辟新路，中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備及零部件出海

根據(jù)海關(guān)總署數(shù)據(jù)顯示，2024 年中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備及零件出口總額為 370.8 億元，出口方式以一般貿(mào)易為主。

中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備及零部件市場(chǎng)現(xiàn)狀

半導(dǎo)體設(shè)備零部件是指在材料、結(jié)構(gòu)、工藝、品質(zhì)、精度、可靠性及穩(wěn)定性等性能方面達(dá)到了半導(dǎo)體設(shè)備及技術(shù)要求的零部件，作為半導(dǎo)體設(shè)備的重要組成部分，零部件的質(zhì)量、性能和精度優(yōu)劣直接決定了半導(dǎo)體設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性，從主要材料和使用功能的角度，半導(dǎo)體設(shè)備零部件的主要類別包括金屬件、硅/碳化硅件、石英件、陶瓷件、真空件和密封件等。

根據(jù) SEMI 的分類，半導(dǎo)體設(shè)備主要包括晶圓制造設(shè)備、封裝設(shè)備、測(cè)試設(shè)備以及其他輔助設(shè)備。其中，晶圓制造設(shè)備包括光刻、刻蝕、沉積、離子注入、清洗、量測(cè)等設(shè)備；封裝設(shè)備包括切割、鍵合、封裝成型、分選等設(shè)備；測(cè)試設(shè)備包括測(cè)試機(jī)、探針臺(tái)、分選機(jī)等；其他輔助設(shè)備包括晶圓減薄、研磨、化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）等。

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2024 年中國(guó)大陸半導(dǎo)體晶圓制造設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 2300 多億元，達(dá)到歷史高點(diǎn)，全年市場(chǎng)規(guī)?？傮w保持上漲趨勢(shì)，同比增長(zhǎng) 19.4%。此外，2024 年中國(guó)晶圓制造設(shè)備綜合本土化率達(dá) 25%，其中清洗、CMP、PVD 設(shè)備本土化率超 35%。到 2025 年，SEMI 預(yù)測(cè)國(guó)產(chǎn)芯片設(shè)備自給率將達(dá) 50%，14nm 工藝實(shí)現(xiàn)全覆蓋，初步擺脫對(duì)美日歐設(shè)備的依賴。

2024 年中國(guó)大陸主要晶圓制造設(shè)備本土化率情況，數(shù)據(jù)來(lái)源 MIR DATABANK

中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備及零部件出海情況

據(jù)了解，2024 年中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備及零部件企業(yè)數(shù)量約為 1 萬(wàn)-1.6 萬(wàn)家，其中上市公司 20 余家，頭部企業(yè)如北方華創(chuàng)、中微公司、拓荊科技等在刻蝕、薄膜沉積、清洗設(shè)備等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破。

根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，2022 年至 2024 年，中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備及零件出口總額呈上升趨勢(shì)，從 2022 年的 40.9 億美元，上升至 2024 年的 52.1 億美元。具體到各個(gè)公司出海情況到底如何呢？筆者翻看了國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備及零部件廠商的最新財(cái)報(bào)，并將其中部分公司的出海收入編制到下表之中。

值得注意的是，中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備廠商的海外收入占比不是很高。2024 年全球半導(dǎo)體設(shè)備支出中，中國(guó)貢獻(xiàn)了 496 億美元，占比高達(dá) 42.4%，同比增長(zhǎng) 35%。但是有一個(gè)殘酷的事實(shí)是國(guó)產(chǎn)設(shè)備自給率不足 30%，這意味著中國(guó)采購(gòu)的 496 億美元設(shè)備中，超過 350 億美元依賴進(jìn)口。如此境況下，中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備廠商優(yōu)先國(guó)內(nèi)市場(chǎng)自然也不奇怪了。

那么，中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備及零部件主要出海哪些地區(qū)呢？根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，2024 年中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備及零件主要出口至美國(guó)、印度、新加坡等地區(qū)，三地區(qū)合計(jì)占出口總量的 35%。此外，俄羅斯是去年出口增量比較大的地區(qū)。

值得一提的是，俄羅斯在進(jìn)口關(guān)稅方面，對(duì)用于半導(dǎo)體生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備和材料，實(shí)施差別化關(guān)稅政策。對(duì)于國(guó)內(nèi)無(wú)法生產(chǎn)的先進(jìn)設(shè)備，關(guān)稅有所降低，如在 2024 年，先進(jìn)光刻設(shè)備的進(jìn)口關(guān)稅從之前的 15% 降至 8%。同時(shí)，俄羅斯政府設(shè)立專項(xiàng)基金，鼓勵(lì)企業(yè)進(jìn)口技術(shù)和設(shè)備用于本土半導(dǎo)體研發(fā)與生產(chǎn)。2023-2024 年間，俄羅斯半導(dǎo)體進(jìn)口額增長(zhǎng)約 12%，其中用于國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體項(xiàng)目建設(shè)的進(jìn)口占比明顯增加。

中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備及零部件最新突破

DUV 光源突破：全固態(tài) DUV 光源技術(shù)

中國(guó)科學(xué)院發(fā)布了突破性成果，全固態(tài) DUV 光源技術(shù)，徹底改寫了光刻機(jī)核心光源的底層邏輯。該技術(shù)完全基于固態(tài)設(shè)計(jì)，由自制的 Yb:YAG 晶體放大器生成 1030nm 的激光，在通過兩條不同的光學(xué)路徑進(jìn)行波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換。

一路采用四次諧波轉(zhuǎn)換 (FHG)，將 1030nm 激光轉(zhuǎn)換為 258nm，輸出功率 1.2W。另路徑采用光學(xué)參數(shù)放大 (OPA)，將 1030nm 激光轉(zhuǎn)換為 1553nm，輸出功率 700mW。之后，轉(zhuǎn)換后的兩路激光通過串級(jí)硼酸鋰 (LBO) 晶體混合，生成 193nm 波長(zhǎng)的激光光束。最終獲得的激光平均功率為 70mW，頻率為 6kHz，線寬低于 880MHz，半峰全寬 (FWHM) 小于 0.11pm(皮米，千分之一納米)，光譜純度與現(xiàn)有商用準(zhǔn)分子激光系統(tǒng)相當(dāng)。

在此之前，國(guó)際主流的 DUV 光刻機(jī)都采用了氟化氙 (ArF) 準(zhǔn)分子激光技術(shù)，通過氬、氟氣體混合物在高壓電場(chǎng)下生成不穩(wěn)定分子，釋放出 193nm 波長(zhǎng)的光子，然后以高能量的短脈沖形式發(fā)射，輸出功率 100-120W，頻率 8k-9kHz，再通過光學(xué)系統(tǒng)調(diào)整，用于光刻設(shè)備。而中科院的設(shè)計(jì)可以大幅降低光刻系統(tǒng)的復(fù)雜度、體積，減少對(duì)于稀有氣體的依賴，并大大降低能耗。

哈工大 EUV 光源突破：放電等離子體極紫外光刻光源

哈爾濱工業(yè)大學(xué)成功研發(fā)「放電等離子體極紫外光刻光源」技術(shù)，能夠提供中心波長(zhǎng)為 13.5 納米的極紫外光，這一成果榮獲黑龍江省高校和科研院所職工科技創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化大賽一等獎(jiǎng)。

該項(xiàng)技術(shù)基本原理是利用放電等離子體產(chǎn)生極紫外光。在特定的放電條件下，等離子體中的原子或離子會(huì)被激發(fā)到高能態(tài)，當(dāng)它們躍遷回低能態(tài)時(shí)，會(huì)發(fā)射出極紫外波段的光，通過對(duì)放電過程的精確控制和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了中心波長(zhǎng)為 13.5nm 的極紫外光的穩(wěn)定輸出。

傳統(tǒng) EUV 光刻技術(shù)主要依賴于激光生產(chǎn)等離子體方法，其過程復(fù)雜，需要高能量激光器轟擊液態(tài)錫滴，從而產(chǎn)生等離子體。然而，中國(guó)研究團(tuán)隊(duì)采用了不同的方法——激光誘導(dǎo)放電等離子體技術(shù)。具體來(lái)說，激光首先將少量錫汽化為云狀物，隨后通過兩個(gè)電極施加高壓，將錫云轉(zhuǎn)化為等離子體。在這一過程中，高價(jià)態(tài)錫離子和電子頻繁碰撞并輻射，產(chǎn)生極紫外光。與 LPP 技術(shù)相比，LDP 方法具有更高的能量利用效率，同時(shí)成本更低。

北方華創(chuàng)發(fā)布首款離子注入機(jī) Sirius MC 313

北方華創(chuàng)發(fā)布首款離子注入機(jī) Sirius MC 313，正式宣布進(jìn)軍離子注入設(shè)備市場(chǎng)。

在芯片制造流程里，除了備受關(guān)注的光刻、刻蝕、薄膜沉積等環(huán)節(jié)，離子注入設(shè)備同樣占據(jù)著極為關(guān)鍵的地位。離子注入設(shè)備能夠以極高的精度和效率，將特定元素的帶電離子注入半導(dǎo)體材料，從而精準(zhǔn)改變材料的電性能，為芯片制造提供不可或缺的技術(shù)支撐。其工作原理是先通過離子源產(chǎn)生所需離子，在電場(chǎng)作用下加速至預(yù)定能量，再精確注入半導(dǎo)體材料，實(shí)現(xiàn)原子的替換或添加，進(jìn)而調(diào)控材料性能。

據(jù)了解，北方華創(chuàng)在離子注入設(shè)備的束流控制、調(diào)束算法、劑量精準(zhǔn)控制等關(guān)鍵技術(shù)方面取得多項(xiàng)突破，自主開發(fā)出具備能量精度高、劑量均勻性好、注入角度控制精度高等特性的高端離子注入設(shè)備。未來(lái)，北方華創(chuàng)將以實(shí)現(xiàn)離子注入設(shè)備全品類布局為目標(biāo)，推動(dòng)離子注入設(shè)備全面覆蓋邏輯、存儲(chǔ)、特色工藝及化合物半導(dǎo)體等領(lǐng)域。

中微公司發(fā)布 12 英寸晶圓邊緣刻蝕設(shè)備 Primo Halona

中微公司正式發(fā)布了自主研發(fā)的 12 英寸晶圓邊緣刻蝕設(shè)備 Primo Halona。

此款 12 英寸邊緣刻蝕設(shè)備 Primo Halon 采用中微公司特色的雙反應(yīng)臺(tái)設(shè)計(jì)，可靈活配置最多三個(gè)雙反應(yīng)臺(tái)的反應(yīng)腔，且每個(gè)反應(yīng)腔均能同時(shí)加工兩片晶圓，在保證較低生產(chǎn)成本的同時(shí)，滿足晶圓邊緣刻蝕的量產(chǎn)需求，從而實(shí)現(xiàn)更高的產(chǎn)出密度，提升生產(chǎn)效率。設(shè)備腔體均搭載 Quadra-arm 機(jī)械臂，精準(zhǔn)靈活，腔體內(nèi)部采用抗腐蝕材料設(shè)計(jì)，可抵抗鹵素氣體腐蝕，為設(shè)備的穩(wěn)定性與耐久性提供保證。

此外，Primo Halona 配備獨(dú)特的自對(duì)準(zhǔn)安裝設(shè)計(jì)方案，不僅可提高上下極板的對(duì)中精度和平行度，還可有效減少因校準(zhǔn)安裝帶來(lái)的停機(jī)維護(hù)時(shí)間. 在設(shè)備智能化方面，Primo Halona 提供可選裝的集成量測(cè)模塊，客戶通過該量測(cè)模板可實(shí)現(xiàn)本地實(shí)時(shí)膜厚量測(cè)，一鍵式實(shí)現(xiàn)晶圓傳送的補(bǔ)償校準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)更好的產(chǎn)品維護(hù)性，大大提升后期維護(hù)效率。