一家少被提及的半导体设备巨头

DISCO是一家日本公司，其核心竞争力是将制造的半导体硅片研磨成更薄的鬼片，然后将其切割成die，然后组装成电子产品。他们的公司座右铭是 Kiru, Kezuru, Migaku，意思是切割、研磨和抛光。DISCO 在晶圆研磨机、砂轮、晶圆切割锯、激光锯和表面平坦化的生产中占有领先的市场份额。

这些业务使 DISCO 在 2021 年获得了近20亿美元的收入。我们将深入研究 DISCO 制造的主要半导体工艺工具。

在深入探讨这些主题之前，让我们简要介绍一下公司的历史以及他们独特的文化。在激光专注于半导体的日子之前，DISCO 被称为 Dai-Ichi Seitosho CO。他们只是在开始出口到美国后才重新命名，以方便发音。它们是用于各种产品的重点砂轮，但当他们生产出用于研磨 C 形磁铁的薄 (1.2mm) 高精度刀片时，它们确实达到了目标。随着他们的进步，他们发明了树脂刀片，将硬质材料封装在超薄（0.13mm）树脂内。这些用于切割钢笔笔尖。

DISCO 继续制造越来越薄的砂轮，使用 40 微米厚的砂轮 MICRON-CUT。许多设备制造商和工业公司开始将损坏归咎于 DISCO，因为工具无法适应这些超薄砂轮。正因为如此，DISCO开始设计自己的设备。DISCO工具甚至被用来切割阿波罗11号带回的月球岩石！

在 70 年代，DISCO 通过生产自动划线机和切割锯进入半导体行业。在 1977 年的 Semicon 会议上，DISCO 开发并展示了他们的 DAD-2H 切割锯。他们在停止和重新启动锯时遇到了切割轮断裂的问题，因此 DISCO 团队决定让他们的锯和切割轮在整个为期数天的展会期间永不关闭。显然，在 1977 年的展会上，DISCO在半导体书呆子中风靡一时。

尽管是一家老牌日本公司，但公司文化却并非如此。它们非常高效，并且专注于质量和吞吐量。他们可能拥有世界上最独特的企业文化。让我们谈谈它是如何产生的。

DISCO 面临许多大型和老牌公司都面临的问题。堆积如山的时间最终被浪费在一次又一次的会议上。每一个决定都必须涉及数十名员工。没有创新空间，员工将大量时间浪费在不必要的行动上。官僚主义扼杀了公司的命脉。与此同时，整个组织的沟通不畅，因为员工越来越专注于他们的利基市场，以至于他们错过了总体战略。那些致力于产品和管理的具体细节的人之间有太多的层次。

解决方案非常奇怪，坦率地说很酷。有一种内部虚拟货币被创建，称为“ Will ”。这种货币被用作补偿系统来跟踪每个人和团队对收入的贡献。工人获得基本工资和奖金，奖金取决于他们完成任务所获得的收入。小组互相付费以完成任务。销售团队付钱给工厂工人生产商品，而后者又付钱给工程师设计产品。一旦完成销售，它就会产生一定数量的意愿，并传递给供应链中的每个人，包括人力资源和 IT 支持人员。

当集团老板将集团的一部分遗嘱预算分配给他们必须完成的每项任务时，普通员工将获得虚拟遗嘱货币。然后团队成员使用应用程序竞标这些工作。不吸引任何投标的任务通常被证明是不必要的工作。滥用或滥用该系统的经理已被他们的员工抛弃，他们可以自由地转移到其他团队。

在 DISCO，一切都有价格，从会议室、办公桌和个人电脑到放置雨伞的地方。个人几乎是一个人的创业公司！

这种自由使员工能够塑造自己的一天，专注于自己的时间和努力的价值。在人们并肩工作的环境中，铁杆自由市场方法的无情被冲淡了。

另外，他们还有对低效行为有惩罚制度，包括堆积不必要的库存甚至加班。自 2015 年实施处罚以来，加班时间减少了 9%，这与日本政府改善工作与生活平衡的目标一致。

该计划的成功不容小觑。DISCO 的营业利润率从实施前的 16% 上升到最近一年的 36%。此外，他们也获得了一些份额。

DISCO产品用于芯片制造的整个过程。锭是生长和切割然后研磨下来的。在硅片切割之前，硅片的背面被磨掉。晶圆被切割，芯片被封装在大尺寸封装上，切割成单个单元。这些步骤中的每一个都有更多的复杂性。

如图琐事，DISCO研磨机阵容根据硅片的产量变化很大。对于比钻石更硬的碳化硅等特殊材料，也有不同的工具。材料处理非常重要，具体取决于每个材料的厚度。主要研磨后，一些用例需要使用研磨机/抛光机以使表面更均匀。此外，还有表面刨床。他们通常使用金刚石钻头来部分去除桂皮哪的一部分。DISCO 也销售 CMP 工具，但与占据大部分市场份额的应用材料和占据大部分剩余市场的 EBARA 相比，它们的份额非常低。

随着先进封装（尤其是混合键合）的兴起，减薄应用市场正在飙升。

切割锯和刀片是 DISCO 的另一项主要业务。根据所需的自动化水平和吞吐量，还有各种工具。还有各种各样的刀片类型。一般来说，有 4 种主要类型的刀片位于曲线中不同点的刚度、刀片寿命和切削能力。锯子，就像砂轮一样，会磨损，必须半定期更换。对于DISCO来说，这是一个很好的消耗品业务。

在许多情况下，您不只是用物理刀片研磨然后锯。上面这张幻灯片，展示了一些先进的细化技术。研磨前切块是很常见的。该战片直观地展示了它，但在翻转和研磨之前，晶圆被部分切割。当磨穿发生时，它会遇到部分切割并且硅片分裂成裸片。该过程包括 5 种 DISCO 工具 + 多种消耗品（例如锯、砂轮和胶带层压板）的生命周期。

切割不仅是用锯子完成的。它也可以用激光来完成。这称为隐形切割。在这里，我们将介绍“street”的概念。street是die之间的区域。随着芯片尺寸变小，street占用的加工硅晶圆面积会变得不成比例地增大。超小芯片尺寸必须应对成本预算的消耗。因此，锯变得非常低效。这就是隐形切割的用武之地。激光可以处理大小几乎为 0 的street。会有一些浪费，但宽度会大大减小，因此可以增加每个晶圆的裸片数量。

隐形和等离子切割目前主要用于特殊工艺，尤其是 MEMS，或者具有极小的裸片尺寸。随着即将到来的 3nm 节点和先进封装的出现，晶圆成本飙升，我们可以看到隐形切割进入前沿逻辑芯片。激光通常聚焦在顶层下方的晶圆部分。它也可以用来在晶片上开槽，然后用等离子切割。将激光切割带入其他工艺存在一些担忧，因为激光会导致分层和与街道相关的金属问题。锯还有其他问题，切割芯片可能会导致金属被拖到street上而造成损坏。

Taiko 工艺是一项非常有趣的创新。与其研磨整个硅片，然后不得不使用临时载体作为结构支撑，砂轮只研磨内部，留下全厚度的外环。有一些用于消除应力的蚀刻工艺。之后是通孔、凸块、分立器件、背面金属化和晶圆级探针卡测试的高级集成。用激光切割整个厚度的环，并将最终组件切割成用于包装的模具。

原则上，激光剥离工具看起来与 SOITEC 使用其Smart Cut SiC技术所做的非常相似。激光剥离显示在蓝宝石衬底上，但单独的外延层的转移是类似的。可能是 SOITEC 使用了 DISCO 的工具，但他们在 PR 中没有提到用于升空的激光器。

由于与硅相比，这里的磨削和切割更为复杂，DISCO 几乎锁定了功率半导体市场。

来源：内容由半导体行业观察（ID：icbank）编译自semianalysis，谢谢。