Драгоценные металлы в полупроводниках включают металлы платиновой группы, такие как иридий, родий и рутений. Хотя они используются в микросхемах в ничтожно малых количествах, их ценность значительно превышает ценность золота. К 2025 году 3-нм процесс TSMC будет использовать в три раза больше компонентов отражателей на основе иридия, чем 5-нм процесс, при этом на один чип будет расходоваться до 0,8 грамма иридиевого порошка. Эти драгоценные металлы в полупроводниках присутствуют в значительных количествах в отходах. Компания DONGSHENG Precious Metals Recycling увеличила степень извлечения с 80% до 99,5% благодаря технологиям биовыщелачивания и плазменной плавки. На миллион 7-нм микросхем образуется около 1,2 тонны отходов целевого материала, содержащего иридий, что обеспечивает стабильный источник сырья для предприятий по переработке печатных плат .
Полупроводниковая промышленность опирается на множество драгоценных металлов, каждый из которых обладает уникальными свойствами. Иридий широко используется в производстве высокотехнологичных микросхем, в частности, в качестве компонента отражающих зеркал и высокотемпературных покрытий. Родий в основном применяется в электродах и каталитических материалах, при этом цены на родий на LME стабилизируются около 18 000 долларов за унцию. Рутений , появляющийся в качестве альтернативы медным межсоединениям, демонстрирует исключительную производительность в передовых процессах. Его использование устраняет необходимость в проектировании барьерного слоя, сокращая этапы производства на 15%. Потребление молибдена в полупроводниках быстро растет, он используется в конструкции числовых шин и контактных структурах. Он позволяет уменьшить шаг числовых шин с 65 нанометров до менее 60 нанометров, уменьшая площадь ячейки хранения на 18%. Хотя эти драгоценные металлы используются в полупроводниках в небольших количествах, они являются критически важными материалами, обеспечивающими производительность микросхем.
На международном рынке цены на извлечение драгоценных металлов из полупроводников демонстрируют выраженную градацию. Цены на извлечение лома полупроводниковых мишеней (чистота ≥99,99%) достигают 28–35 долл. США/г, что эквивалентно 80% от цены на золото . Лом катализаторов продаётся примерно за 21–28 долл. США/г без учёта расходов на очистку. Электронные отходы, такие как фильтры базовых станций 5G (содержащие 0,5 г иридия на единицу), стоят 17–25 долл. США/г. Региональные рынки демонстрируют значительные колебания: налог на выбросы углерода ЕС приводит к росту экспортных цен на лом, содержащий иридий, что создаёт связи между внутренним и международным рынками. Технологически передовые предприятия, применяющие методы биовыщелачивания, снижают потребление энергии на 70%, получая дополнительную премию примерно в 4,2 долл. США/г.
(Указанные цены на переработку приведены только для справки.)
Другие страницы с ценами на переработку металлов.
Рутениевые мишени быстро расширяют свои области применения в секторе полупроводников. Исследования показывают, что рутений демонстрирует значительные преимущества в качестве нового решения для металлизации, демонстрируя на 40% более низкое удельное сопротивление, чем вольфрам, и устраняя необходимость в разработке барьерного слоя. Разработанная Lam Research технология циклического осаждения обеспечивает точный контроль размера зерна. Крупнозернистые молибденовые пленки превосходят вольфрамовые, рутениевые и даже медные при толщине менее примерно 7 нанометров. Команда Kioxia обнаружила, что использование рутениевых числовых шин увеличивает плотность битов чипа на 16,3% и снижает скорость эрозии диэлектрика на 92%. Тестирование DRAM показывает, что конструкции электродов из рутения увеличивают время хранения данных на 47%. Хотя компоненты из драгоценных металлов, используемые в этих полупроводниках, имеют более высокую первоначальную стоимость, они обеспечивают долгосрочные преимущества производителям чипов за счет повышения выхода годных и производительности продукта. Статистика производства микросхем показывает, что плазменное осаждение позволяет увеличить плотность рутениевой пленки до 99,2% и уменьшить дефекты границ зерен на 43%.
Хотя драгоценные металлы составляют лишь малую долю стоимости микросхем, они являются незаменимыми и критически важными материалами в полупроводниках. От рутениевых мишеней до иридиевых зеркал, эти драгоценные металлы определяют предельные характеристики микросхем. По мере сокращения технологических узлов стоимость этих материалов будет постоянно расти, что делает извлечение драгоценных металлов из полупроводников высокорентабельным бизнесом.
Язык
