（转载）钨时代终结！全球首台钼原子层沉积设备亮相，2nm芯片成本直降30%

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2025年5月17日，全球最大半导体设备商泛林集团（Lam Research）宣布，其研发的ALTUS Halo钼原子层沉积设备已交付三星电子和SK海力士。

这台价值3000万美元的“钼打印机”，能在指甲盖大小的芯片上精准铺设1纳米宽的钼导线，速度比传统钨工艺快8倍，直接推动3D NAND闪存成本下降30%。

在三星位于韩国平泽的晶圆厂里，工程师们正用二氯二氧化钼（MoO₂Cl₂）黄色粉末打印芯片线路。

这种材料在650℃高温下分解出的钼原子，能以97%的覆盖率填满比头发丝细4万倍的沟槽。

相比传统钨工艺，钼导线电阻降低55%，芯片运行速度提升18%，功耗下降25%。

关键的是，钼工艺无需氟化物阻挡层，制造步骤从15道缩减至9道。

美光科技测试数据显示，采用钼金属化的3D NAND芯片，存储密度从每平方毫米1.5Gb跃升至3.2Gb，I/O带宽突破3200MT/s。

湖南奕嘉新材的车间里，纯度达99.9999%的二氯二氧化钼晶体正在装车。 这种每公斤售价1.2万美元的黄色粉末，2024年全球出货量暴涨400%，中国厂商占据65%市场份额。

韩国半导体研究院报告显示，一块300mm晶圆需要消耗2.3克钼前驱体，而中国企业的生产成本比美国低47%。

在江苏南通，纯铭新材的六羰基钼生产线正24小时运转。 该材料用于制造芯片接触电极，可使DRAM延迟时间从15ns降至9ns。

日本东曹株式会社被迫将同类产品降价22%，但仍丢失了台积电3nm订单的40%份额。

泛林集团的ALTUS Halo设备采用革命性四站模块设计：第一站用氩气轰击晶圆表面，第二站沉积钼原子，第三站氮化处理增强导电性，第四站激光抛光消除缺陷。

这套系统能在40:1深宽比的沟槽中，以0.02纳米精度逐层堆叠钼原子。

三星工程师透露，该设备使3D NAND堆叠层数突破500层大关，单位容量成本降至0.03美元/GB。

相比之下，采用传统钨工艺的英特尔144层3D NAND，良率仍卡在78%难以突破。

在韩国科学技术院的实验室里，钼薄膜电阻率已做到12.9μΩ·cm，接近纯钼块材的5.3μΩ·cm。

研究人员通过交替沉积钼和氮化钼薄层，将工艺温度从650℃降至600℃，同时表面粗糙度控制在0.56nm以内。

这项技术让芯片寿命延长3倍，漏电流减少82%。

更惊人的是MoS₂（二硫化钼）的应用。 这种厚度仅0.65纳米的二维材料，正在取代硅基晶体管。

瑞士洛桑联邦理工学院试制的辉钼矿芯片，待机功耗仅为硅芯片的十万分之一，柔性可折叠特性让其能直接贴附在皮肤表面。

虽然中国占据钼前驱体市场主导地位，但关键设备仍受制于人。

泛林集团对华禁售ALTUS Halo设备，中微半导体紧急启动的钼沉积设备项目，目前只能做到28nm工艺。

知情人士透露，长江存储最新232层3D NAND产线，仍依赖ASML的钼沉积模块。

日本昭和电工趁机抬价，将六羰基钼报价提高至1.8万美元/公斤。

中国半导体材料联盟秘书长指出：“这相当于用1公斤钼粉换3部iPhone 16，我们必须实现从粉末到设备的全链突破。 ”

在西安航天发动机厂的陈列室里，1965年生产的钼合金火箭喷管仍在闪光。 这种熔点高达2620℃的金属，曾撑起中国航天事业的脊梁。

六十年后，0.12克钼粉正在华为Mate 60的麒麟9010芯片里，承担每秒15万亿次运算的信号传输重任。

全球半导体协会预测，2025年钼在芯片材料中的渗透率将达23%，市场规模突破48亿美元。 当台积电宣布2nm制程全面采用钼互连时，华尔街分析师感叹：“这不是材料替代，而是一场芯片心脏移植手术。 ”

在台积电南科18厂，0.33NA EUV光刻机正在雕刻12纳米间距的钼导线。 这些宽度仅1.2纳米的线路，相当于把人类头发丝纵向劈成6万条。

工程师必须控制钼原子沉积速率在每秒0.7层，过快会导致孔洞，过慢则产生晶界缺陷。

更严峻的挑战来自热管理。 3nm芯片运行时，钼导线局部温度可达520℃，是钨导线的1.8倍。 中科院研发的氮化钼/石墨烯复合散热膜，成功将热点温度降低至280℃，这项技术已用于长江存储最新企业级SSD。

虽然钼在实验室表现优异，但量产仍面临三大拦路虎：前驱体输送稳定性、沉积均匀性、设备兼容性。

ASM公司开发的Emer沉积平台，通过六温区精密控温，将二氯二氧化钼粉末的蒸气压波动控制在±0.5%，这项突破使3D NAND量产良率突破92%。

在材料纯度方面，中国企业的六氯化钨杂质含量已做到0.3ppb级，比国际标准严格10倍。

这种堪比“在西湖里找一粒盐”的纯度，让长鑫存储的DRAM延迟时间缩短至8ns，超越美光同类产品。

全球最大钼矿——河南栾川钼业，正将30%产能转向半导体级钼粉生产。

其新建的电子级氧化钼生产线，纯度达到99.99999%，每公斤售价堪比黄金。

智利国家铜业公司紧急重启封存二十年的钼伴生矿，但仍难填补每年1.2万吨的供应缺口。

在这场变革中，老牌钨企面临生死考验。 日本东芝材料关闭了3条钨化学气相沉积生产线，2000名员工转岗至碳化硅部门。

行业分析师预测：“未来五年，全球钨在半导体领域的用量将暴跌75%，钼的时代才刚刚开始。 ”

在湖南奕嘉新材的检测中心，质检员正用激光光谱仪扫描二氯二氧化钼晶体。

这批即将发往日月光封测厂的货物，氯离子残留量控制在0.8ppm以下，达到车规级芯片标准。 公司董事长透露：“我们已突破7nm工艺用钼前驱体技术，正在攻克5nm壁垒。 ”

全球半导体材料格局正在重塑。

当三星电子宣布2026年全面淘汰钨工艺时，泛林集团CEO感叹：“这场材料革命的速度，比我们预想的快了整整两代工艺。 ”

而在地球另一端的洛阳钼业车间，全自动生产线正以每秒300颗的速度，生产着改变世界的黄色晶体。

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