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半導體設備行業深度報告:國產突破正加速,迎來中長期投資機會(10)

發布時間:2020年05月14日 01:57 來源:網絡搜索 手機版

隨著晶圓尺寸增大,濺射技術逐步取代真空蒸鍍,原理是利用磁場將高能粒子撞擊高純度靶材料原子, 被撞擊出的原子沉積到襯底表面。磁控濺射可提高等離子體密度,對靶材形成更多的濺射并降低襯底溫度, 可提高臺階覆蓋率,非常好地控制合金比例,產出效率高,廣泛應用于 IC 先進工藝的金屬化制程。

3)外延:在單晶襯底上生長一層跟襯底具有相同晶格排列的單晶材料,外延層可以是同質外延層(Si/Si), 也可以是異質外延層(SiGe/Si 或 SiC/Si 等)。外延工藝包括分子束外延(MBE)、氣相外延(VPE)、液相外延、 化學束外延、離子團束外延、低能離子束外延和金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)等。

MOCVD 是化合物半導體材料制備的關鍵設備。在 MOCVD 中,超純氣體被注入反應器中并精細計量以 將非常薄的原子層沉積到半導體晶片上,形成材料和化合物半導體的外延。不同于傳統的硅半導體,化合 物半導體包含有 III 族和 V 族、II 族和 VI 族、IV 族、V 和 VI 族元素,是目前化合物半導體制備的關鍵設備, 應用于半導體器件、光學器件、氣敏元件、超導薄膜材料、鐵電/鐵磁薄膜、高介電材料等多種薄膜材料。

薄膜生長設備市場穩定增長,整體市場規模約 124 億美元。CVD 設備方面,根據 Trendforce,2017 年 全球 CVD 設備市場規模約 84 億美元,到 2023 年將增長至 89 億美元。CVD 下游需求如微電子元件、數據 存儲、太陽能產品、切割工具和醫療設備等,其中微電子元件和數據存儲分別占比 38%和 24%。

PVD 設備方面,按照 Garter 對 CVD、PVD 和外延設備產值的統計,測算 PVD 設備 2019 年市場規模約 29 億美元,下游需求以微電子元件和數據存儲為主,分別占比 38%和 23%,隨著工藝節點往先進制程推進, 帶動金屬互聯層數增,對 PVD 需求也在增加。

外延設備方面,根據 Yole,外延設備市場規模約 9.4 億美元,預計 2023 年超過 20 億美元,其中約 70% 為 MOCVD 設備,金屬應用于大多數 III-V 化合物半導體外延,例如砷化鎵和氮化鎵器件。外延設備需求增 長主要受 LED 和電源應用驅動,未來的增長動力主要為電源、激光器、MEMS、Mini/Micro LED 和射頻器件。

分設備看,等離子體 CVD 設備市場規模最大。根據 Gartner,等離子體 CVD 設備市場規模最大,占比 33%,濺射 PVD、管式 CVD、非管式 CVD 和 ALD 等設備占比分別為 19%、12%、11%和 11%。全球薄膜生 長設備市場主要被 AMAT、LAM 和 TEL 等廠商主導。CVD 設備方面,AMAT、LAM、TEL 和日立國際電氣四 家廠商市占率達 84%。PVD 設備方面,應用材料遙遙領先,獨占 74%的市場份額。其他薄膜生長設備方面, 應用材料和泛林半導體兩家合計市占率達 53%,國內廠商中微半導體占有 7%的市場份額,主要生產 MOCVD。

MOCVD 設備市場規模在 6-12 億美元之間,中國是最大的需求市場。根據高工 LED,2015 年至 2017 年中國 MOCVD 設備保有量從 1222 臺增至 1718 臺,年均復合增長 18%;截止 2018 年,國內 MOCVD 保有 量達 1938 臺。中國已成全球 MOCVD 設備最大的需求市場,設備保有量占全球比例已超 40%,據此估計全 球的MOCVD設備需求量在4300臺以上。根據Technavio,全球MOCVD市場CAGR將在2021年之前達14%, 市場規模將從2016年的6.15億美元增長至2021年的11.63億美元,驅動力為LED顯示背光和高功率器件。

美國 Veeco、德國 AIXTRON、日本 NIPPON Sanso 和 Nissin Electric 是起步較早的 MOCVD 設備供應商, 由于日本對 MOCVD 設備實行出口限制政策,全球市場基本被 AIXTRON 和 Veeco 壟斷,其市占率分別為 46% 和 27%,中微公司也占有 24%市占率,上升勢頭顯著,其他涉足 MOCVD 設備的企業還有中晟光電等。?

薄膜沉積設備國產化率整體較低,PVD 設備較 CVD 設備國產化率高。以長江存儲 30k 產能產線招標為 例,CVD 設備方面國產化率很低,僅沈陽拓荊中標 3 臺 PECVD,占比 4%;PVD 設備方面,北方華創中標阻 擋層 PVD 3 臺,占比 18%,,中標鋁墊 PVD 3 臺,占比 100%。而從華力集成、華虹無錫廠和積塔半導體產 線的設備招標情況看,薄膜沉積設備的國產化率分別為 6%、16%和 33%。整體來看,CVD 設備的國產化率 約為 2%-5%,PVD 設備的國產化率約為 10%-15%,國產化率仍比較低。? http://www.fyeahblog.com/chaogumoni/181340.html

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