半导体制造中对材料的纯度要求非常高，一旦有多余的杂质就会直接影响到半导体的良品率，所以对进厂原材料和工艺过程产生的杂质进行检测分析就显得尤为重要。

杂质中有很大一部分属于无机元素，就需要用到无机元素分析技术。

本期我们邀请到了珀金埃尔默高级产品经理朱敏先生给我们介绍一下半导体材料中关于无机元素分析技术的一些新的观点和看法。

芯片揭秘主播幻实对话珀金埃尔默高级产品经理朱敏先生本期话题1. 检测分析在半导体生产工艺中的应用2. 无机元素分析仪器的使用场景3. 分析仪器助力物联大数据4. 检测分析行业的未来趋势1、检测分析在半导体生产工艺中的应用幻实（主播）无机元素的检测，对大家来说比较陌生，先请您给我们做一个解读，你们是做哪一方向的服务，解决什么问题的？朱敏（嘉宾）珀金埃尔默是一家跨国企业，公司成立于 1937 年，经过 80 多年的成长，已经成为一家非常著名的分析仪器厂商。

我们公司现在有 4 个业务单元，包括诊断、生命科学、食品，以及应用市场部，已经不仅仅局限于分析仪器的设备制造。

应用市场部实际上是负责整个（PerkinElmer）分析仪器这一业务，相关的设备包括了做元素分析的，我们叫原子光谱技术，也有做色谱质谱，包括液相色谱、气相色谱、液质质和气质等等，还有是做材料表征这部分，从分子光谱产品到热分析产品等，都是属于 PerkinElmer 的一些产品。

（图源：PerkinElmer 官网）PerkinElmer 在无机元素分析仪器里面是佼佼者，也诞生了很多我们的明星产品。

今年 4 月，我们有一款新发布的针对无机元素分析的产品叫 NexION 5000 电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）已经在进行推广了。

半导体的主要材料是硅，我们需要把材料做成硅片，硅片上面我们去盖房子，成为我们的芯片。

除了硅以外，其他不发挥作用的元素实际上就变成了杂质，这些杂质就可以用 ICP-MS 技术进行检测。

幻实（主播）您说的特别言简意赅，给我们界定了 PerkinElmer 检测仪器的应用范围，我们之前也跟 NI，包括是德科技做过访谈，他们也在做检测仪器，我不知道和您是不是同领域。

朱敏（嘉宾）不完全是同一领域。

我们在半导体里面属于设备领域，设备里面分成生产设备和检测设备。

我们 PerkinElmer 其实属于检测设备里面的分析检测。

分析检测在里面不算一个特别大的领域，比如说中国的设备检测有 500 多亿美金的市场规模，我们所在的分析检测大概有 1 亿美金左右的业务量，但它承担的工作还是相当重要的。

因为大家都知道芯片厂肯定是在一个很干净的环境中生产，在生产过程中会碰到很多的杂质，这些杂质里面可能有无机的，有有机的，还有一些是颗粒状的。

我们今天聊的无机元素，它实际上在生产过程中，不管是从化学品，还有一些其他的设备器材（带来的溶出，或者扩散等原因），包括人员的流动（即使穿了防护服）会带来一些杂质。

这部分我们其实跟 NI、是德科技做的不一样，他们是偏向电学方面的参数检测，而我们是对杂质，特别是对无机元素的一个测试。

2、无机元素分析仪器的使用场景幻实（主播）无机元素分析是如何参与到半导体制造环节中的？朱敏（嘉宾）通常会用在 Fab 里面，而且是用一种离线的方式在一个独立的化学分析实验室里。

来料检测的时候，会用到很多的化学品，像硫酸、盐酸、氢氟酸等等，还包括一些气体和水，就要拿到化学实验室进行相应的检测。

早先的时候，比如说化学品到了一个集中的单元，然后把它取样过来拿到实验室进行检测。

现在为了适应 12 英寸晶圆制造线生产，对于杂质控制的要求越来越高，会出现一些在线检测的新需求，但总体而言分析检测是非常独立的部分。

幻实（主播）我们知道半导体在生产的过程中会用到非常多的材料，尤其是化学制剂，比如上海新阳生产的抛光液，这些是不是都要经过你们的检测？你们对材料设备公司有生杀予夺的判定权吗？朱敏（嘉宾）并没有，我们只是给他们提供检测的一种途径，其实就相当于一双眼睛，我们去发现材料里面相关的可能潜在的金属元素，特别是杂质方面的一个水平，因为 ICP 质谱能做到 PPT 级别，也就是 10-12，精度非常的高。

从材料厂到整个生产过程，Fab 里面都会用到检测的设备。

幻实（主播）好像除了半导体行业，其他的行业也可能会运用到分析仪器？朱敏（嘉宾）没错。

实际上半导体是分析仪器行业里面不算特别大的一个细分市场，大的市场大家比较熟悉的比如环境，食品和制药这些方面。

比如说日常喝的水，我们通过对水里面有机和无机的一些参数进行检测来评价这个水是不是达标了。

其中比如说元素，不同的水对应不同的元素都会有相应的限制要求，而这个要求就可以用分析设备来进行检测。

因为分析仪器是个通用型的仪器，它是利用我们物理的一些现象、物体的参数，通过工程制造成一台仪器。

像我们这次推的 NexION 5000，我们叫电感耦合等离子体质谱，它只是一个质谱仪，利用一个叫电感耦合的 ICP 离子源，把它打碎变成离子，然后经过接口引入后用四极杆进行分离并进行检测的一个技术。

应用面还是相对比较广的，从常规的食品环境，再到半导体，甚至包括核工业等方面都有应用。

NexION 5000 多重四极杆 ICP-MS（图源：PerkinElmer 官网）3、分析仪器助力物联大数据幻实（主播）从您的经验来看，国内的客户和国外的客户在检测方面或者是分析上面差距大吗？朱敏（嘉宾）有些行业我们国内应用水平是领先的，比如说在做食品检测的时候，国内比国外还领先一些，但是在半导体行业，我们跟国外是有些差距的，相应分析检测的技术对人员的要求、对厂商的要求是不一样的。

随着越来越多的人才引入以及我们国内自身的发展，实际上差距也会慢慢缩小。

幻实（主播）那么以您目前观测到的这种行情，不局限于半导体行业，您对未来的市场有一个什么样的预估？朱敏（嘉宾）总体来说我觉得分析仪器还是一个非常值得期待的行业。

尽管早期已经应用在环境领域和食品领域，但是它依然会以其他的方式表现出来。

比如传统的是放在实验室，实际上更多的是把这些仪器变成一些通用的产生数据端，会作为物联或者是大数据的分析支持，为我们科学决策等方面提供很好的帮助。

在半导体里面，这是一个必不可少的技术，随着我们国内半导体行业的大力发展，我相信分析仪器肯定会扮演很重要的角色。

幻实（主播）您从事的这个方向有没有什么挑战？或者是面临的一些困难？朱敏（嘉宾）对我们仪器厂商来说，其实更重要的是给不同的客户，不同的应用场景来提供更好的服务方向。

事实上服务方向和客户的需求是在变的，就像传统的把分析仪器也叫做科学仪器，大家认为科学有可能离生活相对比较远，但事实上我们跟应用很近，跟大家的生活也越来越近。

就像刚刚提到的用数据来决策相关的方面，对分析仪器产品来说，在满足更多的应用端的客户需求方面下更多的功夫，我觉得算是机遇和挑战。

幻实（主播）更贴近市场需求，也更理解客户的需求。

朱敏（嘉宾）客户的应用场景已经发生变化了，原来我们和客户可能只讲仪器，现在会更多的一起解决一些实际的问题，做出一些对应的方案，整体来满足不同的客户需求，更加有针对性。

4、检测分析行业的未来趋势幻实（主播）国内有很多这种第三方的检测分析实验室，包括食品药品方面，集成电路好像也慢慢有这样的趋势，你们会打算用这种方式来服务吗？朱敏（嘉宾）目前还没有这方面的想法，因为现在一些传统的第三方，包括国外的第三方，已经开始进入国内，肯定会促进行业的发展。

大家各自都有着不同的分工，而我们的目标着眼于更好的去满足终端客户的整体需求。

幻实（主播）最后我想替听众里面的学生来问一下，您觉得什么样的专业适合从事你们现在这种工作？朱敏（嘉宾）其实就像我本人一样，学的就是化学，往下细分就属于分析化学，我相信只要大家把时间投入到你喜欢的这个地方，不管你学什么专业，你都可以在里面收获到你自己的成功和快乐。

幻实（主播）最后让您给我们整个半导体产业提一个号召或者是期许，你会讲什么？朱敏（嘉宾）首先把我们检测分析的服务做的更好，提供到各个行业，响应国家号召，各行各业都发挥自己的努力，一起推进半导体行业，乃至整个科技产业的发展，为国家建设添砖加瓦。

检测分析技术虽然在半导体行业中占据很小的份额，但是对提高半导体良品率却能起到很大的作用，也对整个半导体行业的发展提供了大量数据的支持。

随着国内对晶圆厂的大力建设，未来对半导体分析检测的需求会越来越多，而深入半导体最基础最前沿材料工艺研究的分析检测行业也会面对更多的挑战和机遇。