半導體大盤(pán)點(diǎn)！國產(chǎn)十大設備龍頭全梳理

1、刻蝕設備

刻蝕設備主要用于將光刻過(guò)程中形成的圖案轉移到硅片上的其他層，如氧化層、硅層、金屬層等?？涛g過(guò)程可以通過(guò)物理、化學(xué)或物理化學(xué)方法進(jìn)行。


日立高新和細美事分別占據全球3.45%和2.53%的市場(chǎng)份額。
國內中微公司在全球市場(chǎng)的占有率為1.37%，科磊占比1.23%，北方華創(chuàng )占比0.89%，愛(ài)發(fā)科占比0.19%，屹唐半導體占比0.10%。

2、薄膜沉積設備

薄膜沉積設備通常用于在基底上沉積導體、絕緣體或者半導體等材料膜層，使之具備一定的特殊性能。
薄膜沉積設備按照工藝原理的不同可分為物理氣相沉積（PVD）設備、化學(xué)氣相沉積（CVD）設備和原子層沉積（ALD）設備。
CVD占沉積設備整體市場(chǎng)份額的64%，其技術(shù)路線(xiàn)較多，具有較好的孔隙填充和膜厚控制能力，因此是應用最廣的沉積設備。

從市場(chǎng)格局來(lái)看，薄膜沉積設備主要被日本、美國和歐洲的廠(chǎng)商主導。
據Gartner數據，PVD設備方面，應用材料具有絕對份額優(yōu)勢，占據85%的市場(chǎng)份額；應用材料、泛林半導體和東京電子是CVD設備市場(chǎng)中的佼佼者，分別占比30%、21%和19%；ALD設備中，東京電子和ASMI是行業(yè)龍頭，分別占有31%和29%的市場(chǎng)份額。

國內廠(chǎng)商中，北方華創(chuàng )和拓荊科技的薄膜沉積設備研發(fā)進(jìn)展較為領(lǐng)先，中微公司在深耕用于LED制造的MOCVD的同時(shí)加碼鎢填充CVD設備。
北方華創(chuàng )的CVD、PVD等相關(guān)設備已具備28nm工藝水平；14nm先進(jìn)制程薄膜沉積設備與ALD設備已在客戶(hù)端通過(guò)多道制程工藝驗證并實(shí)現應用。
中微公司的鎢填充CVD設備可應用于先進(jìn)邏輯器件接觸孔填充，以及64層、128層和200層以上的3D NAND中的若干關(guān)鍵薄膜沉積步驟。
拓荊科技的部分CVD設備已廣泛應用于中國晶圓廠(chǎng)14nm及以上制程集成電路制造產(chǎn)線(xiàn)，并已展開(kāi)14nm及以下制程產(chǎn)品驗證測試；部分ALD設備已應用于中國晶圓廠(chǎng)28nm及以上制程集成電路制造產(chǎn)線(xiàn)，并已展開(kāi)28nm及以下制程產(chǎn)品驗證測試。

3、光刻機

光刻機是半導體制造過(guò)程中非常重要的一類(lèi)設備，用于將集成電路（IC）的圖案精確地轉移到硅片上。光刻技術(shù)是半導體制程中關(guān)鍵的一步，它對芯片性能和產(chǎn)量有著(zhù)直接影響。隨著(zhù)半導體工藝不斷發(fā)展，光刻技術(shù)也在不斷推進(jìn)，以滿(mǎn)足更高集成度、更小尺寸和更低成本的需求。

光刻機的主要工作原理是利用光源（如紫外光、極紫外光等）照射到經(jīng)過(guò)特殊處理的光刻膠覆蓋的硅片上。通過(guò)光刻膠對光的感光特性，可以實(shí)現對硅片表面進(jìn)行精細的圖案刻畫(huà)。
資料來(lái)源：智研咨詢(xún)
光刻機技術(shù)壁壘極高，荷蘭阿斯麥一家獨大。
2022年ASML光刻機營(yíng)收約161億美元，較2021年131億成長(cháng)23%，Canon光刻機營(yíng)收約為20億美元，Nikon光刻機業(yè)務(wù)營(yíng)收約15億美元，其中Canon與Nikon產(chǎn)品部分光刻機用于面板業(yè)，部分用于半導體，2022年三大企業(yè)光刻機營(yíng)收合計接近200億美元，合計市場(chǎng)份額超過(guò)90%。
國內對標產(chǎn)品為ASML的DUV光刻機：TWINSCAN NXT:2000i。以NXT:2000i為例，各子系統拆分如下：上海微電子負責光刻機設計和總體集成，北京科益虹源提供光源系統，北京國望光學(xué)提供物鏡系統，國科精密提供曝光光學(xué)系統，華卓精科提供雙工作臺，浙江啟爾機電提供浸沒(méi)系統。
上海微電子用于前道制造的600系列光刻機：資料來(lái)源：上海微電子

4、涂膠顯影設備

涂膠顯影設備是半導體制程中光刻過(guò)程的關(guān)鍵輔助設備，涉及到光刻膠的涂覆與顯影。這類(lèi)設備通常包括涂覆機（Coater）和顯影機（Developer），它們在光刻過(guò)程中起到以下作用：

1. 涂覆機（Coater）：涂覆機的主要功能是在硅片表面均勻地涂覆一層光刻膠。涂覆過(guò)程通常利用旋轉涂覆的方法，將硅片固定在一個(gè)旋轉的支架上，同時(shí)向硅片表面滴注光刻膠。借助離心力，光刻膠會(huì )均勻地分布在硅片表面，形成一層均勻的光刻膠膜。涂覆后，硅片需要經(jīng)過(guò)軟烘烤過(guò)程，使光刻膠膜固化并保持穩定。

2. 顯影機（Developer）：顯影機用于在光刻膠上形成實(shí)際的圖案。在光刻機將掩模上的圖案曝光到硅片表面后，硅片需要進(jìn)入顯影機進(jìn)行顯影處理。顯影過(guò)程中，顯影機會(huì )將顯影液均勻地噴灑到硅片表面，使曝光區域的光刻膠溶解，從而形成圖案。顯影后，硅片需要進(jìn)行硬烘烤，以固定圖案并提高光刻膠的抗刻蝕性能。

涂膠顯影設備在整個(gè)光刻過(guò)程中起到了舉足輕重的作用，它們的性能和操作直接影響到光刻圖案的質(zhì)量、尺寸控制以及產(chǎn)量。因此，在半導體制程中，涂膠顯影設備的選擇和維護十分重要。
在前道涂膠顯影設備領(lǐng)域，日本廠(chǎng)商東京電子（TEL）在全球的市場(chǎng)份額高達87%。國產(chǎn)廠(chǎng)商芯源微憑借多年技術(shù)積累，于2018年自主研發(fā)出首臺國產(chǎn)高產(chǎn)能前道涂膠設備，并成功通過(guò)下游集成電路制造廠(chǎng)工藝驗證。目前芯源微生產(chǎn)的前道涂膠顯影設備已獲得了多個(gè)前道大客戶(hù)訂單及應用。其前道涂膠顯影設備業(yè)務(wù)將顯著(zhù)受益于國產(chǎn)替代機遇。

5、清洗設備

半導體清洗是指針對不同的工藝需求對晶圓表面進(jìn)行無(wú)損傷清洗以去除半導體制造過(guò)程中的顆粒、自然氧化層、金屬污染、有機物、犧牲層、拋光殘留物等雜質(zhì)的工序。為減少雜質(zhì)對芯片良率的影響，實(shí)際生產(chǎn)中不僅需要提高單次清洗效率，還需在幾乎所有制程前后進(jìn)行頻繁清洗。
清洗設備分類(lèi)：

在全球清洗設備市場(chǎng)，日本公司占據主導地位，DNS占據40%以上的市場(chǎng)份額，TEL、SEMES、拉姆研究等也在行業(yè)占據了較高的市場(chǎng)份額，市場(chǎng)集中度較高。國內市場(chǎng)中，DNS和TEL仍然占據較大市場(chǎng)份額，盛美、北方華創(chuàng )則分別占據了10%和5%左右的市場(chǎng)份額，一定程度上打破了進(jìn)口壟斷，開(kāi)啟國產(chǎn)替代。
我國半導體清洗領(lǐng)域的廠(chǎng)商包括盛美上海、北方華創(chuàng )、芯源微和至純科技

6、氧化/擴散設備

氧化/擴散設備是半導體制程中的關(guān)鍵設備，主要用于在硅片表面形成氧化層、進(jìn)行摻雜物擴散以及形成濃度梯度。這些過(guò)程對于制造半導體器件，例如晶體管、二極管等，具有重要意義。

氧化設備用于在硅片表面生成氧化層，通常是二氧化硅（SiO2）。氧化層在半導體器件中扮演多種角色，如絕緣層、掩蔽層、柵介質(zhì)等。氧化過(guò)程通常通過(guò)熱氧化法進(jìn)行，將硅片置于高溫氧氣環(huán)境中，利用氧化反應生成二氧化硅薄膜。氧化設備主要包括熱氧化爐、等離子增強化學(xué)氣相沉積設備（PECVD）等。

擴散設備用于將摻雜物（如硼、磷等）引入硅片內，改變其導電性能。擴散過(guò)程可以通過(guò)擴散爐、離子注入設備等實(shí)現。擴散爐將硅片置于高溫摻雜氣體環(huán)境中，使摻雜物原子在熱激活下擴散進(jìn)入硅晶格。離子注入設備則將摻雜物原子加速并注入到硅片內，形成摻雜濃度梯度。

氧化和擴散設備對半導體器件的制造過(guò)程具有關(guān)鍵作用，設備性能、精度和穩定性的提高有助于提升器件性能和可靠性。隨著(zhù)半導體技術(shù)的發(fā)展，氧化/擴散設備也在不斷進(jìn)步，以滿(mǎn)足更高技術(shù)水平和更復雜工藝要求。

7、CMP設備

化學(xué)機械研磨/化學(xué)機械拋光（CMP）是目前公認的納米級全局平坦化精密加工技術(shù)。
在硅片制造環(huán)節，在完成拉晶、硅錠加工、切片成型環(huán)節后，在拋光環(huán)節，為最終得到平整潔凈的拋光片需要通過(guò)CMP設備及工藝來(lái)實(shí)現。
在集成電路制造環(huán)節，芯片制造過(guò)程按照技術(shù)分工主要可分為薄膜淀積、CMP、光刻、刻蝕、離子注入等工藝環(huán)節，CMP設備必不可少。
在先進(jìn)封裝領(lǐng)域，硅通孔（TSV）技術(shù)、扇出（Fan Out）技術(shù)、2.5D 轉接板（interposer）、3D IC等都需要使用CMP設備。
集成電路制造過(guò)程及CMP工藝應用場(chǎng)景：
資料來(lái)源：華海清科
全球CMP設備廠(chǎng)商中，應用材料占據絕大部分份額，占比70%，其次為荏原機械，占比25%。
目前華海清科CMP設備主要應用于28nm及以上制程生產(chǎn)線(xiàn)，14nm仍在驗證，領(lǐng)先于國內其他廠(chǎng)商。其設備已廣泛應用于中芯國際、長(cháng)江存儲、華虹集團、大連英特爾、廈門(mén)聯(lián)芯、長(cháng)鑫存儲、廣州粵芯、上海積塔等行業(yè)內領(lǐng)先集成電路制造企業(yè)的大生產(chǎn)線(xiàn)，占據國產(chǎn)CMP設備銷(xiāo)售的絕大部分市場(chǎng)份額。

8、離子注入機

離子注入機是一種半導體制程中的關(guān)鍵設備，它通過(guò)加速和控制離子束，將摻雜物質(zhì)（如硼、磷等）注入到半導體晶體中，以改變半導體材料的電子特性。離子注入技術(shù)在集成電路制造、太陽(yáng)能電池、微電子和光電子領(lǐng)域具有廣泛的應用。
離子注入設備及主要工藝流程：
資料來(lái)源：《圖解芯片技術(shù)》、《半導體制造技術(shù)導論》
日本也擁有日新、日本真空、住友重工等離子注入機知名廠(chǎng)商。
國內企業(yè)中，只有凱世通和中科信具備集成電路離子注入機的研發(fā)和生產(chǎn)能力。

9、去膠設備

隨著(zhù)先進(jìn)芯片制造工藝的發(fā)展，干法去膠設備的技術(shù)不斷提高，逐漸成為先進(jìn)光刻中關(guān)鍵步驟，市場(chǎng)規模也在逐漸擴大。
去膠設備是一種專(zhuān)門(mén)用于去除物體表面粘合劑、膠水或膠帶殘留的機械設備。這類(lèi)設備廣泛應用于制造業(yè)、電子行業(yè)、汽車(chē)行業(yè)等領(lǐng)域，以確保產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。去膠設備有多種類(lèi)型，包括機械去膠、化學(xué)去膠、熱處理去膠和激光去膠等。

全球干法去膠設備領(lǐng)域呈現多寡頭競爭的發(fā)展趨勢，前五大廠(chǎng)商的市場(chǎng)份額合計超過(guò)90%。
去膠設備國產(chǎn)化率74%。屹唐半導體市占率位居全球第一，已全面覆蓋全球前十大芯片制造商和國內行業(yè)領(lǐng)先芯片制造商，可用于90nm-5nm邏輯芯片、1y到2x納米系列DRAM芯片以及32層到128層3D閃存芯片制造中若干關(guān)鍵步驟的大規模量產(chǎn)。資料來(lái)源：Gartner、東方證券
封裝與測試是集成電路的后道工序。
在芯片封裝完成后，通過(guò)測試機和分選機的配合使用，對電路成品進(jìn)行功能及穩定性測試，挑選出合格成品，并根據器件性能進(jìn)行分選、記錄和統計，保證出廠(chǎng)的電路成品的功能和性能指標符合設計規范，實(shí)現對電路生產(chǎn)的控制管理。
分選機將芯片逐個(gè)傳送至測試位置，測試機對待測芯片施加輸入信號，采集輸出信號與預期值進(jìn)行比較，判斷芯片的性能和功能有效性，而后分選機根據測試結果對芯片進(jìn)行取舍和分類(lèi).
晶圓檢測中的探針臺和測試機工作示意圖：
資料來(lái)源：MJC

10、測試機

半導體測試機又稱(chēng)半導體自動(dòng)化測試機。

半導體測試機，又稱(chēng)為半導體測試設備或半導體測試儀器，是用于檢測和驗證半導體器件（例如集成電路芯片、晶體管、二極管等）性能和可靠性的專(zhuān)用設備。半導體行業(yè)中，芯片測試是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中非常重要的環(huán)節，可以確保產(chǎn)品質(zhì)量和性能達到預期標準。
半導體測試機可以分為幾種類(lèi)型，如參數測試儀、功能測試儀、系統級測試儀等，針對不同的測試需求和目標進(jìn)行優(yōu)化。半導體測試技術(shù)隨著(zhù)半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不斷進(jìn)步，以滿(mǎn)足日益嚴格的性能和可靠性要求。

縱觀(guān)整個(gè)測試機市場(chǎng)，國外廠(chǎng)商測試機具有較大領(lǐng)先優(yōu)勢。
中國測試機市場(chǎng)來(lái)看，美國企業(yè)泰瑞達、科休，日本企業(yè)愛(ài)德萬(wàn)三家市占率高達84%，國內測試機大廠(chǎng)僅華峰測控、長(cháng)川科技兩家，分別占據8%和5%的份額，無(wú)論從測試機總量的增長(cháng)態(tài)勢還是從較低的國產(chǎn)化率來(lái)看，國產(chǎn)測試機在國內市場(chǎng)中具有較大的市場(chǎng)發(fā)展空間。

來(lái)源：小明同志吖

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