半導體大盤點！國產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過程可以通過物理、化學或物理化學方法進行。


日立高新和細美事分別占據全球3.45%和2.53%的市場份額。
國內中微公司在全球市場的占有率為1.37%，科磊占比1.23%，北方華創(chuàng)占比0.89%，愛發(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份額的64%，其技術路線較多，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。

從市場格局來看，薄膜沉積設備主要被日本、美國和歐洲的廠商主導。
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%的市場份額；應用材料、泛林半導體和東京電子是CVD設備市場中的佼佼者，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%的市場份額。

國內廠商中，北方華創(chuàng)和拓荊科技的薄膜沉積設備研發(fā)進展較為領先，中微公司在深耕用于LED制造的MOCVD的同時加碼鎢填充CVD設備。
北方華創(chuàng)的CVD、PVD等相關設備已具備28nm工藝水平；14nm先進制程薄膜沉積設備與ALD設備已在客戶端通過多道制程工藝驗證并實現(xiàn)應用。
中微公司的鎢填充CVD設備可應用于先進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14nm及以上制程集成電路制造產線，并已展開14nm及以下制程產品驗證測試；部分ALD設備已應用于中國晶圓廠28nm及以上制程集成電路制造產線，并已展開28nm及以下制程產品驗證測試。

3、光刻機

光刻機是半導體制造過程中非常重要的一類設備，用于將集成電路（IC）的圖案精確地轉移到硅片上。光刻技術是半導體制程中關鍵的一步，它對芯片性能和產量有著直接影響。隨著半導體工藝不斷發(fā)展，光刻技術也在不斷推進，以滿足更高集成度、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）照射到經過特殊處理的光刻膠覆蓋的硅片上。通過光刻膠對光的感光特性，可以實現(xiàn)對硅片表面進行精細的圖案刻畫。
資料來源：智研咨詢
光刻機技術壁壘極高，荷蘭阿斯麥一家獨大。
2022年ASML光刻機營收約161億美元，較2021年131億成長23%，Canon光刻機營收約為20億美元，Nikon光刻機業(yè)務營收約15億美元，其中Canon與Nikon產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)光刻機營收合計接近200億美元，合計市場份額超過90%。
國內對標產品為ASML的DUV光刻機：TWINSCAN NXT:2000i。以NXT:2000i為例，各子系統(tǒng)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(tǒng)，北京國望光學提供物鏡系統(tǒng)，國科精密提供曝光光學系統(tǒng)，華卓精科提供雙工作臺，浙江啟爾機電提供浸沒系統(tǒng)。
上海微電子用于前道制造的600系列光刻機：資料來源：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程的關鍵輔助設備，涉及到光刻膠的涂覆與顯影。這類設備通常包括涂覆機（Coater）和顯影機（Developer），它們在光刻過程中起到以下作用：

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。涂覆過程通常利用旋轉涂覆的方法，將硅片固定在一個旋轉的支架上，同時向硅片表面滴注光刻膠。借助離心力，光刻膠會均勻地分布在硅片表面，形成一層均勻的光刻膠膜。涂覆后，硅片需要經過軟烘烤過程，使光刻膠膜固化并保持穩(wěn)定。

2. 顯影機（Developer）：顯影機用于在光刻膠上形成實際的圖案。在光刻機將掩模上的圖案曝光到硅片表面后，硅片需要進入顯影機進行顯影處理。顯影過程中，顯影機會將顯影液均勻地噴灑到硅片表面，使曝光區(qū)域的光刻膠溶解，從而形成圖案。顯影后，硅片需要進行硬烘烤，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光刻過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量、尺寸控制以及產量。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域，日本廠商東京電子（TEL）在全球的市場份額高達87%。國產廠商芯源微憑借多年技術積累，于2018年自主研發(fā)出首臺國產高產能前道涂膠設備，并成功通過下游集成電路制造廠工藝驗證。目前芯源微生產的前道涂膠顯影設備已獲得了多個前道大客戶訂單及應用。其前道涂膠顯影設備業(yè)務將顯著受益于國產替代機遇。

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行無損傷清洗以去除半導體制造過程中的顆粒、自然氧化層、金屬污染、有機物、犧牲層、拋光殘留物等雜質的工序。為減少雜質對芯片良率的影響，實際生產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行頻繁清洗。
清洗設備分類：

在全球清洗設備市場，日本公司占據主導地位，DNS占據40%以上的市場份額，TEL、SEMES、拉姆研究等也在行業(yè)占據了較高的市場份額，市場集中度較高。國內市場中，DNS和TEL仍然占據較大市場份額，盛美、北方華創(chuàng)則分別占據了10%和5%左右的市場份額，一定程度上打破了進口壟斷，開啟國產替代。
我國半導體清洗領域的廠商包括盛美上海、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鍵設備，主要用于在硅片表面形成氧化層、進行摻雜物擴散以及形成濃度梯度。這些過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、柵介質等。氧化過程通常通過熱氧化法進行，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。擴散過程可以通過擴散爐、離子注入設備等實現(xiàn)。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程具有關鍵作用，設備性能、精度和穩(wěn)定性的提高有助于提升器件性能和可靠性。隨著半導體技術的發(fā)展，氧化/擴散設備也在不斷進步，以滿足更高技術水平和更復雜工藝要求。

7、CMP設備

化學機械研磨/化學機械拋光（CMP）是目前公認的納米級全局平坦化精密加工技術。
在硅片制造環(huán)節(jié)，在完成拉晶、硅錠加工、切片成型環(huán)節(jié)后，在拋光環(huán)節(jié)，為最終得到平整潔凈的拋光片需要通過CMP設備及工藝來實現(xiàn)。
在集成電路制造環(huán)節(jié)，芯片制造過程按照技術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(jié)，CMP設備必不可少。
在先進封裝領域，硅通孔（TSV）技術、扇出（Fan Out）技術、2.5D 轉接板（interposer）、3D IC等都需要使用CMP設備。
集成電路制造過程及CMP工藝應用場景：
資料來源：華海清科
全球CMP設備廠商中，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及以上制程生產線，14nm仍在驗證，領先于國內其他廠商。其設備已廣泛應用于中芯國際、長江存儲、華虹集團、大連英特爾、廈門聯(lián)芯、長鑫存儲、廣州粵芯、上海積塔等行業(yè)內領先集成電路制造企業(yè)的大生產線，占據國產CMP設備銷售的絕大部分市場份額。

8、離子注入機

離子注入機是一種半導體制程中的關鍵設備，它通過加速和控制離子束，將摻雜物質（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。離子注入技術在集成電路制造、太陽能電池、微電子和光電子領域具有廣泛的應用。
離子注入設備及主要工藝流程：
資料來源：《圖解芯片技術》、《半導體制造技術導論》
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)和生產能力。

9、去膠設備

隨著先進芯片制造工藝的發(fā)展，干法去膠設備的技術不斷提高，逐漸成為先進光刻中關鍵步驟，市場規(guī)模也在逐漸擴大。
去膠設備是一種專門用于去除物體表面粘合劑、膠水或膠帶殘留的機械設備。這類設備廣泛應用于制造業(yè)、電子行業(yè)、汽車行業(yè)等領域，以確保產品的質量和性能。去膠設備有多種類型，包括機械去膠、化學去膠、熱處理去膠和激光去膠等。

全球干法去膠設備領域呈現(xiàn)多寡頭競爭的發(fā)展趨勢，前五大廠商的市場份額合計超過90%。
去膠設備國產化率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鍵步驟的大規(guī)模量產。資料來源：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，通過測試機和分選機的配合使用，對電路成品進行功能及穩(wěn)定性測試，挑選出合格成品，并根據器件性能進行分選、記錄和統(tǒng)計，保證出廠的電路成品的功能和性能指標符合設計規(guī)范，實現(xiàn)對電路生產的控制管理。
分選機將芯片逐個傳送至測試位置，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行取舍和分類.
晶圓檢測中的探針臺和測試機工作示意圖：
資料來源：MJC

10、測試機

半導體測試機又稱半導體自動化測試機。

半導體測試機，又稱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）性能和可靠性的專用設備。半導體行業(yè)中，芯片測試是產品開發(fā)和生產過程中非常重要的環(huán)節(jié)，可以確保產品質量和性能達到預期標準。
半導體測試機可以分為幾種類型，如參數測試儀、功能測試儀、系統(tǒng)級測試儀等，針對不同的測試需求和目標進行優(yōu)化。半導體測試技術隨著半導體產業(yè)的發(fā)展不斷進步，以滿足日益嚴格的性能和可靠性要求。

縱觀整個測試機市場，國外廠商測試機具有較大領先優(yōu)勢。
中國測試機市場來看，美國企業(yè)泰瑞達、科休，日本企業(yè)愛德萬三家市占率高達84%，國內測試機大廠僅華峰測控、長川科技兩家，分別占據8%和5%的份額，無論從測試機總量的增長態(tài)勢還是從較低的國產化率來看，國產測試機在國內市場中具有較大的市場發(fā)展空間。

來源：小明同志吖

*博客內容為網友個人發(fā)布，僅代表博主個人觀點，如有侵權請聯(lián)系工作人員刪除。