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芯片出产进程中绕不开的十大设备厂商

2022-04-26 20:57:10 | 作者:bob球彩

  在大基金和国家方针对半导体职业的支撑下,国内的媒体和群众都把目光投向了更切近消费端的fabless、fab和方案公司上。不是许多人会把目光投向半导体设备和资料范畴。这两块作为半导体工业的上游,是半导体职业的底子,更是咽喉,咱们今日来对半导体设备这个范畴具体剖析一下:

  在说半导体设备之前,咱们先说一下半导体这个行当。从大的方向上来说,半导体商场可以分为集成电路、分立器材、光电子和传感器四大范畴,其间尤以集成电路所占的比例最为巨大。

  依据美国半导体工业协会(SIA)发布的最新发布的数据显现,2015 年全球半导体商场规划为 3,352 亿美元,比 2014 年略减0.2%。而集成电路的规划高达2,753 亿美元,占半导体商场的 81%。所以说集成电路是半导体工业的重中之重。

  而依据SEMI发布的数据显现,2015年全球半导体设备出货金额为365.3亿美元,低于2014年的375.0亿美元(约1.23兆元台币)出售额。此项计算包含晶圆前段制程设备、后段封装测验设备以及其他前段设备。其他前段设备包含光罩╱倍缩光罩制作、晶圆制作以及晶圆厂设备。

  在这些设备收买比例中,台湾已接连第4年稳坐半导体设备最大商场宝座,设备出售金额达96.4亿美元,这首要得益于台湾本身在封测工业的兴隆,台积电、联电、矽品和日月光等,无一不是职业界独占鳌头的代表,但其年增仅约2%。

  而南韩与日本商场扩展并逾越北美,别离排名第2及第3,其间,日本商场以年增31%居各商场生长之冠。

  北美商场则是以51.2亿美元(约1679亿元台币)金额落到第4位,年减起伏高达37%、欧洲商场年减约19%﹔

  我国商场规划仍旧逾越欧洲商场及其他区域,年生长约12%。 高企的增加率除了国内对中芯国际、长电等企业的扶持外,还有就是格罗方德、台积电等知名企业和国内的合资或许出资建厂,给我国带来了增加的机会。毫无疑问,我国在未来几年在半导体设备方面有高速增加的需求。

  但与高速增加需求不相匹配的是,国产半导体设备,尤其是在高端设备的缺失,进步了我国半导体工业的准入门槛。

  依据 SEMI 的计算, 2014 年全球半导体设备商场规划为 375 亿美元,前十大半导体设备厂商的出售额为 351 亿美元,商场占有率高达 93.6%,职业处于寡头独占局势。 前十大半导体设备出产商中,有美国企业 4 家,日本企业 5 家,荷兰企业1 家。里边难寻我国厂商的踪迹,这和近几年我国飞速开展的fabless工业是方枘圆凿的。这也与本年国内推进的封测工业相去甚远的。怎么进步国产设备的商场占有率就成为半导体从业者重视的另一个问题。

  PS:需求阐明一下,在2015年10月,半导体设备制作商Lam Research(科林研制)以约106亿美元收买其竞赛对手KLA-Tencor(科磊)公司,改变了设备商场的格式。

  假定 2014 年国内半导体设备的出售额为40.53 亿元,仅占全球半导体设备商场比例的 1.7%,处于可以疏忽的位置,半导体设备的落后程度可见一斑。

  从上图可以看出,整个集成电路的打磨进程中,会涉及到各式各样的设备。咱们就依照商场的占有率介绍一下前十的设备公司,并介绍一下他们的相关设备,并阐明一下他们在半导体流程中充任什么人物。

  按维基百科,运用资料公司是全球最大的半导体设备和服务供货商。运用资料公司创建于1967年,公司总部坐落美国加利福尼亚州圣克拉拉。运用资料公司1984年进入我国,现在在上海,北京,天津,姑苏,无锡等地有办事处或库房,在西安设有太阳能开发中心。

  运用资料公司的首要产品为芯片制作相关类产品,例如原子层堆积,物理气相堆积,化学气相堆积,电镀,腐蚀,离子注入,快速热处理,化学机械抛光,丈量学和硅片检测等。运用资料公司每年的研讨经费到达约10亿美元。

  公司首要从事半导体设备的规划、制作及出售,ASML公司首要专精于晶片制作微缩影设备之规划制作与整合,积体电路出产流程中,其要害的制程技能则是微缩影(lithography)技能将电路图印象投射在晶片上之曝光。事务规模广泛全球,出产与研制单位则别离坐落美国康乃狄克州、加州,台湾以及荷兰。

  阿斯麦公司在国际14个国家和区域有50个子公司和出产据点,首要产品是用来出产大规划集成电路的中心设备光刻机,在国际同类产品中有90%的市占率。

  1984年,艾司摩尔从荷兰闻名电子制作商飞利浦独立,尔后致力于大规划集成电路制作设备的研讨和制作。依据摩尔定律不断为进步单位面积集成度作贡献。2007年现已可以供给制作37nm线宽集成电路的光刻机。

  制作大规划集成电路时要对半导体晶圆曝光3,40次。怎么在不降低品质的情况下,削减曝光次数是曝光机的开展方向。阿斯麦公司运用德国蔡斯公司的光路体系。镜头运用萤石和石英制作。

  曝光机是高附加值产品,一台新的曝光机动辄3000至5000万美元。可是研制周期长投入资金也适当巨大。

  阿斯麦公司为半导体出产商供给光刻机及相关服务,TWINSCAN系列是现在国际上精度最高,出产功率最高,运用最为广泛的高端光刻机型。现在全球绝大多数半导体出产厂商,都向ASML收买TWINSCAN机型,例如英特尔(Intel),三星(Samsung),海力士(Hynix,KSE:000660),台积电(TSMC),联电((NYSE:UMC)),格罗方德(GlobalFoundries,格罗方德建立于2009年3月2日,是从美国AMD公司制作部分分拆出。母公司别离为AMD及阿布扎比的Advanced Technology Investment Company(ATIC),其间ATIC占公司股权65.8%)及其它台湾十二吋半导体厂。

  现在(到2012年,现在的不知道,谁清楚请奉告)现已商用的最先进机型是Twinscan XT 1950i,每小时单位产出为260片(WPH)12吋芯片,归于滋润式(immersion)光刻机,用来出产要害标准低于38纳米的集成电路。

  除了现在致力于开发的TWINSCAN渠道外,阿斯麦公司还在活跃与IBM等半导体公司协作,开发下一代光刻技能,比方EUV(极紫外线光刻),用于要害标准在22纳米乃至更低的集成电路制作。现在阿斯麦公司现已向客户递送若干台EUV机型,用于研制和实验。一起,依据传统TWINSCAN渠道的两层曝光等新式技能,也在进一步老练和研制进程傍边。07年底三星(Samsung)宣告成功出产的36nm NAND Flash,依据的就是两层曝光技能(double patten)。

  2012年7月10日,英特尔斥资41亿美元收买荷兰芯片设备制作商阿斯麦公司的15%股权,另出资10亿美元,支撑阿斯麦公司加速开发本钱昂扬的芯片制作科技。先以21亿美元,收买阿斯麦公司10%股权,待股东同意后,再以10亿美元收买5%股权,投注金额将以开展450mm机台以及EUV研制制作10nm技能为两大主轴。

  2012年8月5日,台积电宣告参加荷兰阿斯麦公司所提出的“客户联合出资专案”(Customer Co-Investment Program),依据协议,台积电将出资ASML达8.38亿欧元,获得阿斯麦公司约5%股权,未来5年并将投入2.76亿欧元,支撑阿斯麦公司的研制方案。

  2012年8月27日,三星宣告斥资5.03亿欧元入股以荷兰为基地的芯片商阿斯麦公司3%股权,并额定注资2.75亿欧元协作研制新技能。

  东京电子 ( Tokyo Electron ,8035.JP)建立于1963年,为全球第三大半导体设备出产商,供给给半导体与平面显现器工业。

  半导体出产设备,包含涂布机、电浆蚀刻体系、热加工体系、单晶片堆积体系、清洗体系,用于晶圆出产流程,还供给晶圆探针体系。平板显现器出产设备,包含平面显现镀膜机、平面电浆蚀刻,及电浆体化学气相堆积体系用于薄膜矽太阳能电池。

  1963年11月 - 由东京放送(TBS)建立东京电子研讨所1978年10月 - 东京电子研讨所更名为东京电子1980年 6月 - 在东京证券交易所第2部上市1984年 3月 - 升格为在东京证券交易所第1部上市1990年 8月 - 建立东电FE,开端研制制作LCD和FPD的设备1994年 8月 - 总公司地址搬到赤坂TBS放送中心2006年 4月 - 分割为东电AT,东电神州和东电软件技能三个子公司2008年 2月 - 和夏普合资建立东京电子PV2013年 9月 - 和运用资料吞并2015年 4月 - 运用资料与东京电子表明将撤销事务吞并方案,理由是该方案未获得美国司法部认可。

  Lam Research Corporation建立于1980年,总部坐落美国加州,是一家向全球半导体工业供给晶圆制作设备和服务的供货商。

  公司首要规划、制作、行销、修理及服务运用于积体电路制作的半导体处理设备,此外,还供给单晶圆清洁技能的多样组合。

  旗下子公司Customer Support Business Group供给可强化设备效能及功率的产品与服务。该公司供给服务的规模包含客户服务、备用零件的供给、产品升级、产品蚀刻、堆积、去除光阻及清洁等服务,并还制作、出售一系列的研磨、叠置及精细抛光等设备。2012年6月,公司完结与Novellus Systems, Inc.吞并。

  科磊半导体(或:科天半导体、美商科磊股份有限公司)KLA-Tencor Corporation(NASDAQ:KLAC)创立于1975年,总部坐落美国加州米尔皮塔斯,全职雇员5,880人,是全球前十大IC设备出产厂商,具有晶圆检测与光罩检测体系。

  KLA-Tencor Corporation是一家从事半导体及相关纳米电子工业的规划、制作及行销制程操控和良率办理解决方案商,其产品包含晶片制作、晶圆制作、光罩制作、互补式金属氧化物半导体(CMOS)和图画感应器制作、太阳能制作、LED制作,资料贮存媒体/读写头制作、微电子机械体系制作及通用/实验室运用等。

  此外,科磊半导体公司还供给创新的KLA-Tencor东西,连同其KT认证计画予客户制作更大的规划规矩设备及产品援助服务。公司产品运用于许多其他职业,包含LED,资料贮存和太阳能等工业,以及一般资料的研讨。

  SCREEN 集团专职研讨开发各项半导体设备、液晶出产设备及专业级印刷设备,其集团公司包含全国际共有数十个服务据点,脚印广泛台湾、日本、美国、欧洲、我国大陆、韩国、新加坡等地。

  迪恩仕总部坐落日本。从印前、印刷及相关设备到电子工业,迪恩士已在各个范畴扩展了其事务规模。 在“开展思路”的公司的准则指导下,以中心图画处理技能为杠杆,不断尽力创始着新的事务和产品。

  迪恩仕现在正在开展和出产印刷范畴及国际领先的高科技范畴的印刷技能数字化设备,如电子范畴的半导体制作设备,FPDs (平板显现器)和印刷电路板。

  迪恩仕科技供给各范畴之半导体晶圆设备,包含洗净、蚀刻、显影/涂布等制程用处,其间洗净设备于半导体业界具有极高之市占率,一起跟着半导体制程技能进步不断移风易俗设备产品。

  ADVANTEST公司1954年建立于日本东京,首要从事大规划集成电路自动测验设备及电子丈量仪器的研制、制作、出售和服务。

  半个多世纪以来,公司凭仗其优异的运营理念和顶级的技能,已成为全球最大的集成电力自动测验设备供货商之一,并在美国、欧洲、亚洲建立了多个子公司,就近向半导体职业供给完善的全体解决方案,及一流的售后服务。

  ADVANTEST公司的产品首要分为集成电路自动测验设备和电子丈量仪器两大部分。集成电路自动测验设备的产品包裹SoC测验体系、Memory测验体系、混合信号测验体系、LCD Driver测验体系、动态机械手等; 电子丈量仪器产品则包含频谱剖析仪、网络剖析仪等。近二十年来,作为半导体测验设备职业的领军企业,ADVANTEST公司的产品出售额和商场占有率在全球同职业中的排名一向数一数二,并在近几年ATE测验设备的商场比例最新排名中仍然荣居第一。

  ADVANTEST公司自二十世纪七十年代开端与我国打开技能交流,并与1993年正式进入我国商场。现在在北京、上海、姑苏别离有注册公司(分公司)。其间技能工程师占60%以上。

  美商泰瑞达Teradyne, Inc.(NYSE:TER)创立于1960年,总部坐落美国马萨诸塞州North Reading,全职雇员3,900人,是一家出产电子与通讯产品所需的自动化测验器材与相关软件的自动测验设备公司。

  美商泰瑞达(Teradyne)是一家自动测验机台的制作商(Automatic Test Equipment,ATE),产品包含半导体测验体系、电路板与电话线年,泰瑞达公司在体系整合芯片的元件测验商场中,市占率最高。

  日立全球先端科技(HHT,8036.JP)为全球半导体设备大厂。首要产品包含半导体设备、电子显微镜、液晶面板相关设备,FPD设备包含包含Array、Cell、Module、五颜六色滤光片之制程设备,包含玻璃基板外表查看设备、曝光机、湿制程设备..等及医疗剖析设备。

  公司还供给钢制品、非铁金属产品、综合性树脂产品、光通讯资料、石油化学产品等工业资料。

  Nikon (7731.JP)建立于1917年,是总部设在日本东京,首要分四个工作范畴,别离精细设备公司、映像公司、仪器公司及其他(包含CMP设备工作、丈量机工作、望远镜工作等)。

  精细设备工作部是供给积体电路曝光机和扫描仪,用于在大规划积体电路制作;印象产品工作部供给的数位相机、胶卷相机及零件,包含可交换镜头、闪光灯、胶片扫描仪等;仪器工作部供给显微镜、丈量仪器、半导体检测设备。其他还有供给运动光学产品,如望远镜、单筒/双筒望远镜、雷射测距仪等。

  职业专家极大康以为,开展设备业之所以最为困难,除了资金、人才等问题,最要害是运用量太少。

  作为一个曾在全球最大的半导体设备企业——美国运用资料公司供职多年的专家,他从五个方面总结了半导体设备国产化的难度:

  一是半导体设备商场已日趋专业化和全球化。当下,全球设备业通过吞并、筛选,在每个细分商场中仅剩余1~2家、至多3~4家企业,竞赛非常激烈,如光刻机范畴ASML一家独大,且均面向全球商场。反观国内企业,根底较弱,有才干切入海外商场的很少。

  二是半导体设备的共同位置。上世纪80年代晚期开端,半导体设备企业开端把工艺才干整合在设备中,让用户买到设备就能确保运用,并且到达工艺要求。因而有“一代器材,一代设备”之说。这是半导体设备如此贵重的原因,也是对国内企业的极大应战。

  三是因为出货数量少,设备企业难以担负工艺实验线的费用。为此,国内只能采纳对下流制作企业进行补助,使用制作企业的产线协助设备企业进行实验的方法,这种方法明显多有掣肘。一台设备从研制、样机开端,有必要通过许多硅片通过等工艺实验,才干发现问题,并进行改型。这样的进程要重复屡次,改型屡次,才干最终定型。并且出厂前要通过马拉松实验,测算均匀无故障时刻等。

  四是韩国和我国台湾区域也曾致力于设备国产化,但成效不大,现在全球商场首要仍被美国和日本企业掌控,这也从旁边面表现了难度。

  五是设备业需求工业大环境合作。从本钱构成来看,外表上我国设备企业和国外企业相差不大,如要害零部件都是收买而来,人员和办理费用也相仿,可是实际上,工业大环境却非常不同。比方说,西方的股权鼓励准则更为灵敏,职工活跃性高;同是收买零部件,我国企业因为是进口,所以要承当税费,并且有些零部件订购需求出口许可证;因为订购量相对小许多,收买价格高;工业配套条件不同,如完成某些规划验证国内企业要花更高的本钱;缺少人才等。

  “实际上,国产设备的规划水平缓国际水平相差并不大。”极大康着重,“严格来说,真实的距离在于,国产半导体设备尚处在样机阶段就交给客户,这就会导致常常宕机,因而不太可能一上来就用在量产中,不然将会影响出产线运转。”

  毫无疑问,这个进程是弯曲的,但远景是光亮的,因为西方诸国对我国半导体技能的禁运和各种原因,或会从客观上拖慢我国半导体的开展进程,怎么推进半导体设备国产化是半导体从业者需求考虑的重要问题。等待有大打破的一天。



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