2023年半导体开发国产化发展若何?设备

 行业动态     |      2024-01-01 12:04:31    |      小编

  2023年即将罢了!正在这一年里,受全面消费电子市集需求下滑的影响,环球半导体市集产生了同比12%的萎缩(IDC数据),浩繁的半导体创设商纷纷大幅减少半导体摆设的血本支拨以管造过多的产能伸长,导致2023年环球半导体摆设同比下滑6.1%至1,009亿美元(SEMI数据),这也是近4年来该市集首度陷入萎缩。

  同时,也是正在2023年里,美国于2022年10月出台的对华半导体新规功效起首呈现,日本和荷兰也跟进美国半导体新规,接踵出台了针对先辈半导体摆设的出口管造策略,日本新规2023年7月23日生效,荷兰新规2023年9月1日生效,但ASML的许可证到2023底已经有用。这也正在肯定水准上刺激了中国半导体创设商正在有用期内加快采购所需的日本和荷兰的半导体摆设。同时,也进一步推进了半导体摆设的国产化过程的加快。

  SEMI的预测数据也显示,中国市集的半导体摆设出售额将正在2023年时将高出300亿美元、创下汗青新高记载,将进一步扩充和其他区域的差异设备。

  那么正在2023年里,中国国产的半导体摆设发扬奈何?国产化比例又提拔到了多少?

  遵照国内的半导体创设商的采购中标数据统计显示,2023年1-11月,统计样本中的晶圆产线台摆设,此中国产摆设集体中标比例约47%。

  对付国产半导体摆设厂商而言,其驱动力除了行业范围的天然扩张,还包含正在国内市集的国产取代。遵照中国电子专用摆设工业协会的数据,2021年,国产半导体摆设出售额为385.5亿元,同比伸长58.71%,占中国大陆半导体摆设出售额的比例为20.02%。

  以半导体晶圆创设摆设为例,而今的国产摆设对成熟造程的工艺笼罩过活趋完满,并主动胀动高端造程的工艺打破,产物正处于验证茂密通过、开启范围化起量的滋长阶段。而且,各泰半导体摆设厂商基于产物上线量产的契机,也正在与客户亲昵发展工艺摆设的配合研发、已有产物的迭代和细分新品类的扩充,利于产物角逐力和市集拓展的不断深化。目前的半导体摆设国产化率仍处于非线性伸长区间,他日国产摆设希望加快分泌。

  通过对环球半导体摆设市集角逐格式的解析可知,位居头部的营收正在百亿美金量级的半导体摆设龙头公司,其生意构造基础笼罩了半导体摆设细分市集范围前三大的品类:刻蚀、光刻和浸积。鉴于此,对付本土半导体摆设厂商而言,正在光刻、刻蚀和浸积等“大赛道”深化结构的公司,具备更为空阔的远期收入空间,他日的发扬远景至极空阔。

  半导体摆设市集细分品类浩繁,目前,本土半导体摆设工业仍处于滋长早期,正在各个“细分赛道”率先卡位并设置角逐上风的摆设厂商,希望不才乘客户端抢占更上风的生态位。包含先发的研发验证机缘、当先的供应份额以及堆集更足够的量产经历,从而正在细分品类中设置起更高的角逐壁垒。

  正在工艺技能方面,目前,国产半导体摆设厂商正在刻蚀、浸积、洗涤、涂胶显影、CMP、离子注入以及测试机、分选机、探针台等重心工艺闭头已赢得长足进取,而且与海表守旧厂商变成了发轫的技能对标。

  全体到产物方面,以北方华创、中微公司、盛美上海为代表的国产半导体摆设公司连接完满产物的平台化结构,可任事市集范围火速扩张,远期收入空间连接翻开。另一方面,以拓荆科技、华海清科、芯源微、中科飞测等为代表国产半导体摆设公司正在各自拿手的界限内已攻克了当先的供应份额,连接夯实技能和市集壁垒。

  正在后道界限,国产半导体摆设厂商正在测试机、分选机、探针台等摆设方面的配套较前道更为完满,而且以长川科技、华峰测控为代表的国产半导体摆设厂商正在SoC测试机、探针台等高端新品研发和市集拓展也火速胀动,集体已正在后道摆设市集具备肯定的市集份额上风。

  以国产半导体摆设龙头大厂北方华创为例,其产物管线结构完善,涵盖ICP刻蚀、PVD、热管理、ALD、表延(EPI)、LPCVD、洗涤、UV cure、PECVD、CCP刻蚀等工艺等诸多闭头。

  2023年往后,北方华创接踵推出12英寸晶边刻蚀机、12英寸去胶机等新产物,同时各式标杆产物接踵到达销量里程碑(12英寸深硅刻蚀机累计销量到达100腔,12英寸立式炉累计出厂500台)。

  截至三季度末,正在刻蚀配备方面,公司面向12英寸逻辑、存储、功率、先辈封装等客户,ICP刻蚀产物出货累计高出2000腔;操纵于提拔芯片良率的12英寸CCP晶边刻蚀机已进入多家临盆线验证。

  薄膜配备方面,打破了物理气相浸积、化学气相浸积和原子层浸积等多项重心闭节技能,寻常操纵于集成电途、功率器件、先辈封装等界限,累计出货超3000腔,维持了国内主流客户的量产操纵。

  立式炉配备方面,累计出货高出500台,依赖优异的量产安定性获逻辑、存储、功率、封装、衬底质料等界限主流客户的承认。

  表延配备方面,累计出货近千腔,笼罩集成电途、功率器件、硅质料、第三代半导体等界限操纵需求。

  洗涤配备方面,具有单片洗涤、槽式洗涤两大技能平台,厉重操纵于12英寸集成电途界限。并正在多家客户端竣工量产,屡获反复订单。

  正在刻蚀方面:逻辑界限,公司12寸高端刻蚀摆设已正在从65纳米到5纳米的各个技能结点洪量量产,并出力订正职能以知足5纳米技能以下的若干闭节设施加工的哀求;存储界限,公司悉力于供应超高妙宽比掩膜(≥40:1)和超高妙宽比介质刻蚀(≥60:1)的全套处理计划,目前这两种摆设都仍然开闪现场验证、发扬利市。

  正在薄膜浸积方面:公司短时代竣工多种LPCVD摆设的研发交付以及ALD摆设的巨大打破,此中CVD钨摆设能知足先辈逻辑器件接触孔填充、DRAM器件接触孔操纵、3DNAND器件中的多个闭节操纵需求;ALD钨摆设,也许知足3DNAND等三维器件构造中金属钨的填充需求,公司还正在开垦另一ALD产物系列,也许知足先辈逻辑和存储器件中金属滞碍层和金属栅极的操纵需求。

  正在MOCVD方面:Prismo A7摆设已正在环球氮化镓基LEDMOCVD市集居当先名望;用于Mini-LED临盆的Prismo UniMax,已正在当先客户端大范围量产;用于硅基氮化镓功率器件Prismo PD5已取得反复订单,用于碳化硅功率器件表延临盆的摆设正正在开垦中,即将发展样机正在客户端的测试。

  遵照中微公司三季报显示,其刻蚀摆设正在客户端连接准许更多刻蚀操纵,市集占据率连接降低并连接收到当先客户的批量订单。公司正在闭节先辈工艺节点的技能发扬连接胀动,极高妙宽比刻蚀摆设、大马士革刻蚀摆设、EPI摆设研发利市胀动,四时度存储芯片代价回暖,国存储大厂扩产潜力希望为公司带来订单弹性。

  盛美上海进程多年赓续的研发参加和技能堆集,先后开垦了前道半导体工艺摆设,包含洗涤摆设(包含单片、槽式、单片槽式组合、CO2超临界洗涤、周围和后面刷洗)、半导体电镀摆设、立式炉管系列摆设(包含氧化、扩散、真空回火、LPCVD、ALD)、涂胶显影Track摆设、等离子体巩固化学气相浸积PECVD摆设、无应力掷光摆设;后道先辈封装工艺摆设以及硅质料衬造工艺摆设等。

  遵照布告,公司热反响的ALD炉管首台2022年仍然进入客户端,2022年末ArFTrack摆设仍然送往客户端验证设备。2023年2月公司初次取得了欧洲半导体创设商的12腔单片SAPS兆声波洗涤摆设订单,3月公司初次取得碳化硅衬底洗涤摆设订单。目前盛美上海研发的SAPS、TEBO兆声波洗涤技能和Tahoe单片槽式组合洗涤技能,可操纵于45nm及以下技能节点的晶圆洗涤领城。公司PECVD摆设研发发扬利市。他日ALD、Track及PECVD希望迎来杰出的产物周期并功勋公司收入伸长。

  除了已有的长江存储、华虹集团、海力士、中芯国际、长鑫存储、长电科技、通富微电、中芯长电、Nepes、金瑞泓、台湾合晶科技、中科院微电子所、上海集成电途研发核心、华进半导体、士兰微、芯恩半导体、晶合、中科智芯、芯德等厉重客户的反复订单除表,本年新推广了中国当先的碳化硅衬造商等客户。同时公司正在欧洲环球性半导体创设商和多个国内客户赢得订单和客户群体的打破。

  拓荆科技目前具有PECVD、SACVD、ALD、HDPCVD、键合摆设等较为足够的产物系列,片面产物已适配国内28/14nm逻辑芯片、19/17nm DRAM芯片和64/128层3DNANDFLASH晶圆创设产线,并胜利竣工工业化操纵或验证。

  PECVD是拓荆科技重心产物,公司自树立往后就起首研造PECVD摆设,进程十余年的研发和工业化经历,目前PECVD、ALD、SACVD、HDPCVD等系列薄膜摆设均已竣工量产,此中,PECVD摆设订单量占比相对较高,ALD、SACVD、HDPCVD等新产物正正在慢慢扩充量产范围。目前,拓荆科技量产产物对付薄膜浸积产物的笼罩度慢慢从原有的33%伸长至全面市集的50%独揽。

  以此为基本,拓荆科技还将薄膜浸积摆设渐渐拓展到SACVD、ALD、HDPCVD等摆设界限,进一步足够了薄膜浸积摆设组合,目前三种摆设中的片面产物型号已量产,并竣工工业化操纵。

  其余,拓荆科技再有结构芯片三维集成界限,聚焦搀杂键合摆设,其晶圆对晶圆键合产物也已竣工工业化操纵。

  动作国内的半导体摆设大厂华海清科产物笼罩了CMP、减薄、洗涤、量测等多个闭头。

  正在CMP摆设方面:公司正在逻辑芯片、DRAM存储芯片、3DNAND存储芯片等界限的成熟造程均完毕了90%以上CMP工艺类型和工艺数主意笼罩度,片面闭节CMP工艺类型成为工艺基准(Baseline)机台。2023上半年公司推出Universal H300机台,产物为四个12英寸掷光单位双掷秃子装备,面向集成电途、先辈封装、大硅片等界限客户,已完毕研发和基础职能验证。Universal-150Smart产物兼容6-8英寸各类半导体质料掷光,已发往两家第三代半导体客户验证。

  正在减薄摆设方面:公司推出Versatile-GP300量产机台,12英寸晶圆片内磨削TTV<1um到达国际先辈秤谌,竣工国产摆设正在超严密减薄技能界限0-1打破。

  正在洗涤摆设方面:2023年上半年,操纵于12英寸硅衬底CMP工艺后洗涤摆设和操纵于4/6/8英寸化合物半导体洗涤摆设已推向相干细分市集。据公司2023年9月26日布告,公司首台12英寸单片终端洗涤机HSC-F3400机台出机发往国内大硅片龙头企业。

  膜厚衡量摆设:FTM-M300产物可操纵于Cu、Al、W、Co等金属造程薄膜厚度衡量,目前已发往多家客户验证,并竣工幼批量出货。

  离子注入摆设:公司参股的芯嵛半导体(上海)有限公司所开垦的离子注入机产物研发利市,目前处于产物验证阶段。

  动作国内独一可能供应量产型前道涂胶显影摆设的厂商,芯源微目前已完毕正在前道晶圆加工闭头28nm及以上工艺节点的全笼罩,并赓续向更高工艺等第迭代。同时再有结构前道洗涤摆设和后道封测摆设。

  正在涂胶显影摆设方面:公司第三代浸没式高产能涂胶显影摆设平台架构FT300(Ⅲ)颁布后正在客户端导入发扬杰出,同时他日可动作通用性架构总共向下兼容ArF、KrF、I-line、offline等工艺。

  正在前道洗涤摆设方面:2023年上半年,公司前道物理洗涤机已成为国内逻辑、功率器件厂商所采用的主流产物。公司新一代高产能物理洗涤机也将进入客户端验证,可知足存储客户对产能的高目标哀求。

  正在后道封装摆设方面:公司与国内当先的chiplet厂商、SiC厂商维持了深度配合相干设备。其余,且则键合机、解键合机均已进入客户验证阶段,希望受益于chiplet的发扬带来增量需求。

  公司目前具有沈阳两个厂区、上海临港厂区,此中沈阳老厂区临盆后道、幼尺寸界限摆设;新厂区临盆前道Track、物理洗涤机。上海临港厂区临盆基地已于2023年1月利市封顶。项目达产后临盆前道ArF涂胶显影机、浸没式涂胶显影机、单片化学洗涤机等摆设。

  动作国内高端半导体检测和量测摆设龙头,中科飞测自2014年树立往后平素用心于半导体检测和量测摆设界限,目前已胜利推出了无图形晶圆缺陷检测摆设、图形晶圆缺陷检测摆设、三维容貌量测摆设、薄膜膜厚量测摆设等产物,可被寻常操纵于28nm及以上造程集成电途创设和先辈封装闭头。

  无图形基于缺陷检测摆设:量产型号已笼罩2Xnm及以上工艺节点,1Xnm摆设研发发扬利市;

  图形缺陷检测摆设:寻常操纵于逻辑、存储、先辈封装等界限,具备三维检测性能的摆设已正在客户举行工艺验证,2Xnm明场纳米图形晶圆缺陷检测摆设、暗场纳米图形晶圆缺陷检测摆设研发发扬利市;

  薄膜膜厚量测摆设:已笼罩国内先辈工艺和成熟工艺的厉重集成电途客户,金属薄膜膜厚量测摆设为新伸长点,市集承认度进一步提拔;

  套刻精胸宇测摆设:90nm及以上工艺节点的摆设已竣工批量出售,2Xnm摆设已通过国内头部客户产线验证,取得国内当先客户订单。

  进程多年的技能堆集,中科飞测无图形晶圆缺陷检测摆设等产物职能可比肩海表龙头,产物已正在中芯国际、长江存储、长电科技和华天科技等国内著名客户的产线上竣工无分别操纵。

  长川科技动作国内当先的后道摆设厂商设备,其产物笼罩了测试机、探针台、分选机、AOI光学检测摆设等。

  目前公司数模搀杂测试机技能成熟,数字SoC测试机D9000等正正在火速放量,而且下乘客户连接拓展,公司他日正在存储测试机界限希望进一步放量;

  正在分选机界限,公司变成转塔式、平移式、重力式分选机总共结构,平移式三温分选机为厉重伸长动力,也许笼罩-55~150℃温度界限,工位数目最高16个,每幼时最大产能高达1200片,可车规级等IC测试需求;

  正在探针台界限,公司产物援手险些悉数8/12英寸CP测试需求,目前也起首慢慢起量;

  正在前道测试摆设界限,公司通过收购STI提拔本身AOI光学检测势力,变成前道检测摆设iFocus系列等,而且针对半导体闭节造程尺寸量测需求开垦了全主动闭节尺寸量测摆设NanoX-6000。

  进程多年研发和堆集,公司已成为国内当先的集成电途专用测试摆设供应商,产物取得了长电科技、华天科技、通富微电、士兰微、华润微电子、日月光等著名集成电途企业利用和承认。

  动作为国内模仿芯片测试龙头,华峰测控近年来也正在集主动拓展延申功率芯片及SoC测试生意。

  公司主力机型STS8200系列厉重操纵于模仿集成电途测试,STS8300机型厉重操纵于搀杂信号和数字测试界限,同时也拓展了分立器件、功率和第三代化合物半导体器件测试。

  目前,STS8300环球装机量已到达肯定命目,起首设置生态圈,板卡已迭代第二代,产物将供应更高职能,更具性价比,8300上的数字板卡已具备400M测试技能,具备进入数字测试界限技能。IGBT、SiC、GaN等各倾向均竣工笼罩。

  本年6月,公司正在上海举办的SEMICONChina 2023展会上推出了面向SoC测试界限的全新一代机型-STS8600,该机型具有更多的测试通道数以及更高的测试频率,而且装备水冷散热体例,进一步完满了公司的产物线,拓宽了公司产物的可测试界限。目前正正在针对该机型举行职能验证和单板开垦。

  咱们以本土晶圆产线:中芯国际、华虹半导体、上海华力、长江存储、合肥长鑫、积塔半导体、燕东微电子、福筑晋华、粤芯半导体、武汉新芯、合肥晶合动作统计样本,对其招标、中标数据举行解析。

  遵守图示的统计口径,遵照采招网的数据,2023年11月,统计样本中的晶圆产线项招标。以华虹半导体、积塔半导体、燕东微电子等产线月,统计样本中的晶圆产线项,此中,华虹半导体、积塔半导体、中芯国际的招标量位居前三。集体而言,摆设招标以量测、扩散、刻蚀摆设为主。

  从中标景况来看,遵照采招网的数据,2023年11月,统计样本中的晶圆产线台摆设,以刻蚀、洗涤、气液体例摆设居多;国产摆设集体中标比例约42%,此中,炉管、PVD、CVD、硅片再生摆设的国产中标比例明显。

  全体来说,2023年11月,统计样本中的国内半导体摆设厂商合计中标101台摆设,以北方华创、盛美上海设备、中微公司中标为主,正在对应工艺闭头的中标比例为32%。此中,北方华创中标16台刻蚀摆设、6台炉管摆设、5台PVD摆设、5台湿法腐化摆设、3台洗涤摆设,正在对应工艺闭头的中标比例永诀为22%/100%/100%/24%/5%。盛美上海中标15台洗涤摆设、4台硅片再生摆设、1台电镀摆设、1台湿法腐化摆设,正在对应工艺闭头的中标比例永诀为23%/100%33%/5%。中微公司中标16台刻蚀摆设,正在对应工艺闭头的中标比例为22%。

  2023年1-11月,统计样本中的晶圆产线台摆设,以刻蚀、测试机、气液体例摆设居多;国产摆设集体中标比例约47%,此中,PECVD、表延、氧化、硅片再生摆设的国产中标比例较高。

  全体来说,2023年1-11月,统计样本中的国内半导体摆设厂商合计中标309台摆设,北方华创、中微公司、万业企业中标量当先。此中,北方华创中标厉重包含刻蚀、扩散、炉管摆设,永诀为34/10/7台;中微公司中标厉重为刻蚀摆设,合计42台。万业企业中标厉重包含气液体例、浸积、CVD摆设,永诀为23/5/2台。

  2023年1-11月,统计样本中的相干国产半导体摆设厂商合计中标量正在对应工艺闭头的中标比例均匀约为39%。此中,北方华创的表延/氧化摆设、拓荆科技的PECVD摆设和盛美上海的硅片再生摆设正在对应工艺闭头的中标比例当先,均为100%。

  进入2024年,跟着环球半导体市集的赓续回暖,环球半导体摆设市集也将迎来总共的伸长,此中中国半导体摆设市集范围仍将位居环球第一。

  遵照SEMI估计2024年半导体摆设市集出售额为1,053亿美元,同比伸长增4%。2025年估计将大幅伸长18%至1,240亿美元,将超越2022年的1,074亿美元,创下汗青新高记载。SEMI也指出,截至2025年为止,中国大陆的半导体摆设采购额希望赓续伸长、支撑首位。

  正在国内半导体摆设市集范围赓续伸长,美日荷先辈半导体摆设对华赓续限度的后台之下,国产半导体摆设的分泌率和市集份额将希望赓续提拔。2023年半导体开发国产化发展若何?设备