thị trường đang lên như Ấn Độ. Doanh nghiệp đang chuẩn bị kế hoạch sản xuất tại Ấn Độ và phát triển mạng lưới khách hàng với tầm nhìn toàn cầu, coi đây là thị trường tăng trưởng trong trung và dài hạn.

Trong lĩnh vực chất cản quang, đại diện Fujifilm cho biết công ty không chỉ tập trung vào những công nghệ mới như in bằng tia cực tím cường độ rất cao, gọi là EUV, hay in nano, mà còn tiếp tục đầu tư cho các thế hệ vật liệu đã quen thuộc trong ngành như ArF, viết tắt của argon florua, và KrF, viết tắt của krypton florua. Chất cản quang là lớp vật liệu mỏng được phủ lên bề mặt tấm silicon, sau đó được chiếu sáng để “vẽ” mạch điện.

Tùy tính chất hóa học, có loại chất cản quang mà vùng bị chiếu sáng sẽ bị rửa trôi đi, cũng có loại ngược lại là vùng bị chiếu sáng sẽ bám lại trên bề mặt. Fujifilm được đánh giá là nổi trội trong nhóm vật liệu thuộc loại “chống âm”, tức những vùng tiếp xúc với ánh sáng vẫn tồn tại sau khi rửa. Các loại vật liệu này hiện gần như được sử dụng rộng rãi trong các quy trình cần độ chính xác cao.

Song song với chất cản quang, bùn CMP cũng là một trong những mũi nhọn quan trọng. CMP là công đoạn đánh bóng hóa cơ, kết hợp hóa chất và lực mài cơ học để làm phẳng bề mặt tấm silicon sau mỗi lần tạo lớp mạch mới. Bùn CMP là hỗn hợp gồm hạt mài rất nhỏ và hóa chất, giúp bề mặt kim loại như đồng được mài đều, không bị xước sâu nhưng vẫn đủ phẳng để in lớp mạch tiếp theo.

Fujifilm hiện nắm thị phần lớn trong các loại bùn CMP dùng cho dây đồng, công nghệ đang được sử dụng rộng rãi trong các chip tiên tiến. Ngoài ra, công ty còn cung cấp các hóa chất tẩy rửa sau đánh bóng giúp loại bỏ cặn bẩn mà không làm hư hại cấu trúc tinh vi trên bề mặt.

Cuộc đua vật liệu trong kỷ nguyên chip 2 nanomet

Ông Iwasaki cho rằng khi công nghệ thu nhỏ chip đã tiến tới ngưỡng 2 nanomet, tức kích thước của các linh kiện trên chip chỉ vào khoảng hai phần tỉ mét, việc tiếp tục cải thiện chỉ dựa vào máy móc là không còn đủ. Trước đây, nhiều thách thức của ngành được giải quyết bằng cách đầu tư vào những hệ thống thiết bị mới, ví dụ máy chiếu quang sử dụng tia cực tím cường độ rất cao EUV.

Tuy nhiên, ở giai đoạn hiện tại, bản thân vật liệu đang trở thành yếu tố quyết định. Nếu không có thế hệ vật liệu mới có khả năng chịu nhiệt tốt hơn, phản ứng nhanh hơn và ổn định hơn, các mẫu thiết bị hiện đại cũng khó phát huy hết tiềm năng.

Từ góc nhìn của Fujifilm, vật liệu bán dẫn đang nắm giữ chìa khóa cho làn sóng đổi mới tiếp theo của ngành. Những cải tiến ở cấp độ vật liệu như cấu trúc hạt mài, công thức hóa chất tẩy rửa, độ nhạy và độ bền của chất cản quang có thể giúp nâng cao độ phân giải của mạch, giảm lỗi trong sản xuất và tăng tỷ lệ sản phẩm đạt chuẩn. Điều này trực tiếp tác động tới chi phí, công suất và chất lượng của các nhà máy sản xuất chip.

Việc một doanh nghiệp có nền tảng lâu năm trong lĩnh vực phim ảnh và thiết bị y tế như Fujifilm chuyển hướng mạnh sang vật liệu bán dẫn cho thấy ranh giới giữa các ngành công nghệ đang mờ dần. Kinh nghiệm về hóa chất, vật liệu phủ mỏng và xử lý bề mặt được tích lũy từ trước đang trở thành lợi thế khi tham gia chuỗi cung ứng bán dẫn toàn cầu. Với mục tiêu doanh thu 500 tỉ yên trong vài năm tới và chiến lược mở rộng sản xuất sang những thị trường mới, Fujifilm kỳ vọng sẽ góp phần định hình giai đoạn “thời điểm của vật liệu” trong ngành công nghiệp chip.

Nguyễn Tuyết