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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(13)

發布時間:2020年05月14日 01:57 來源:網絡搜索 手機版

從國內晶圓廠線的招標情況看,應用材料和 Axcelis 等仍占據主導,國產品牌滲透率較低。在國內膜 邏輯產線招標中,離子注入機以應用材料、Axcelis 和住友為主,國內僅中科信中標,占比 1%。而在長江 存儲招標信息中,AMAT 和 Axcelis 占據離子注入機所有份額,國內沒有廠商中標。國產設備中,北京中科 信和凱世通均有離子注入機產品,工藝制程與國際大廠仍有差距。

2.6 CMP 環節:CMP 設備市場頭部集中趨勢明顯,國產 CMP 設備有所突破

化學機械拋光(CMP)工藝通過化學腐蝕和機械研磨的協同作用,細微地去除硅片表面材料,達到改 善硅片表面形貌質量,提高硅片表面平整度,是目前唯一可同時實現全局平坦化和局部平坦化的技術。CMP 設備可分為多片單面拋光機和多片雙面拋光機兩種。硅片制造商根據用戶需求的不同,將直徑小于 200mm 的硅片分為單面拋光機和雙面拋光機兩種。由于化學機械拋光是一道加工效率低、加工成本較高的工藝過 程,所以直徑小于 200mm 的單面拋光片一般是在研磨片基礎上對硅片的一個面拋光后形成的產品。制造 工藝上一般采用多片單面拋光機加工,即在一個拋光臺上采用多拋光頭同時拋光,以提高拋光效率,降低 生產成本。直徑 300mm 的硅片主要為雙面拋光片,一般采用雙面拋光和單面拋光組合工藝。

隨著晶圓制程工藝發展,所需 CMP 次數增多,CMP 設備和 CMP 材料的需求也大幅提升。以存儲器為 例,3D NAND 的平均 CMP 次數約等于 2D NAND 的兩倍,其中針對非鎢材料的 CMP 次數超過 60%(集成電 路中用大量的金屬鎢作為導線以傳遞電信號,這些金屬鎢需要拋光處理)。而在晶圓制造的整個環節中, 隨著工藝制程從 250nm 微縮到 7nm,CMP 次數合計從 8 次增加到 30 次。

全球CMP設備主要由美國應用材料和日本荏原主導。2018年全球CMP設備市場規模約18.42億美元, 約占晶圓制造設備 4%的份額,其中大陸 CMP 設備市場規模達 4.59 億美元,但 90%的高端 CMP 設備均依 賴于進口。根據 Gartner,2017 年,CMP 設備的供應商主要有應用材料、日本 Ebara(荏原)和東京精密。2017 年應用材料 CMP 設備的銷售額為 12.45 億美元,市占率 71%,荏原銷售額為 4.67 億美元,市占率 27%。

CMP 設備市場競爭向頭部集中趨勢明顯,國產 CMP 設備有所突破。在 CMP 設備市場競爭激烈, CMP 設備廠商由 1997 年的 20 家逐漸集中在 2017 年的兩家(應用材料和荏原),且 CMP 設備最大的供應商美 國應材的市場份額依然呈現逐年遞增的態勢。國內目前主要的 CMP 設備供應商為中電科和華海清科,在 長江存儲最新的 30k 產能生產線設備招標中,華海清科在硅、二氧化硅材料 CMP 設備中標多臺,國產化率 分別達到 33%和 33%,而銅和鎢 CMP 設備無國內廠商中標。

2.7 清洗環節:盛美/北方華創/至純等多廠商布局,國產替代機會較大

清洗:清洗分干法清洗和濕法清洗,這里討論濕法清洗。濕法清洗是指針對不同的工藝需求,采用特 定的化學藥液和去離子水,對晶圓表面進行無損傷清洗,以去除集成電路制造過程中的顆粒、自然氧化層、 有機物、金屬污染、犧牲層、拋光殘留物等物質。清洗設備主要為槽式晶圓清洗機和單片清洗機。

晶圓清洗是晶圓制造中頻率最高的工藝,占比達 33%,一個流程中需要多次清洗。根據盛美半導體, 一個完整的工藝流程包括:CMP→清洗→涂膠→光刻→刻蝕→清洗→沉積→清洗→離子注入→清洗→CMP, 該流程往往循環多次,清洗重復達 200 次。相比于干法清洗,濕法清洗更加高效,90%的清洗為濕法清洗。 http://www.fyeahblog.com/chaogumoni/181340.html

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