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佳能光刻機現在是什么水平？探訪(fǎng)進(jìn)博會(huì )上的光學(xué)大廠(chǎng)
進(jìn)博會(huì )的裝備技術(shù)展區，幾家光學(xué)大廠(chǎng)成為一道格外靚麗的風(fēng)景線(xiàn)，不僅是ASML這種光刻機制造商，還有在供應鏈層級上涉足更上游的佳能、尼康。我們還特別拍了個(gè)“光學(xué)大廠(chǎng)”的圖集，匯聚了包括ASML、佳能、蔡司、尼康等參展企業(yè)——雖然這些企業(yè)如果單就電子行業(yè)來(lái)看，涉足的層級和業(yè)務(wù)都有區別。
像佳能這種公司的業(yè)務(wù)線(xiàn)相對龐雜，而且很多產(chǎn)品都還很知名，比如說(shuō)相機、攝影鏡頭、打印機這些消費電子產(chǎn)品。實(shí)際上，和芯片與顯示面板制造相關(guān)的光刻機、FPD曝光機、OLED蒸鍍機等一眾光學(xué)設備產(chǎn)品，這次并未出現在佳能的展臺上，畢竟那都是大件。佳能就這些技術(shù)展示了一些下游合作伙伴的產(chǎn)品，比如說(shuō)折疊屏手機、OLED顯示屏等。不過(guò)有幸我們這次采訪(fǎng)到了佳能光學(xué)設備（上海）有限公司董事長(cháng)兼總經(jīng)理牧野晶先生，聊了聊佳能的這塊業(yè)務(wù)，及佳能眼中半導體與顯示市場(chǎng)的未來(lái)。我們將這次采訪(fǎng)分作5個(gè)大的問(wèn)題做個(gè)總結：1.目前佳能公司的光學(xué)設備業(yè)務(wù)規模多大？佳能公司的業(yè)務(wù)雖然很多，不過(guò)從財報依然能夠相對便捷地梳理出來(lái)。從佳能2021財年（截至2021年12月31日）年報來(lái)看，這家公司全年凈銷(xiāo)售額（net sales）3.5134萬(wàn)億日元（約合305.51億美元），同比增長(cháng)11.2%；營(yíng)業(yè)利潤（operating profit）2819.18億日元（約合24.51億美元）——同比增幅達到了155.0%，還是相當契合去年行業(yè)的牛市。這家公司的業(yè)務(wù)，從大方向可以分成打?。╬rinting group）、影像（imaging group）、醫療（medical group）、工業(yè)與其他（industrial and others group）。佳能在消費電子市場(chǎng)最知名的，應該就是打印機和成像設備了——后者包括單反、無(wú)反相機、攝影鏡頭、網(wǎng)絡(luò )攝像頭、多媒體投影機等。而我們最為關(guān)心的光刻機、蒸鍍機這類(lèi)設備屬于其中的“工業(yè)與其他”。從2021年的營(yíng)收情況來(lái)看，佳能的這項業(yè)務(wù)占到整個(gè)佳能公司營(yíng)收的大約15.5%。該業(yè)務(wù)具體的產(chǎn)品包括了半導體光刻機、FPD曝光機、OLED顯示制造設備、真空薄膜沉積設備、die鍵合機等。其實(shí)佳能這家公司超過(guò)一半的營(yíng)收都來(lái)自打印業(yè)務(wù)；成像業(yè)務(wù)的營(yíng)收份額在18.6%。2021年報中，佳能提到存儲與邏輯芯片制造商，對于半導體光刻設備的需求很旺盛；當時(shí)FPD顯示曝光設備需求也相當強勁——畢竟2021年主要還是沉浸在LCD面板的瘋狂漲價(jià)潮中，即便從Q4顯示行業(yè)已經(jīng)開(kāi)始面臨周期性衰退——而且衰退速度還非常之快，前不久國際電子商情就有過(guò)詳細報道。
至少在2021年，佳能的業(yè)務(wù)線(xiàn)是全線(xiàn)看漲的。其中工業(yè)與其他板塊的營(yíng)收5457.42億日元，同比增長(cháng)18.2%?；诜喊雽w產(chǎn)業(yè)的供應鏈比較長(cháng)，即便當前整個(gè)電子產(chǎn)業(yè)大趨勢出現衰退，上游的設備供應商業(yè)績(jì)仍然非常好。即便看佳能2022 Q3季報，這個(gè)業(yè)務(wù)板塊當季仍然有18.5%的增長(cháng)。如果從全球區域市場(chǎng)來(lái)看，佳能最大的市場(chǎng)在美洲，其次是歐洲、亞太地區，以及日本本國市場(chǎng)——這種營(yíng)收分布在過(guò)去這些年還是相對穩定的。只不過(guò)這是整個(gè)佳能公司的情況，其工業(yè)與其他板塊的銷(xiāo)售情況就不得而知了。牧野晶在接受采訪(fǎng)時(shí)說(shuō)從2020年開(kāi)始，中國（包含中國臺灣）就已經(jīng)是佳能顯示制造設備最大的市場(chǎng)，“相對來(lái)說(shuō)，我們FPD面板制造行業(yè)都集中在亞洲地區。在亞洲，中國所占份額和比重是最高的，不管是曝光機還是蒸鍍機?！蹦烈熬дf(shuō)。基于此前LCD面板漲價(jià)潮，實(shí)際上去年曾有過(guò)一段時(shí)間，京東方的面板營(yíng)收超過(guò)了Samsung Display。加上主要的LCD面板制造商都在大陸和臺灣，這種情況也比較容易預期。2.佳能現在的光刻機是什么水平？我們也詢(xún)問(wèn)了，用佳能光刻機以后，foundry廠(chǎng)所能達成的最高工藝水平。牧野晶告訴我們佳能的KrF光源設備，波長(cháng)248nm，“對應到最小極限線(xiàn)寬是90nm”。不過(guò)佳能還有一些應用新技術(shù)、更精密的設備，后文會(huì )有提及。就應用于半導體制造方向，佳能在今年進(jìn)博會(huì )上介紹的，是自家的i-line和KrF光刻機——面向各種類(lèi)型的芯片，而且不僅是狹義的芯片制造，也包括一些現代化的封裝技術(shù)。比如FPA-5520iV半導體i-line步進(jìn)式光刻機也做晶圓級封裝——主要針對一些多die封裝過(guò)程中，比如SiP封裝的substrate里面走線(xiàn)的RDL層；3D封裝中我們經(jīng)常聽(tīng)到的TSV硅通孔。這些部分也需要微米、亞微米級別的線(xiàn)寬，自然就需要光刻機參與。還有像是FPA-3030i5a面向的是8英寸及以下尺寸晶圓的光刻機，當代碳化硅、氮化鎵器件制造需要用到；以及FPA-3030EX6這種KrF光刻機，支持模擬芯片制造；FPA-6300ES6a則更多用于大規模生產(chǎn)DRAM、閃存等存儲設備（也支持各類(lèi)傳感器、微處理器制造）。
牧野晶說(shuō)光刻機的應用遠不僅限在數字芯片制造的尖端工藝上?！跋裉蓟柽@種化合物基板，就和主流硅基晶圓不同。材質(zhì)上有差異，對于光刻機的要求也就不一樣。在這個(gè)領(lǐng)域，我們就有很多解決方案?！薄斑€有在半導體制造后端的先進(jìn)封裝，這部分對光刻機的需求也很高，我們在這方面就有很多的應用?！蹦烈熬дf(shuō)，“more than Moore還有很多廣泛的應用。在這些領(lǐng)域內，佳能會(huì )更新產(chǎn)品線(xiàn)，滿(mǎn)足客戶(hù)需求，相信我們的市場(chǎng)會(huì )越來(lái)越大?！?/span>其實(shí)從佳能提供的這些光刻機種類(lèi)，也很容易理解，佳能光刻機業(yè)務(wù)的營(yíng)收潛力巨大；尤其是在節能、減碳的大趨勢下——這對半導體整個(gè)產(chǎn)業(yè)而言都是營(yíng)收增長(cháng)點(diǎn)，尤其一些功率器件。相關(guān)半導體光刻機的部分，這次佳能于進(jìn)博會(huì )期間介紹的技術(shù)和產(chǎn)品，有兩點(diǎn)是我們認為格外值得一提的。首先是近期佳能在推一個(gè)叫Lithography Plus的半導體光刻機解決方案平臺。佳能在介紹中說(shuō)是基于技術(shù)積淀、海量制造數據，“在提升設備維護運轉率的同時(shí)，能夠實(shí)現半導體制造工藝的優(yōu)化，通過(guò)技術(shù)與數據優(yōu)勢，提升光刻機的生產(chǎn)效率”。聽(tīng)起來(lái)頗有點(diǎn)“計算光刻”的意思，雖然不清楚有沒(méi)有應用AI之類(lèi)的技術(shù)。牧野晶說(shuō)，這一平臺的功能很多，像是“針對工廠(chǎng)復數臺設備，比如8臺、10臺，可以做設備統一管理?！薄昂?jiǎn)單總結：按照目的來(lái)分類(lèi)，一個(gè)目的是提高生產(chǎn)性能，另一個(gè)目的是提高良率；從生產(chǎn)線(xiàn)角度，則做到一是讓設備不要有故障，另一個(gè)是即使發(fā)生故障也能讓設備很快恢復，最終做到讓設備維持運作的狀態(tài)時(shí)間越來(lái)越長(cháng)?！?/span>縮減客戶(hù)停機時(shí)間或盡可能不停機，似乎是各類(lèi)設備制造商一直以來(lái)的目標，尤其是此類(lèi)精密設備。而在提升良率的部分，“光刻機的菜單里面有很多參數，有些參數需要做精細調整?！蹦烈熬дf(shuō)，“把參數調好，才能發(fā)揮設備100%的效力。當然這也不光是設備的問(wèn)題，還和材料和其他周邊相關(guān)?！倍鳯ithography Plus的存在就是解決這些問(wèn)題的，基于過(guò)往經(jīng)驗和大量數據的匯總，“我們會(huì )給客戶(hù)提供推薦，通過(guò)這個(gè)平臺告訴客戶(hù)做這樣的產(chǎn)品、可能這樣設定比較好，能節省客戶(hù)很多的時(shí)間?！?/span>另外值得一提的是，佳能在做一種“納米壓印”光刻技術(shù)——達成光刻的方法和“光學(xué)曝光完全不一樣”，“類(lèi)似于蓋章，沒(méi)有復雜的光學(xué)元器件”，不是通過(guò)圖案mask（掩模板）后微縮曝光，而是一種“等比例”的技術(shù)，“reticle上面是多少納米，壓在晶圓上面就是多少納米”；同時(shí)，“納米壓印的圖案每一層都一次壓印成形，不像傳統光刻會(huì )用到SADP/SAQP（多重曝光）等復雜工藝”。其特點(diǎn)在于制造成本更低，而且耗電量也遠低于EUV光刻機。雖然我們不清楚這種等比例的光刻，掩模板究竟要怎么做；而且其原理決定不能進(jìn)行多重曝光，又如何達成更小的pitch；不過(guò)牧野晶說(shuō)，當前這類(lèi)設備還沒(méi)有到量產(chǎn)階段，但“我們相信如果這個(gè)設備能夠成功量產(chǎn)的話(huà)，將具有革新意義，壓倒性地降低邏輯電路生產(chǎn)成本”。“這個(gè)設備目前還在做量產(chǎn)評價(jià)，目前十幾納米已經(jīng)成功實(shí)現?！薄拔覀兿嘈艑?lái)是能夠做到的?！?/span>3.面對半導體光刻機供不應求的市場(chǎng)現狀，佳能是怎么做的？“無(wú)法按照客戶(hù)希望的交期來(lái)供貨，這是事實(shí)?！蹦烈熬дf(shuō)，“原因之一當然和產(chǎn)能有關(guān)。另一個(gè)原因是光刻機生產(chǎn)需要很多零部件。目前這些零部件的供給也存在問(wèn)題?！?/span>“我們造光刻機，生產(chǎn)能力和零部件有關(guān)；同時(shí)也和我們自己有關(guān)，比如制造場(chǎng)所、員工數量夠不夠等?！?/span>“不過(guò)前一陣日本那邊也有新聞報道，我們的半導體光刻機工廠(chǎng)有擴產(chǎn)計劃?！边@應該是10月份的一則消息，當時(shí)佳能宣布要投資超過(guò)500億日元在日本新建一座半導體設備工廠(chǎng)，目標是將半導體設備產(chǎn)能提升一倍。據說(shuō)這是佳能21年來(lái)首次擴大光刻機生產(chǎn)線(xiàn)。“計劃是在2025年投產(chǎn)。關(guān)于光刻機部品、零部件相關(guān)的問(wèn)題，我們在和供貨商溝通交流，希望能夠加快供貨的速度?！蹦烈熬П硎?，“同時(shí)我們還在想辦法，實(shí)現部品零部件供應商的多樣化，以前只有一兩家供貨的，現在去找第三家、第四家?！?/span>4.作為FPD曝光機和OLED蒸鍍機供應商，佳能如何看待顯示行業(yè)寒冬？相較于半導體光刻機，顯示面板設備其實(shí)更能算作佳能主場(chǎng)。尤其OLED蒸鍍機——從市場(chǎng)份額來(lái)看，應當還沒(méi)有敵手；而曝光機市場(chǎng)，則基本與尼康長(cháng)期保持對半分。進(jìn)博會(huì )期間，佳能也介紹了幾款面向8代和6代基板的FPD曝光機，以及來(lái)自Canon Tokki的OLED真空蒸鍍機的相關(guān)產(chǎn)業(yè)設備應用。顯示面板的上游制造設備市場(chǎng)和半導體制造還是不大一樣的，比如說(shuō)佳能雖然和尼康對半切分FPD曝光機市場(chǎng)，但兩家的技術(shù)路線(xiàn)也大相徑庭。牧野晶說(shuō)佳能的FPD曝光設備目前用的是MPA（Mirror Projection）方式，“是反射式的等倍投影”；技術(shù)特點(diǎn)在于“不會(huì )有拼接曝光產(chǎn)生的顯像不良影響，能夠實(shí)現大規模生產(chǎn)效率”；“一次性曝光的高生產(chǎn)性和高品質(zhì)的顯示性能，是佳能的優(yōu)點(diǎn)”。而在OLED蒸鍍機方面，牧野晶介紹說(shuō)其核心技術(shù)特點(diǎn)在于“蒸鍍技術(shù)是高真空環(huán)境下實(shí)現的。因此在真空環(huán)境下，Tokki蒸鍍機所擁有的長(cháng)時(shí)間生產(chǎn)穩定性、高精度對位性能、高精度真空搬送性能和蒸鍍性能，都是Canon Tokki的核心技術(shù)所在”。
對于顯示行業(yè)正面臨周期性下滑的問(wèn)題，“我個(gè)人對于這個(gè)市場(chǎng)的觀(guān)點(diǎn)是，因為顯示面板市場(chǎng)需求是周期性的，一個(gè)新產(chǎn)品出來(lái)以后，到市場(chǎng)達到飽和，然后下行，這是周期性規律——這么多年來(lái)顯示行業(yè)都是這樣規律波動(dòng)的?！蹦烈熬дf(shuō)，“我們對這個(gè)市場(chǎng)未來(lái)狀況仍保持樂(lè )觀(guān)態(tài)度?！?/span>“因為顯示產(chǎn)品本身的特性，是隨著(zhù)新產(chǎn)品出現帶來(lái)新的需求。比如以前電視主流尺寸是32寸、40寸，然后出現了65寸、75寸的電視機，尺寸變大帶來(lái)新的需求。OLED電視也已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入人們視野；還包括新形態(tài)的手機，采用折疊屏、卷曲屏，也帶來(lái)了更多新的市場(chǎng)需求?！蹦烈熬д劦?，“這其中，我們特別看好OLED面板的應用，我相信它能引領(lǐng)未來(lái)新顯示器件的變革?！?/span>“OLED越做越薄，可以做柔性的、可撓的或者透明的。未來(lái)應用場(chǎng)景會(huì )有大的突破?！薄斑€有像是車(chē)載市場(chǎng)的需求”，“OLED特性帶來(lái)新產(chǎn)品形態(tài)，我們認為是很值得被期待的。而且我們從合作伙伴和客戶(hù)的布局來(lái)看，他們的生產(chǎn)稼動(dòng)率也呈現出成長(cháng)態(tài)勢?！?/span>5.對中國未來(lái)的市場(chǎng)怎么看？“我在中國負責光刻機業(yè)務(wù)已經(jīng)17、18年了。在這個(gè)過(guò)程里，也和中國市場(chǎng)、中國客戶(hù)之間形成了非常良好的合作伙伴關(guān)系?！蹦烈熬дf(shuō)，“這其中佳能的客戶(hù)有中國企業(yè)，也有在中國市場(chǎng)的韓國、歐美企業(yè)?！?/span>看中國未來(lái)5年的市場(chǎng)，就行業(yè)本身，“我覺(jué)得不管是半導體還是顯示相關(guān)的，我都堅信這個(gè)市場(chǎng)的成長(cháng)是切實(shí)、肯定的?！薄帮@示面板市場(chǎng)暫時(shí)在下滑、半導體市場(chǎng)應用方向之一的智能手機銷(xiāo)量也有些低迷，但這都只是和去年非常好的市場(chǎng)表現做對比。整體上來(lái)看，我覺(jué)得成長(cháng)趨勢是不會(huì )變的?！?/span>
“半導體市場(chǎng)里，普通消費者了解CPU、存儲產(chǎn)品比較多。但半導體應用其實(shí)是非常廣泛的，比如電源管理、各種傳感器、通信等。這些都是潛在增長(cháng)點(diǎn)?！比绫疚牡谝徊糠炙?，這些也都是佳能光刻機當前覆蓋的下游市場(chǎng)。而“從中國國家的潛能角度來(lái)看，中國人口眾多，是非常大的市場(chǎng)?，F在中國經(jīng)濟也在發(fā)展階段，大家都有能力消費中高端產(chǎn)品了?！蹦烈熬Э偨Y說(shuō)，“對我們來(lái)說(shuō)，我們的認知是這個(gè)市場(chǎng)會(huì )一直往上增長(cháng)。而現在的市場(chǎng)，只是在增長(cháng)過(guò)程中的一些調整而已?！?/span>
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