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突發!28nm芯片恐被“卡脖子”,國產半導體設備上演“生死

2021-06-23 14:06:08
目前全球芯片產能供應不足,各大代工廠和封裝測試廠商紛紛擴大產能,帶動上游半導體設備市場暴漲。SEMI發布的最新報告顯示,今年第一季度半導體設備銷售額同比增長51%,其中中國大陸、臺省、南韓增長最為明顯。
近年來,國內晶圓代工廠的投資和建設加快,設備制造商在各種背景的推動下也快速成長。然而,許多設備與國際制造商之間仍有很大差距,華為的手機業務基本停滯不前,因為美國限制代工制造商使用與美國相關的設備為華為,生產芯片,中芯國際公司也需要在美國商務部的批準下購買任何美國設備。
近日,據臺灣媒體最新消息,有報道稱,臺積電和聯電擴大了在大陸的產能,所需的28納米加工設備尚未獲得美國的供應許可。同時,據悉,中國臺灣省的晶圓制造商要想將美國設備從臺灣省轉移到大陸,需要從美國獲得許可證。然而,一些機構向臺灣省蔡穎的高管詢問了禁止向中國銷售28納米設備的問題,得到的答案是:沒有
雖然這個傳言并不準確,但從中芯國際和華為,對美國半導體設備使用的限制來看,中國在半導體設備方面仍然需要警惕。中國要想在半導體行業享有更大的自主權,半導體設備的不斷突破和增長是需要關注的關鍵環節之一。
在先進的晶圓生產線中,設備占70-80%
在晶片制造過程中需要許多類型的設備。各種設備的應用比例是多少?根據華西證券最近發布的報告,設備價值約占制造先進集成電路產品生產線總投資的70%-80%。當工藝達到16/14nm時,設備投資占85%,7nm以下的比例會更高。
半導體制造一般可以分為前制程和后制程,道指的前晶圓制造和道指的后封裝測試,根據Semi的統計,從過去的銷售來看,前制造設備約占半導體專用設備市場的80%,后封裝測試設備約占20%。可見,前一個過程是半導體設備應用中的主要環節。
前一種工藝晶圓制造可能包括氧化退火、化學氣相沉積、光刻曝光、刻蝕,離子注入、PVD鍍膜、化學機械拋光、清洗等工藝流程。其中,光刻工藝使用的光刻機在原設備中的市場份額達到20%,光刻機目前也是國內廠商中非常薄弱的一環,市場主要由ASML、佳能、尼康等國外廠商控制。
刻蝕設備將用于刻蝕,工藝,光刻膠上的圖案將通過等離子轉移到硅片上,在干刻蝕刻蝕設備占前者設備24%的市場份額;化學氣相沉積通過化學反應在硅片上沉積氣態物質形成薄膜,化學氣相沉積設備占前者設備市場份額的19%。
此外,還有離子注入設備、PVD物理氣相沉積設備、化學機械拋光設備、清洗設備、前端測量設備等。將與上述工藝環節相對應使用,前端設備的市場份額分別為4%、6%、3%、7%和12%。可以看出,每個設備在半導體制造上的投入是不一樣的,目前國內廠商對各種設備的國產化程度也不一樣。
基本實現從0到1的突破。刻蝕,化學機械拋光、清洗等設備取得了最新進展
如上所述,隨著國內晶圓代工廠投資建設的加快,
根據國內各大晶圓廠設備采購統計數據,國內各大晶圓廠設備國產化情況如下。預計光刻設備零突破,涂膠和開發設備突破。化學機械拋光設備和PVD設備的國產化率約為10%,刻蝕設備的國產化率為20%。
最近很多廠商都透露了最新進展。近日,來自中微半導體的首臺8英寸甚高頻去耦反應離子(CCP)刻蝕設備Primo  AD-RIE  200成功交付給客戶生產線。primo  AD-RIE200 刻蝕設備是中微半導體自主研發的新一代8英寸VHF去耦反應離子(CCP)刻蝕設備,可滿足不同客戶8英寸晶圓的加工要求。Primo  AD-RIE  200還提供了一個靈活的解決方案,可以升級到12英寸的刻蝕設備系統,可以滿足客戶未來可能擴展的生產線的需求。目前,刻蝕的國內設備制造商主要包括來自北方華創和中微的公司,而國外主要制造商包括LAM、TEL和AMAT。
最近國內唯一能提供半導體12寸CMP設備的廠商也受到了不少關注。華海清科的主要產品是化學機械拋光設備,是國內12英寸和8英寸化學機械拋光設備的主要供應商。化學機械拋光設備的累計裝運量為58臺,現有35臺。化學機械拋光設備已廣泛應用于中芯國際、長江倉儲、華虹集團、大連英特爾,廈門聯芯, 長鑫倉儲、廣州心悅、上海積塔等行業領先集成電路制造商的大型生產線。
另一家國內化學機械拋光設備制造商是北京爍科精微電子設備有限公司,該公司也在迅速發展。該公司成立于2019年,是由中國電子科技集團有限公司的子公司中電科電子設備集團有限公司成立的混合所有制公司,其8英寸化學機械拋光設備已通過中芯國際和華虹集團的商業驗證和銷售,第一臺12英寸化學機械拋光設備已于2021年2月發送給客戶進行驗證。
國內廠家和國際廠家在CMP設備上差距很大。目前,全球化學機械拋光設備市場主要由美國應用材料和日本、荏原設備制造商占據,占市場的90%以上。而且荏原生產的美國應用材料和日系、日系CMP設備已經達到5nm工藝技術水平,而華海清科CMP設備主要用于28nm及以上工藝生產線,14nm工藝技術還在驗證中。
近日,盛美半導體在科創板IPO方面取得最新進展。其主要產品包括半導體清洗設備、半導體電鍍設備和先進的包裝濕法設備等。其主要經營收入來自清洗設備,尤其是整體式清洗設備,占86%。公司在晶圓制造領域的主要客戶有海力士, 華宏集團、長江倉儲、中芯國際、合肥長鑫,
國內半導體清洗設備企業還包括華創,北部的芯源微和至純科技。華創北部的主要清洗設備產品是單片和槽式清洗設備,可應用于技術節點為65納米和28納米的芯片制造;至純科技擁有相關技術生產8-12英寸高階單晶片濕法清洗設備和狹縫濕法清洗設備;芯源微電流產品用于集成電路制造領域的單片刷領域。
清洗設備的全球市場集中度也相當高,特別是在單片機清洗設備領域。DNS、TEL、LAM、SEMES的總市場份額超過90%,其中DNS的市場份額最高,市場份額超過40%。
摘要
一些機構認為,目前國內晶圓廠已經進入投資建設高峰期。據統計,從2020年到2022年,國內晶圓廠的總投資將分別達到1500億元、1400億元和1200億元,投資金額是國內三年來最高的。如上所述,晶圓廠建設最大的投資是半導體設備,這幾年市場相當大。
目前,半導體設備的國產化率已達到化學機械拋光,刻蝕,清洗設備逐步增加,涂膠和顯影設備也取得了突破。其中難度最大的光刻機也在加速其技術研發投入。總的來說,雖然難,但已經有了一個不錯的起步階段。從短期來看,國內設備制造商將有很好的增長機會,從長期來看,國內設備市場最終將邁上一個新的臺階。

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