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談談半導體制造設備的國產化與思考

作者: 時間:2021-11-07 來源:冬瓜88 收藏

這張圖筆者很早就見到過,截止目前這個格局也并未有多大改變??梢院芮宄乜吹饺c結論:一是全球設備主要還是國外壟斷,尤其是美國,日本(ASML其實背后也是美國)除了中微有點份額,其余份額很少;二是半導體設備主要市場還是在光刻機,蝕刻為主的前道設備,這些我們影響的還很少;三是表里面沒有體現制程的信息,其實結合制程看,越高階約明顯,我們的還是在90nm以后居多。

本文引用地址:http://2s4d.com/article/202111/429447.htm

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排名前四位的公司依次是荷蘭ASML公司、美國應用材料公司、日本東京電子公司和美國Lam,合計占該行業(yè)收入的65%。他們提供最先進和最基礎的技術,如極紫外光刻技術,使在最新的工藝節(jié)點5納米及以下。

然而,對于中國大陸設備公司來說,這種市場格局意味著需要借助國外設備制造的最新制造技術和先進經驗,才能有效追趕。但是中美之間的緊張關系,可以預見獲得此類先進設備的渠道都會被掐斷。設備制造只能轉向自力更生艱苦奮斗了,通過各種創(chuàng)新技術集合來加速制造實現國產替代,所以國內這個市場上各家要更有大局觀,合作大于競爭。

目前,最關鍵的無疑在光刻機。在設備制造行業(yè)中,最著名的制造商是上海微電子(SMEE)。該公司已經經營了18年,其前端光刻機的主要產品是i-line stepper。不過最近,SMEE演示了一種使用新型氟化氬(ArF)準分子激光器,該激光器可用于浸沒式光刻機原型,上海微預計在2022年初提供一個實驗機型,預計SMEE新設備可以降低到28 nm的工藝節(jié)點,這個將會是一個了不起的成就,這個節(jié)點代表了中國近期晶圓制造的“最佳點”,因為28納米及以上的工藝占全球晶圓產量的一半以上。所以如果能夠同心協力,所有國產設備配套都滿足28nm這個節(jié)點而沒有短板,那么將會把制造帶上一個新臺階。

如前文描述,除了光刻最重要的就是蝕刻。蝕刻主要作用于在光刻設備定義了一層電路圖案后,從晶圓表面化學去除多余材料。中微半導體(AMEC)是中國大陸目前最領先的蝕刻設備制造商,臺積電已購買AMEC蝕刻設備,而且包括英特爾、美光和三星等其他主要晶圓制造廠商也進行了導入測試。AMEC大部分設備商用于90nm及以上的成熟工藝,但其最新設備能夠在5nm節(jié)點成功展示了介電材質蝕刻能力。

除了中微AMEC,北方華創(chuàng)Naura,在中國半導體設備市場近期也取得了不錯的成績。北方華創(chuàng)也是中國化學氣相沉積設備CVD的領先設備制造供應商。

在檢測方面,精測科技在存儲、CIS/FPD檢測和膜厚檢測均有不錯的積累,當然也還有很大發(fā)展空間。

在清洗設備上,至純科技和盛美半導體,均有逐步導入設備量產,可能在先進工藝節(jié)點上還要更多努力,目前這塊的追趕應該還比較容易,國內先進晶圓級封裝等都有很多設備可以了,至少有一些積累了。

在PVD、氧化、離子注入等三個領域,我們可能還需要更多的國內替代商出現,目前還有差距。

70年代中期,日本發(fā)起了一項旨在加強其半導體設備制造能力并與美國領先供應商競爭的計劃,這個計劃核心是通過10~15年成為全球第二,這個計劃非常成功,直到今天都奠定并維持了這個格局。這個計劃的戰(zhàn)略是從封裝設備開始,逐步向先進晶圓級封裝,再到晶圓制造設備逐步發(fā)展,可以說非常值得我們學習。因為,如筆者前面諸多文章的描述,今天我們已經在傳統(tǒng)封裝、先進封裝制造逐步追趕,截止2021年我們已經可以占到全球三分之一的份額,而且還在逐步擴大,如果這些廠商能夠齊心協力發(fā)展設備,最后剝離整合,那么就可以逐步向上發(fā)展,到先進晶圓級封裝,最后到晶圓設備制造。

此外,要知道,隨著中國半導體市場占全球需求的35%并不斷增長,中國半導體的客戶群體在該行業(yè)中占據著重要地位,并極有利于本地供應商的發(fā)展產生影響。同時數據顯示,半導體最重要的是人,尤其是工程師資源,中國在科學、技術、工程和數學大學畢業(yè)生數量是美國的八倍,是日本的十倍。這些畢業(yè)生從數量到質量會逐步遞進,而且隨著政策開放,國外人才的引入和留學人才的回流將提供一批批所需人才,對我國建設世界一流半導體設備環(huán)境提供重要后援力量,可以預見,我們的發(fā)展后勁還會很大很大。

隨著國內設備制造商的介入,如能加上政策牽引,中國半導體行業(yè)有望在三年內徹底解決28nm工藝晶圓生產的全國產化,再進一步復制模式,五年內解決14nm國產化,實現自給自足。



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