Semiconduttori: tutto ciò che c’è da sapere sul ruolo di Air Liquide

I semiconduttori sono componenti minuscoli ma potenti che abilitano quasi tutte le tecnologie moderne, dagli smartphone ai veicoli elettrici, dalle apparecchiature mediche alle console di gioco. Consentono ai dispositivi di elaborare e archiviare dati e di connettersi con il mondo. Senza di essi non esisterebbero l'intelligenza artificiale, il 5G, gli elettrodomestici intelligenti. In breve: senza chip non ci sarebbe tecnologia. Ma cosa c'è dietro questo settore in forte espansione e in che modo Air Liquide svolge un ruolo chiave al suo interno?

Perché il mercato dei semiconduttori sta crescendo così rapidamente?

Il mondo ha bisogno di sempre più chip, e non solo di più chip, ma anche di chip più piccoli, più veloci e più potenti per supportare innovazioni come l'intelligenza artificiale, l'Internet delle cose e i veicoli elettrici. Si prevede che il mercato dei semiconduttori raddoppierà le sue dimensioni entro il 2030, raggiungendo 1.000 miliardi di dollari¹. Per soddisfare questa domanda, le aziende stanno investendo oltre 100 miliardi di dollari all'anno per costruire nuovi impianti di produzione, noti anche come “Fabs”. Anche i governi stanno sostenendo la produzione locale con sussidi pubblici. La corsa all'innovazione è globale e in accelerazione.

Come viene prodotto un chip elettronico?

La produzione di un chip richiede circa tre mesi e comporta centinaia di passaggi ultraprecisi. Il processo include litografia, incisione, deposizione e impiantazione ionica, tutte operazioni eseguite su scala nanometrica, ovvero 7.000 volte più sottile di un capello umano. Richiede inoltre un ambiente ultra pulito e gas estremamente puri. Qualsiasi errore, anche microscopico, può compromettere il chip e l'intero lotto. La precisione e il controllo sono fondamentali.

Cosa fa Air Liquide per l’industria dei semiconduttori?

Air Liquide è un leader nella fornitura dei gas ultra puri e dei materiali avanzati necessari per la produzione di chip. Dall'ossigeno, all'azoto e all'idrogeno, fino alle molecole complesse, questi materiali sono fondamentali in ogni fase della produzione. Air Liquide fornisce anche attrezzature e servizi per garantire operazioni sicure e affidabili. L'azienda supporta tutti i principali produttori di chip, con partnership a lungo termine basate sull'innovazione e sulla fiducia. Le sue soluzioni possono essere invisibili, ma sono indispensabili.

Air Liquide è attiva in tutte le principali regioni produttrici di semiconduttori: Asia, Stati Uniti ed Europa. Collabora con i primi 10 produttori mondiali di chip e colloca i propri impianti di produzione vicino alle sedi dei clienti per garantire forniture sicure e ininterrotte. Nel 2024, il 91% del suo fatturato nel settore dell'elettronica proveniva dal settore dei semiconduttori. Il Gruppo sta espandendo la propria presenza con nuove unità di gas all’avanguardia e centri di innovazione in tutto il mondo.

In che modo esattamente sono impiegati i gas di Air Liquide nella produzione dei chip?

I gas di Air Liquide vengono utilizzati in ogni fase critica della produzione dei chip. Durante l'ossidazione, vengono applicati ossigeno o vapore acqueo per formare uno strato protettivo di ossido sul wafer di silicio. Durante la fase di incisione, i gas della gamma enScribe™ aiutano a scolpire circuiti ultrasottili. Per la deposizione, gas come il silano, il diborano e materiali avanzati delle gamme Voltaix™, ALOHA™ e Subleem™ consentono la formazione di film conduttivi e isolanti ultrasottili. Durante l'impianto ionico, ioni gassosi conduttivi vengono iniettati nel wafer per conferirgli proprietà semiconduttrici. Durante tutto il processo, gas vettori ad alta purezza come azoto, idrogeno e argon sono essenziali per mantenere condizioni di produzione pulite, stabili e precise.

Oltre ai semiconduttori, in quali altri settori dell’elettronica Air Liquide apporta valore aggiunto?

Oltre ai semiconduttori, Air Liquide supporta anche i settori dei display a schermo piatto e dell'energia solare. Fornisce materiali speciali e azoto on-site per schermi di nuova generazione, nonché gas ultra puri come silano e ammoniaca per celle fotovoltaiche. In tutti i settori, l'obiettivo rimane lo stesso: elevata purezza, fornitura affidabile e supporto all'innovazione e alla sostenibilità.

In che modo Air Liquide supporta la decarbonizzazione dei processi di produzione dei semiconduttori?

La produzione di chip richiede un uso intensivo di risorse, pertanto è fondamentale ridurne l'impatto ambientale. Air Liquide sta innovando con materiali a basse emissioni di carbonio come la linea enScribe™, che riduce le emissioni di CO₂ durante l'incisione. Grazie alla gamma di materiali enScribe, ogni anno si evitano 100.000 tonnellate di emissioni di CO₂. Il Gruppo sta inoltre costruendo unità di produzione di gas ad alta efficienza energetica e sta incrementando l’utilizzo di elettricità rinnovabile per alimentarle. Per Air Liquide, sostenibilità e innovazione vanno di pari passo.

Cosa serve per stare al passo con l’industria dei semiconduttori?

Questo settore si muove molto velocemente. La tecnologia evolve costantemente e i produttori di chip si aspettano che i loro partner avanzino con lo stesso ritmo. La crescente domanda di AI e GenAI e, più in generale, di tecnologie avanzate, sta portando ad un aumento sempre maggiore del fabbisogno di gas industriali e rari e di molecole avanzate nell'industria dei semiconduttori. I team di Air Liquide sono chiamati a garantire precisione, sicurezza, innovazione e reattività ai massimi livelli, oltre a soluzioni ingegneristiche in grado di fornire quantità sempre maggiori di gas ai propri clienti, senza interruzioni nella fornitura. 

¹https://www.forbes.com/sites/martineparis/2024/07/26/ai-to-drive-1-trillion-in-global-chip-sales-by-2030-as-nvidia-leads/