根据3D科学谷《近一亿美元领投金属3D打印企业，英伟达押注下一代芯片制造？》一文，3D打印-增材制造在生产具有随形或内部冷却结构的零件方面颇具优势，零件设计师可以构建优先考虑功能实现更复杂的流体歧管或冷却结构设计，并不需要像传统设计那样折衷。最终将获得平滑的通道或没有直角弯曲的通道，提升流体动力学性能，这在半导体制造设备领域有着广阔的应用前景。
近日，表面技术和增材制造解决方案的领先供应商欧瑞康，在 SEMICON West 2024 上推出突破性的增材制造解决方案，以高效和精确的方式彻底改变半导体设备制造。
▲ 3D打印热交换组件
© 欧瑞康
热交换器将是下一个产业化领域。而究竟3D打印将在热交换器的产业化方面达到怎样的影响力和覆盖面，这不仅仅取决于3D打印设备，材料的价格，还取决于工艺质量是否能够达到一致可控，以及标准与认证的完善，而最重要的是如何从设计端获得以产品功能实现为导向的正向设计突破以及对后处理、产品机械性能的预测与控制。
3D科学谷
▲ 3D打印热交换器
© 3D科学谷白皮书
让设备更好用
在今年的 SEMICON West 贸易展上，欧瑞康 AM 自豪地推出了其在增材制造 (AM) 技术方面的最新进展，有望彻底改变半导体设备制造。增材制造通过为资本设备制造商提供前所未有的设计灵活性以及从原型设计到定制零件生产的无缝过渡，正在改变行业。这一突破带来了立竿见影的好处和显著的竞争优势。
欧瑞康增材制造的突出优势之一是改进了关键部件（如基座或卡盘）的热管理。这种改进可提高设备精度、加快处理速度并提高整体生命周期价值。此外，欧瑞康的增材制造技术正在优化复杂歧管内的流体流动，从而进一步提高设备性能。
可以见得，增材制造通过改进热管理和优化流体流动来增强半导体设备制造。
欧瑞康通过3D 打印技术实现结构一体化的优化设计，生产出具有更高强度和强度重量比的轻质高强度部件。增材制造技术可以优化关键部件的热管理，提高设备精度和处理速度，延长设备使用寿命。这些部件还具有耐腐蚀性，可提高耐用性并延长设备的使用寿命。此外，欧瑞康增材制造通过消除劳动密集型钎焊和多部件组装的需求，简化了制造流程。这种简化不仅缩短了生产时间，还降低了成本，加快了新半导体设备的上市时间。
长期向上
金属3D打印已被认为是传统半导体生产的潜在长期替代方案，鉴于其令人难以置信的复杂性，半导体芯片的3D打印还需要一段时间，但随着世界努力去创造足够的GPU来推动人工智能的繁荣，英伟达和其他公司有动力加速这一发展。利用现有的芯片处理技术，即使是非常小的设计变更也需要几周的交付时间：下一代 3D 打印技术旨在消除这种延迟，从而减轻供应链的压力。
© 3D科学谷白皮书
3D打印还可以成就更好的产品性能，根据《创成式设计和增材制造重定义芯片光刻机晶圆台的热管理性能》一文，在下一代增材制造晶圆工作台部件的设计开发中，正在从人工设计向计算机生成（即创成式设计）和人工辅助设计（相对于计算机辅助设计）过渡。举例来说，3D打印可以最大限度地提高晶圆台的热均匀性，同时不引起系统中的流体压力下降。先进冷却策略的一个额外好处是缩短热稳定时间，提高生产效率。通过新颖的创成式设计方法（使用Diabatix的 ColdStream平台）可以自动生成最佳的自支撑冷却结构，降低了整体温差，将流体压力保持在系统要求的范围内，并使整个系统生产晶圆产品的周期缩短。
此前另一个案例是通过3D打印晶片卡盘，可以提高定位速度，降低半导体行业的成本。对于ASML这类公司来说，每小时可以移动的晶圆数量非常重要。晶片台越轻，加速越容易，因此生产率越高，这对ASML来说具有很高的价值。一个典型的解决方案是Additive Industries提供的，Additive Industries制作了ASML卡盘的两个原型，已经实现了30％的重量减轻，并且平台仅重约8公斤。
抢滩生态圈布局
3D科学谷认为半导体相关产业链正在“抢滩”3D打印技术，“半导体光刻机”被称为“史上最精密机器”之一，在这方面，尼康作为全球为数不多可以生产光刻机的制造商，无独有偶，尼康早先就通过资本投资进入到金属3D打印领域。在尼康长达一个世纪的尖端光电和精密技术基础之上，2019年，尼康成立专门事业部加速推进先进制造等新增长业务。从那时起，通过利用战略投资产生的协同效应，包括收购全球金属增材制造解决方案提供商 SLM Solutions Group AG (SLM)，以及在此之前收购端到端增材制造解决方案提供商 Morf3D Inc. (Morf3D) ，尼康向数字制造产业化迈出了重要一步。
关于尼康收购 SLM Solutions的战略出发点，3D科学谷曾给出了两个判断，一个是尼康的测量技术将进一步提升SLM Solutions设备的智能化水平；另一个战略出发点是金属3D打印将提升尼康在光刻机领域的技术地位。
正如轮胎巨人米其林投资了3D打印企业Addup, 阿迪达斯投资了Carbon，随着3D打印对重塑下游企业竞争力的重要性显现，这一价值链的变化也在影响和重塑投资逻辑。
欧瑞康在材料开发和生产方面拥有超过 85 年的经验，为增材制造提供了全面的金属粉末产品组合。这些高品质粉末包括镍、钴、铁和钛合金，每种粉末都经过严格设计、测试和制造，以满足严格的行业标准。欧瑞康的开创性 AM 增材制造解决方案代表了半导体行业的一项改变游戏规则的进步，在这方面，欧瑞康正在为效率、精度和创新设定新标准。在3D科学谷看来，欧瑞康将这些创新带入半导体市场也进一步验证了包括尼康、英伟达等半导体芯片领域巨头抢滩3D打印产业链布局的商业逻辑。
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