DISCO：世界級封測設(shè)備巨頭

DISCO是一家日本公司，其核心競爭力是將制造的半導(dǎo)體硅片研磨成更薄的硅片，然后將其切割成die，然后組裝成電子產(chǎn)品。他們的公司座右銘是 Kiru, Kezuru, Migaku，意思是切割、研磨和拋光。DISCO 在晶圓研磨機(jī)、砂輪、晶圓切割鋸、激光鋸和表面平坦化的生產(chǎn)中占有領(lǐng)先的市場份額。

這些業(yè)務(wù)使 DISCO 在 2021 年獲得了近20億美元的收入。我們將深入研究 DISCO 制造的主要半導(dǎo)體工藝工具。

在深入探討這些主題之前，讓我們簡要介紹一下公司的歷史以及他們獨(dú)特的文化。在專注于半導(dǎo)體之前，DISCO 被稱為 Dai-Ichi Seitosho CO。他們只是在開始出口到美國后才重新命名，以方便發(fā)音。它們是用于各種產(chǎn)品的重點(diǎn)砂輪，但當(dāng)他們生產(chǎn)出用于研磨 C 形磁鐵的薄 (1.2mm) 高精度刀片時(shí)，它們確實(shí)達(dá)到了目標(biāo)。隨著他們的進(jìn)步，他們發(fā)明了樹脂刀片，將硬質(zhì)材料封裝在超薄（0.13mm）樹脂內(nèi)。這些用于切割鋼筆筆尖。

DISCO 繼續(xù)制造越來越薄的砂輪，使用 40 微米厚的砂輪 MICRON-CUT。許多設(shè)備制造商和工業(yè)公司開始將損壞歸咎于 DISCO，因?yàn)楣ぞ邿o法適應(yīng)這些超薄砂輪。正因?yàn)槿绱?，DISCO開始設(shè)計(jì)自己的設(shè)備。DISCO工具甚至被用來切割阿波羅11號帶回的月球巖石！

在 70 年代，DISCO 通過生產(chǎn)自動劃線機(jī)和切割鋸進(jìn)入半導(dǎo)體行業(yè)。在 1977 年的 Semicon 會議上，DISCO 開發(fā)并展示了他們的 DAD-2H 切割鋸。他們在停止和重新啟動鋸時(shí)遇到了切割輪斷裂的問題，因此 DISCO 團(tuán)隊(duì)決定讓他們的鋸和切割輪在整個(gè)為期數(shù)天的展會期間永不關(guān)閉。顯然，在 1977 年的展會上，DISCO在半導(dǎo)體用戶中風(fēng)靡一時(shí)。

盡管是一家老牌日本公司，但公司文化卻并非如此。它們非常高效，并且專注于質(zhì)量和吞吐量。他們可能擁有世界上最獨(dú)特的企業(yè)文化。讓我們談?wù)勊侨绾萎a(chǎn)生的。

DISCO：一切都有價(jià)格

DISCO 面臨許多大型和老牌公司都面臨的問題。大把的時(shí)間被浪費(fèi)在一次又一次的會議上。每一個(gè)決定都必須涉及數(shù)十名員工。沒有創(chuàng)新空間，員工將大量時(shí)間浪費(fèi)在不必要的行動上。官僚主義扼殺了公司的命脈。與此同時(shí)，整個(gè)組織的溝通不暢，因?yàn)閱T工越來越專注于他們的利基市場，以至于他們錯(cuò)過了總體戰(zhàn)略。那些致力于產(chǎn)品和管理的具體細(xì)節(jié)的人之間有太多的層次。

解決方案非常奇怪，坦率地說很酷。有一種內(nèi)部虛擬貨幣被創(chuàng)建，稱為“ Will ”。這種貨幣被用作補(bǔ)償系統(tǒng)來跟蹤每個(gè)人和團(tuán)隊(duì)對收入的貢獻(xiàn)。工人獲得基本工資和獎金，獎金取決于他們完成任務(wù)所獲得的收入。小組互相付費(fèi)以完成任務(wù)。銷售團(tuán)隊(duì)付錢給工廠工人生產(chǎn)商品，而后者又付錢給工程師設(shè)計(jì)產(chǎn)品。一旦完成銷售，它就會產(chǎn)生一定數(shù)量的意愿，并傳遞給供應(yīng)鏈中的每個(gè)人，包括人力資源和 IT 支持人員。

當(dāng)集團(tuán)老板將集團(tuán)的一部分預(yù)算分配給他們必須完成的每項(xiàng)任務(wù)時(shí)，普通員工將獲得虛擬貨幣。然后團(tuán)隊(duì)成員使用應(yīng)用程序競標(biāo)這些工作。不吸引任何投標(biāo)的任務(wù)通常被證明是不必要的工作。濫用或?yàn)E用該系統(tǒng)的經(jīng)理已被他們的員工拋棄，他們可以自由地轉(zhuǎn)移到其他團(tuán)隊(duì)。

在 DISCO，一切都有價(jià)格，從會議室、辦公桌和個(gè)人電腦到放置雨傘的地方。個(gè)人幾乎是一個(gè)人的創(chuàng)業(yè)公司！

這種自由使員工能夠塑造自己的一天，專注于自己的時(shí)間和努力的價(jià)值。在人們并肩工作的環(huán)境中，鐵桿自由市場方法的無情被沖淡了。

另外，他們還有對低效行為有懲罰制度，包括堆積不必要的庫存甚至加班。自 2015 年實(shí)施處罰以來，加班時(shí)間減少了 9%，這與日本政府改善工作與生活平衡的目標(biāo)一致。

該計(jì)劃的成功不容小覷。DISCO 的營業(yè)利潤率從實(shí)施前的 16% 上升到最近一年的 36%。此外，他們也獲得了一些份額。

DISCO：涉及芯片制造全過程

DISCO產(chǎn)品用于芯片制造的整個(gè)過程。錠是生長和切割然后研磨下來的。在硅片切割之前，硅片的背面被磨掉。晶圓被切割，芯片被封裝在大尺寸封裝上，切割成單個(gè)單元。這些步驟中的每一個(gè)都有更多的復(fù)雜性。

如圖瑣事，DISCO研磨機(jī)陣容根據(jù)硅片的產(chǎn)量變化很大。對于比鉆石更硬的碳化硅等特殊材料，也有不同的工具。材料處理非常重要，具體取決于每個(gè)材料的厚度。主要研磨后，一些用例需要使用研磨機(jī)/拋光機(jī)以使表面更均勻。此外，還有表面刨床。他們通常使用金剛石鉆頭來部分去除桂皮哪的一部分。DISCO 也銷售 CMP 工具，但與占據(jù)大部分市場份額的應(yīng)用材料和占據(jù)大部分剩余市場的 EBARA 相比，它們的份額非常低。

隨著先進(jìn)封裝（尤其是混合鍵合）的興起，減薄應(yīng)用市場正在飆升。

切割鋸和刀片是 DISCO 的另一項(xiàng)主要業(yè)務(wù)。根據(jù)所需的自動化水平和吞吐量，還有各種工具。還有各種各樣的刀片類型。一般來說，有 4 種主要類型的刀片位于曲線中不同點(diǎn)的剛度、刀片壽命和切削能力。鋸子，就像砂輪一樣，會磨損，必須半定期更換。對于DISCO來說，這是一個(gè)很好的消耗品業(yè)務(wù)。

在許多情況下，您不只是用物理刀片研磨然后鋸。上面這張幻燈片，展示了一些先進(jìn)的細(xì)化技術(shù)。研磨前切塊是很常見的。該戰(zhàn)片直觀地展示了它，但在翻轉(zhuǎn)和研磨之前，晶圓被部分切割。當(dāng)磨穿發(fā)生時(shí)，它會遇到部分切割并且硅片分裂成裸片。該過程包括 5 種 DISCO 工具 + 多種消耗品（例如鋸、砂輪和膠帶層壓板）的生命周期。

切割不僅是用鋸子完成的。它也可以用激光來完成。這稱為隱形切割。在這里，我們將介紹“street”的概念。street是die之間的區(qū)域。隨著芯片尺寸變小，street占用的加工硅晶圓面積會變得不成比例地增大。超小芯片尺寸必須應(yīng)對成本預(yù)算的消耗。因此，鋸變得非常低效。這就是隱形切割的用武之地。激光可以處理大小幾乎為 0 的street。會有一些浪費(fèi)，但寬度會大大減小，因此可以增加每個(gè)晶圓的裸片數(shù)量。

隱形和等離子切割目前主要用于特殊工藝，尤其是 MEMS，或者具有極小的裸片尺寸。隨著即將到來的 3nm 節(jié)點(diǎn)和先進(jìn)封裝的出現(xiàn)，晶圓成本飆升，我們可以看到隱形切割進(jìn)入前沿邏輯芯片。激光通常聚焦在頂層下方的晶圓部分。它也可以用來在晶片上開槽，然后用等離子切割。將激光切割帶入其他工藝存在一些擔(dān)憂，因?yàn)榧す鈺?dǎo)致分層和與街道相關(guān)的金屬問題。鋸還有其他問題，切割芯片可能會導(dǎo)致金屬被拖到street上而造成損壞。

Taiko 工藝是一項(xiàng)非常有趣的創(chuàng)新。與其研磨整個(gè)硅片，然后不得不使用臨時(shí)載體作為結(jié)構(gòu)支撐，砂輪只研磨內(nèi)部，留下全厚度的外環(huán)。有一些用于消除應(yīng)力的蝕刻工藝。之后是通孔、凸塊、分立器件、背面金屬化和晶圓級探針卡測試的高級集成。用激光切割整個(gè)厚度的環(huán)，并將最終組件切割成用于包裝的模具。

原則上，激光剝離工具看起來與 SOITEC 使用其Smart Cut SiC技術(shù)所做的非常相似。激光剝離顯示在藍(lán)寶石襯底上，但單獨(dú)的外延層的轉(zhuǎn)移是類似的?？赡苁?SOITEC 使用了 DISCO 的工具，但他們在 PR 中沒有提到用于升空的激光器。

由于與硅相比，這里的磨削和切割更為復(fù)雜，DISCO 幾乎鎖定了功率半導(dǎo)體市場。來源：半導(dǎo)體行業(yè)觀察

審核編輯 ：李倩