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捉妖记:中国集成电路产业泡沫能否成就国内半导体设备企业?

2018-03-20
关键词: 集成电路 半导体

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自从2014年中国推出《国家集成电路产业发展推进纲要》以来,中国集成电路产业迎来了一波空前的投资热潮。

特别是《纲要》中指出要加速发展集成电路制造业,通过围绕重点领域产业链,强化集成电路设计、软件开发、系统集成、内容与服务协同创新,以设计业的快速增长带动制造业的发展。

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大陆集成电路产业政策目标业政策

制造业优先的政策无疑会为设备业带来快速发展的机遇,而国内半导体设备企业能否抓住这一机遇将成为缩短与世界差距的惟一机会。


先来普及一下基础知识吧。

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集成电路设备通常可分为前道工艺设备(晶圆制造)、后道工艺设备(封装与检测)等。因生产工艺复杂,工序繁多,所以生产过程所需要的设备种类多样,主要包括以下种类。


(1)单晶炉。单晶炉主要用于拉制硅单晶锭,更大直径的单晶锭是行业趋势。

(2)内圆切片机。切片机用于将单晶炉中拉制的单晶锭切片,主要是通过高速旋转的镀有金刚砂的刃具实现切削的目的。

(3)倒角机。倒角机负责将切片后的硅片的边缘进行磨削修整,从而获得更光滑的外缘。

(4)气相外延炉。通过外延可以在单晶衬底上生长一层新单晶,气相外延炉为气相外延生长提供特定的环境。

(5)分子束外延系统。分子束外延是一种制备单晶薄膜的工艺,通过提供特定的环境,可以沿衬底材料晶轴方向逐层生长薄膜。

(6)氧化炉。一般工作在1200℃,提供半导体氧化的环境,可以完成氧化、扩散、淀积等多项工艺流程。

(7)低压化学气相沉积系统(LPCVD)。把含有构成薄膜元素的反应物以气态形式输送到LPCVD设备的反应室,从而在衬底表面发生化学反应生成固态薄膜的设备。

(8)等离子体增强化学气相沉积系统(PECVD)。通过在沉积室施加射频电场,使气体辉光放电形成等离子体,随后可以在衬底上进行化学反应,沉积半导体薄膜材料。

(9)单原子层沉积(ALD)。将物质以单原子层的方式一层一层镀在基底表面的一种方法,与化学沉积具有相似之处。

(10)化学机械抛光(CMP)。利用化学腐蚀和机械加载对加工过程中的晶圆或其他衬底材料进行全局性的平坦化处理。

(11)光刻机。光刻机是制造过程中最重要的设备之一,主要用于半导体制造工艺中对晶圆进行对准和曝光,将掩模版上的图形聚焦成像到涂有光刻胶的硅片上,实现具有高分辨率的图形转印。

(12)匀胶显影机。匀胶显影机是一种可用于精密匀胶操作以及半导体、晶片的表面显影和清洗的设备。

(13)刻蚀机。刻蚀机包括反应离子刻蚀系统、ICP等离子体刻蚀系统等,通过不同的技术方式实现待刻蚀材料的加工成型。

(14)离子注入机。通过离子注入的方式,将所需的杂质按一定的浓度与分布,掺杂进半导体表面区域。

(15)探针测试台。通过将探针与半导体器件的Pad接触来进行电学实验,从而检测相应的性能指标。

(16)晶片减薄机。通过抛磨来减小晶片厚度。

(17)晶圆划片机。负责把晶圆切割成小片。

(18)引线键合机。负责把芯片上的Pad与管脚上的Pad用金属线连接起来。


据统计,半导体设备投资占半导体产业资本支出的60%-70%,其中晶圆制造过程因工艺复杂,工序多样,相关设备的价值量占比最高,达到了总资本支出的50%以上。


美国、日本、荷兰是世界半导体装备制造的三大强国。2016全球前十大半导体设备生产商中,美国的应用材料公司(AMAT)以77.37亿美元的销售额位居全球第一,其次依次为泛林半导体、阿斯麦、东京电子等。以SEAJ统计的2016年全球412.4亿美元的半导体设备销售额计,2016年全球前十大半导体设备供应商的市占率达到了71.34%。


据SEAJ数据统计,2016年大陆的半导体设备销售额为64.5亿美元,同比增长31.63%,远高于全球设备销售额增速,大陆半导体设备销售额占全球的比例也逐渐攀升,从05年的4.04%逐渐增长至16年的15.64%。

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从销售额来看,79%市场为前端的晶圆处理设备,封装和测试设备分别占7%和9%,剩下的5%包括Fab厂务设施设备,掩膜版/光罩及晶圆片制造设备等。由于光刻、刻蚀、沉积等流程在芯片生产过程中不断循环往复,其设备价值量也最高,其中镀膜设备、刻蚀设备、光刻机分别占半导体晶圆厂设备总投资的14%~15%、14%~15%、20%~22%。


在进口设备种类方面,占进口金额比例较大的主要为CVD、刻蚀机、分布重复光刻机和引线键合机,前三者为制造环节最重要的三种机器设备,技术门槛高,单台价值量大,引线键合机则归属于封测环节。

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2016年中国排名前十大半导体设备供应商

据中国工业专用设备协会的统计显示,2016年中国半导体设备销售收入总计57.33亿元,同比增长21.5%,其中前十强单位完成销售收入48.34亿元,同比增长28.5%,体量最大的中电科电子装备集团有限公司的销售收入仅为9.08亿元,远小于国际知名厂商,我国前十强单位占全球半导体设备的市场份额仅约为2%。


据此,可以看出目前国内半导体设备厂商的市场份额较低,但是具有广阔的发展空间。试想,假以时日中国国内的半导体设备厂商的营收一定会显著增长,虽然在企业利润方面还不敢有太多奢望,但是相信在资本市场上一定会有所表现,而且老孙估计上海中微和盛美半导体也一定会登陆国内A 股,在此之前半导体设备概念股会有所表现,只要我们能够踏准节奏,获得可观收益交不是难事儿。


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