時(shí)間: 2024-02-23 18:06:30 | 作者: 哈希官網(wǎng)hashcsgo
半導(dǎo)體設(shè)備有哪些,?各種半導(dǎo)體設(shè)備分類
其中,,前道制造設(shè)備最重要的包含光刻設(shè)備,、刻蝕設(shè)備,、薄膜沉積設(shè)備、離子注入設(shè)備,、清理洗滌設(shè)施、機(jī)械拋光設(shè)備和擴(kuò)散設(shè)備。而后道封裝設(shè)備按工藝流程大致上可以分為晶圓減薄機(jī),、劃片機(jī),、貼片機(jī)、引線鍵合機(jī),、塑封機(jī)及切筋成型機(jī),,測(cè)試設(shè)備最重要的包含分選機(jī)、測(cè)試機(jī),、探針臺(tái),。從市場(chǎng)規(guī)模來(lái)看,前道晶圓制造設(shè)備的市場(chǎng)規(guī)模占整個(gè)設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模的80%以上,。
測(cè)試設(shè)備貫穿于集成電路生產(chǎn)制作的完整過(guò)程(包括IC設(shè)計(jì),、制造以及封測(cè)),如封裝前晶圓測(cè)試(WAT測(cè)試),、封測(cè)過(guò)程中CP測(cè)試,,封裝后FT測(cè)試,涉及測(cè)試設(shè)備包括測(cè)試機(jī),、探針臺(tái),、分選機(jī)3種,測(cè)試機(jī)負(fù)責(zé)檢測(cè)性能,,后兩者主要實(shí)現(xiàn)被測(cè)晶圓/芯片與測(cè)試機(jī)功能模塊的連接,。測(cè)試設(shè)備中測(cè)試機(jī)占比最大,達(dá)到68%的比例,,而分選機(jī),、探針臺(tái)約占比分別為17%、15%,。全球半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備主要呈現(xiàn)美國(guó)Teradyne,、日本Advantest、TEL等國(guó)際企業(yè)壟斷局面,。
測(cè)試機(jī)可大致分為模擬/混合類測(cè)試機(jī),、SoC測(cè)試機(jī)、存儲(chǔ)器測(cè)試機(jī)等,。模擬測(cè)試機(jī)主要是針對(duì)以模擬信號(hào)電路為主,、數(shù)字信號(hào)為輔的半導(dǎo)體而設(shè)計(jì)的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng);SoC測(cè)試機(jī)主要是針對(duì)SoC芯片即系統(tǒng)級(jí)芯片設(shè)計(jì)的檢測(cè)系統(tǒng),;存儲(chǔ)測(cè)試機(jī)主要是針對(duì)存儲(chǔ)器來(lái)測(cè)試,,一般是通過(guò)寫入一些數(shù)據(jù)之后在進(jìn)行讀回、校驗(yàn)進(jìn)行測(cè)試,。
SoC與存儲(chǔ)測(cè)試機(jī)難度最高,,同時(shí)在結(jié)構(gòu)占比上也是測(cè)試機(jī)中占比最大的部分,,在全球和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)均在70%左右占比。
自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)(ATE)是半導(dǎo)體后道測(cè)試設(shè)備中的核心設(shè)備,,全球半導(dǎo)體ATE市場(chǎng)主要由科休,、愛德萬(wàn)和泰瑞達(dá)三大巨頭占據(jù),合計(jì)占比95%,,市場(chǎng)集中程度較高,。國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體測(cè)試機(jī)市場(chǎng)中,愛德萬(wàn),、泰瑞達(dá)和科休同樣占據(jù)了近84%的市場(chǎng),,國(guó)內(nèi)廠商華峰測(cè)控和長(zhǎng)川科技的市占率分別為8%和5%,主要以模擬混合類測(cè)試機(jī)為主,。
2020年華峰測(cè)控/長(zhǎng)川科技在國(guó)內(nèi)模擬測(cè)試機(jī)占比為49.88%/24.08%,,合計(jì)突破70%的市場(chǎng)占有率。存儲(chǔ)和soc設(shè)備還需要努力追趕,。
分選機(jī)(handler)大多數(shù)都用在芯片的測(cè)試接觸,、揀選和傳送等。分選機(jī)把待測(cè)芯片逐個(gè)自動(dòng)傳送至測(cè)試工位,,通過(guò)測(cè)試機(jī)測(cè)試后分選機(jī)根據(jù)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行標(biāo)記,、分選和編帶。
按照形態(tài)和適用情形分為重力式,、平移式,、轉(zhuǎn)塔式、測(cè)編一體機(jī),。重力式結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單,,投資小,;平移式適合使用的范圍廣,、測(cè)試時(shí)間較長(zhǎng)或先進(jìn)封裝情況下優(yōu)勢(shì)顯著;轉(zhuǎn)塔式適合體積小,、重量小,、測(cè)試時(shí)間短的芯片。其中,,平移式和轉(zhuǎn)塔式占比最高,。
分選機(jī)主要企業(yè)仍為科休、愛德萬(wàn),、臺(tái)灣鴻勁以及長(zhǎng)川科技,,根據(jù)VLSI Research及Semi,科休占比最高為21%,,Xcerra(已被科休收購(gòu))占比16%,,國(guó)內(nèi)企業(yè)長(zhǎng)川科技占比2%,。
從中國(guó)封測(cè)龍頭長(zhǎng)電科技和華天科技2016-2021年的招標(biāo)結(jié)果來(lái)看,中國(guó)分選機(jī)市場(chǎng)國(guó)產(chǎn)化率很高,,包攬市場(chǎng)占有率3/4的前五家中僅有鴻勁科技來(lái)自中國(guó)臺(tái)灣,,其余四家皆為大陸廠商,,長(zhǎng)川科技位居榜首,,整體國(guó)產(chǎn)化水平達(dá)65%。
探針臺(tái)(prober)主要負(fù)責(zé)晶圓輸送及定位,,使晶圓依次與探針接觸完成測(cè)試,,提供晶圓自動(dòng)上下片、找中心,、對(duì)準(zhǔn),、定位及按照設(shè)置的步距移動(dòng)晶圓,以使探針卡上的探針能對(duì)準(zhǔn)硅片相應(yīng)位置做測(cè)試,,按不同功能能分為高溫探針臺(tái),、低溫探針臺(tái)、RF 探針臺(tái),、LCD探針臺(tái)等,。
探針臺(tái)全球市場(chǎng)主要由兩家有突出貢獻(xiàn)的公司壟斷,ACCRETECH東京精密占比46%,,TEL東京電子占比27%,,其余的企業(yè)為臺(tái)灣旺矽、臺(tái)灣惠特以及深圳矽電等,。
深圳矽電是境內(nèi)產(chǎn)品覆蓋最廣的晶圓探針臺(tái)設(shè)備廠商,,產(chǎn)品類型從手動(dòng)探針臺(tái)到全自動(dòng)探針臺(tái),尺寸從4英寸到12英寸,,應(yīng)用領(lǐng)域包括集成電路及分立器件的晶圓測(cè)試,。公司晶粒探針臺(tái)已達(dá)到國(guó)際同類設(shè)備水平,適用于4-6英寸PD,、APD,、LED等光電芯片的自動(dòng)測(cè)試,具有無(wú)損清針,、濾光片自動(dòng)切換等自主研發(fā)的技術(shù),。
從全球半導(dǎo)體設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看,半導(dǎo)體設(shè)備種類眾多,,高端設(shè)備價(jià)值較高,,營(yíng)收位列全球半導(dǎo)體設(shè)備廠商前列,目前半導(dǎo)體產(chǎn)線中最具價(jià)值量環(huán)節(jié)(光刻機(jī),、刻蝕機(jī),、薄膜沉積)的三大海外龍頭分別是:阿斯麥,、拉姆研究、應(yīng)用材料,,形成了穩(wěn)態(tài)競(jìng)爭(zhēng)格局,。多個(gè)方面數(shù)據(jù)顯示,2021年全球前三半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)分別為應(yīng)用材料,、阿斯麥和東京電子,,營(yíng)收分別為242億美元、211億美元和171億美元,,其中東京電子基本的產(chǎn)品為半導(dǎo)體光刻涂層/顯像,,沉積,干蝕刻和清洗相關(guān)設(shè)備,。
光刻機(jī)被稱作“現(xiàn)代工藝之花”,,光刻的本質(zhì)是把臨時(shí)電路結(jié)構(gòu)復(fù)制到硅片上,這些結(jié)構(gòu)首先以圖形形式制作在掩膜版上,,光源透過(guò)掩膜版將圖形轉(zhuǎn)移到硅片表面的光敏薄膜上,。
光刻機(jī)是光刻工藝的核心設(shè)備,也是所有半導(dǎo)體制造設(shè)備中技術(shù)上的含金量最高的設(shè)備,,包含上萬(wàn)個(gè)零部件,,集合了數(shù)學(xué)、光學(xué),、流體力學(xué),、高分子物理與化學(xué)、表面物理與化學(xué),、精密儀器,、機(jī)械、自動(dòng)化,、軟件,、圖像識(shí)別領(lǐng)域等多項(xiàng)頂尖技術(shù)。
全球光刻機(jī)市場(chǎng)主要由荷蘭的阿斯麥(ASML),、日本尼康和佳能三家把持,,其中ASML更是全球絕對(duì)龍頭,幾乎壟斷了高端光刻機(jī)(EUV)市場(chǎng),。2021年阿斯麥42臺(tái)EUV系統(tǒng)貢獻(xiàn)了63億歐元銷售額,。
刻蝕是利用化學(xué)或物理的方法將晶圓表面附著的不必要的材質(zhì)進(jìn)行去除的過(guò)程,大致上可以分為干法刻蝕和濕法刻蝕,。該領(lǐng)域主要被泛林半導(dǎo)體,、TEL東京電子、應(yīng)用材料三家海外巨頭壟斷,。
薄膜的沉積,,是一連串涉及原子的吸附,、吸附原子在表面擴(kuò)散及在適當(dāng)?shù)奈恢孟履Y(jié),以漸漸形成薄膜并成長(zhǎng)的過(guò)程,。該領(lǐng)域主要被應(yīng)用材料,、泛林半導(dǎo)體、TEL三大廠商占據(jù)70%的市場(chǎng)份額,。
清洗設(shè)備根據(jù)不同的工藝需求,,對(duì)晶圓表明上進(jìn)行無(wú)損傷清洗以去除半導(dǎo)體制作的完整過(guò)程中的顆粒等雜質(zhì)。清洗工藝可分為濕法清洗和干法清洗,。
清洗設(shè)備主要有Screen(日本基恩士),、TEL東京電子、Lam Research(美國(guó)拉姆研究),、SEMES(韓國(guó))等日美韓企業(yè)。TOP4企業(yè)占據(jù)98%的市場(chǎng)占有率,,馬太效應(yīng)明顯,,市場(chǎng)高度集中。
半導(dǎo)體設(shè)備中封裝設(shè)備約占7%,,封裝設(shè)備中主要有貼片機(jī),、劃片機(jī)、引線鍵合機(jī),、塑封/切筋成型設(shè)備,。主要代表企業(yè)有ASM Pacific、K&S,、Shinkawa,、Besi等國(guó)際企業(yè)。