中國12吋晶圓項目光刻機採購統計與光刻材料市場

2021-01-15 電子發燒友
中國12吋晶圓項目光刻機採購統計與光刻材料市場

中國半導體論壇 發表於 2020-12-29 15:41:44

光刻是晶圓製造的核心工藝。半導體用光刻機、光刻膠、光掩膜等的市場分別被國外龍頭企業如ASML、Canon、信越化學、JSR、住友化學、Fujifilm等企業所主導。目前中國半導體光刻產業鏈基礎薄弱，市場潛力巨大，發展空間廣闊。

——光刻機，半導體製造的核心設備

光刻是集成電路製造的最關鍵、最複雜、耗時佔比最大的核心工藝，約佔晶圓製造總耗時的40%-50%。公開數據顯示，2019年光刻設備佔半導體晶圓處理設備市場的23%左右。

近十幾年來，ASML處於全球半導體前道光刻機絕對龍頭地位，市場份額常年在60%以上，市場地位極其穩固。而在高端機型方面（ArF、ArFi、EUV），如今ASML更是佔據接近90%的市場，在最先進EUV光刻機這塊，更是ASML獨一家！相比之下，日本雙巨頭——尼康和佳能逐漸式微，2019年尼康市場份額僅為7%，佳能更是放棄了高端光刻機市場。

近年來，中國晶片製造行業飛速發展，多個12英寸生產線建成或擴產，帶來巨大的光刻機採購需求，亞化諮詢整理了近幾年國內部分12吋晶圓產線的光刻機採購情況。

——光刻膠，半導體製造的核心材料

光刻膠是半導體製造的核心工藝材料之一。全球能夠生產光刻膠的企業比較少，主要由美國Shipley（已被陶氏收購）、Futurrex；德國Microresist Technology、Allresist；日本東京應化、JSR、信越化學、住友化學；瑞士GES；韓國東進化學、東友精細化學；臺灣長春集團、亞洲化學等，這些企業佔據全球超過95%的市場份額。

來源：野村國際

目前半導體先進位造工藝使用做多的還是ArF光刻膠和KrF光刻膠。JSR是ArF光刻膠市場龍頭，其ArF光刻膠市佔率約為24%；東京應化（TOK）是全球KrF光刻膠市場龍頭，其KrF光刻膠市佔率約為27%。

亞化諮詢預計，2020年全球半導體光刻膠市場規模預計超過21億美元，光刻過程中用到的材料（光刻膠、光刻膠輔材、光罩）約為晶圓製造材料市場的26%。

目前，國內90-14nm半導體製程的高端半導體晶片製造所用的ArF光刻膠100%需要進口，其中超過90%為日本製造，ArF高端光刻膠產品在國內一直是空白。到目前為止，歐美及日本等國家仍對中國禁止輸入ArF光刻膠技術。

而在下遊行業3D NAND的光刻技術發展中，KrF光刻技術佔主要地位，但目前該種類的光刻膠多為日韓、歐美等國家提供，代表現階段及未來5年內處於主流地位的3D NAND製造用的厚膜光刻膠仍難覓國內光刻膠供應商蹤影。因此，中國想要掌握ArF和KrF厚膜等高端光刻膠技術，國產化替代勢在必行。

——光掩膜，晶片製造中不可忽視的硬體成本

光罩，也稱光掩膜版，是用於半導體光刻過程中的母版。晶片的製造需要經過反覆的光刻與刻蝕過程，其中用到的光罩也不止一張，14nm工藝製程大約需要60張光罩，而到了7nm工藝製程至少需要80張光罩。

光罩的費用及其昂貴，主要是因為光罩製造過程中所用到的Mask Writer（光罩寫入機）的價格非常之高。Mask Writer是將已經設計好的電路圖案呈現到光罩上。一臺Mask Writer的價格一般需要上千萬美金，5-7nm的Mask Writer價格甚至接近一億美金！全球可以工藝Mask Writer的供應商不多，日本廠商Nuflare幾乎處於壟斷地位。

採用不同的製程工藝，其需要的光罩成本也不相同，例如40/28nm製程工藝現如今已是非常成熟，其對應的光罩成本也比較低。

晶片硬體成本=（光罩成本+晶圓數量×單位晶圓成本+測試成本+封裝成本）/最終成品率

可以看出，在流片或晶片線產能不高時由於晶圓數量較少，流片成本主要在於光罩成本。當產量足夠大，極高的光罩成本就能被巨大的晶圓數量所分攤，晶片的成本就可以大幅降低。

臺積電、英特爾、三星所用的光罩絕大部分都是由自己專業的工廠生產，其他的半導體光罩市場主要被美國Photronics、日本DNP以及日本Toppan三家所壟斷。亞化諮詢預計，2020全球半導體光罩市場約為41億美元。

——光刻氣，國產化先行者

光刻氣是用來產生光刻機光源的電子氣體。光刻氣大多為稀有氣體，或稀有氣體和氟氣的混合物，常見的DUV光刻氣包含Ar/F/Ne混合氣、Ar/Ne混合氣、Kr/F/Ne混合氣、Kr/Ne混合氣等。

由於臺積電、三星等廠商逐漸將部分產能轉向EUV部分，預計未來全球DUV光刻氣市場的增量大部分在中國大陸。目前林德旗下NOVAGAS是全球最大的DUV光刻氣供應商。

根據中國電子材料協會數據顯示2015年，中國半導體DUV光刻氣需求約為7000立方，完全依賴進口，主要供應商為林德集團、液化空氣集團、普萊克斯集團等。2016年起，華特光刻氣產品進入市場，2017年華特Ar/F/Ne混合氣、Kr/Ne混合氣、Ar/Ne混合氣、Kr/F/Ne四種光刻混合氣產品通過了ASML認證。

預計從2021年起，中國光刻氣市場會隨著國內12吋晶片廠產能的增加而快速增加，增量主要在長江存儲、中芯國際、華虹及其他外資廠。預計2025年中國DUV光刻氣市場將破億元人民幣。光刻氣市場面臨國產化的機遇。

責任編輯：lq

 

打開APP閱讀更多精彩內容

聲明：本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內容圖片侵權或者其他問題，請聯繫本站作侵刪。 侵權投訴

相關焦點

  • 光刻機發展分析:光刻機國內外主要廠商與市場現狀分析
    集成電路裡的電晶體是通過光刻工藝在晶圓上做出來的，光刻工藝決定了半導體線路的線寬，同時也決定了晶片的性能和功耗。 工欲善其事，必先利其器，要想半導體產業突破技術封鎖，要想開發先進的半導體製程，就必需要有先進的光刻機。 近期，關於光刻機，中芯國際、長江存儲、華虹先後傳來好消息。
  • 晶圓廠投資熱 誰來量產光刻膠
    據市場機構智研諮詢統計，2019年中國光刻膠市場本土企業銷售規模約70億元，全球佔比約為10%。光刻膠材料約佔IC製造材料總成本的4%，是半導體集成電路製造的核心材料。　　據市場機構智研諮詢統計，2019年全球光刻膠市場規模預計近90億美元，自2010年至今年複合增長率約5.4%。預計該市場未來三年仍將以年均5%的速度增長，至2022年，全球光刻膠市場規模將超過100億美元。
  • 半導體設備行業半導體系列10:計算光刻技術管控升級,光刻工藝設備...
    計算光刻通常包括光學鄰近效應修正(OPC)、光源-掩膜協同優化技術(SMO)、多重圖形技術(MPT)、反演光刻技術(ILT)等四大技術。隨著線寬不斷微縮,計算光刻軟體成為光刻工藝環節上重要的輔助工具,其需求日益增加。計算光刻軟體產品市場被國際供應商壟斷。
  • 半導體光刻機行業深度報告:復盤ASML,探尋本土光刻產業投資機會
    受益於高壓驅動、圖像傳感器、射頻等應用的需求增 加，根據 IHS Markit 統計，28 納米製程的集成電路晶圓代工市場將保持穩定增長，預計 2024 年全球 市場規模將達到 98 億美元。14 納米及以下更先進位程的集成電路晶圓代工市場將 保持快速增長，預計 2024 年全球市場規模將達 386 億美元，2018 年至 2024 年的複合增長 率將達 19%。
  • 光刻機是誰發明的_中國光刻機與荷蘭差距
    光刻機是集成電路製造中最精密複雜、難度最高、價格最昂貴的設備，用於在晶片製造過程中的掩膜圖形到矽襯底圖形之間的轉移。集成電路在製作過程中經歷材料製備、掩膜、光刻、刻蝕、清洗、摻雜、機械研磨等多個工序，其中以光刻工序最為關鍵，因為它是整個集成電路產業製造工藝先進程度的重要指標。
  • 什麼是光刻機?一臺上億的ASML光刻機工作原理分享
    光刻機是晶片製造的核心設備之一，按照用途可以分為好幾種：有用於生產晶片的光刻機；有用於封裝的光刻機；還有用於LED製造領域的投影光刻機。用於生產晶片的光刻機是中國在半導體設備製造上最大的短板，國內晶圓廠所需的高端光刻機完全依賴進口，本次廈門企業從荷蘭進口的光刻機就是用於晶片生產的設備。
  • 12寸晶圓、電子束光刻機、柔性線路板……這些IC產品,徐州都有
    集成電路產業方面 　　光刻膠、光刻機、刻蝕機、納米孔徑分析儀、半導體多晶矽等產品填補了國內的空白，一批半導體材料和設備企業落戶徐州。 　　鑫華半導體5000噸半導體多晶矽投入生產，打破了國外5000噸半導體多晶矽壟斷。
  • 光刻膠的局
    8月15日，上海新陽發布公告，將募資15億投資高端光刻膠的研發和產業化項目。9月14日，雅克科技宣布募資12億布局半導體材料，其中6億用來投入到光刻膠及光刻膠配套試劑中；兩天之後，馬鞍山籤約了9個項目，其中之一就是斯坦得LDI感光幹膜及半導體光刻膠項目，總投資金額15億；月底，久日新材增資微芯新材2000萬研發光刻膠，為國產光刻膠的黃金9月收了個尾。
  • ASML光刻機的工作原理,光刻機製造難度有多大?
    光刻機，被稱為現代光學工業之花，製造難度非常大，全世界只有少數幾家公司能夠製造。其售價高達7000萬美金。用於生產晶片的光刻機是中國在半導體設備製造上最大的短板，國內晶圓廠所需的高端光刻機完全依賴進口。 在能夠製造機器的這幾家公司中，尤其以荷蘭（ASML）技術最為先進。價格也最為高昂。光刻機的技術門檻極高，堪稱人類智慧集大成的產物。
  • ChipInsights:2019年全球光刻機市場分析
    其中EUV光刻機出貨26臺，較2018年增加8臺；ArFi光刻機出貨82臺，較2018年減少4臺；ArF光刻機出貨22臺，較2018年增加6臺；KrF光刻機出貨65臺，較2018年減少13臺；i-line光刻機出貨34臺，較2018年增加8臺。 2019年ASML的EUV光刻機營收達217億元人民幣，較2018年增加70億元人民幣。
  • 90%市場被國外廠商壟斷 光刻膠國產化急需提速!-半導體,光刻膠,CPU...
    而在美國制裁中興、華為，阻撓荷蘭向中國出口EUV光刻機，遏制中國半導體產業發展，以及日本限制半導體原材料向韓國出口等一系列事件的影響之下，中國半導體產業的「國產替代」也正在由晶片端，深入到上遊半導體材料領域。而即將開始投資的國家大基金二期也或將加大對於半導體材料領域的投資。今天芯智訊就為大家來系統的介紹下，半導體製造當中所需的一種關鍵材料——光刻膠。
  • 兵進光刻機,中國晶片血勇突圍戰 - 光刻機,ASML,華為,臺積電,中芯...
    然後，英國路透社稱援引不具名的知情人士消息，美國政府從2018年開始就與荷蘭官員至少進行了4輪會談，企圖阻止ASML向中國出售EUV光刻機。為此美國國務卿蓬佩奧甚至親自遊說荷蘭政府。這中間，還有荷蘭當地媒體報導稱ASML美國子公司的中國員工竊取ASML的技術並洩露給中國企業的事件。
  • 光刻膠行業專題報告:電子產業的生長激素 - 未來智庫
    光刻機的配套需求：光刻膠需要有相應的光刻機與之配對調試，資金壁壘較高。目前全球光刻機核 心技術處於壟斷狀態，只有荷蘭 ASML 公司可製造 EUV 光刻機，售價超過 1 億歐元；而技術水平 稍低的 DUV 光刻機，售價為 2000~5000 萬美元；目前國內只有一家企業可製造光刻機，且技術等 級較低。
  • ASML新動態: 1nm光刻機都已經來了嗎?
    ASML已完成1nm晶片EUV光刻機設計，並加強與臺積電和三星的合作ASML對中國大陸市場出口持開放態度，EUV等出口許可證半導體光刻與刻蝕論壇2020將於2020年12月30-31日上海召開，光刻產業鏈國際動態與國產化發展機遇將是重要內容。
  • 光刻機的工作原理的原理是什麼?怎麼刻晶片?
    可以說光刻決定了半導體線路的精度，以及晶片功耗與性能，相關設備需要集成材料、光學、機電等領域最尖端的技術。光刻機的種類光刻機的種類有很多種，按照用途可以分為好幾種：有用於生產晶片的光刻機;有用於封裝的光刻機;還有用於LED製造領域的投影光刻機。用於生產晶片的光刻機是中國在半導體設備製造上最大的短板。
  • 半導體材料行業專題報告:光刻膠,高精度光刻關鍵材料
    根據容大感光招股說明書，PCB 光刻膠平均銷售單 價約為 3.2 萬元/噸（不含稅），測算 2017 年中國溼膜光刻膠市場規模達到 15 億元。中國己成為全球最大的 PCB 光刻膠生產基地，內資企業崛起。
  • 這家中國晶片巨頭,採購13臺荷蘭光刻機
    這讓臺積電的光刻機需求量大幅增長，因此，早有消息臺積電將斥巨資購入更多光刻機。 近日，外媒再次傳來消息稱，臺積電已經向ASML預定了最少13臺EUV光刻機，並2021年拿到手。2019年，ASML的EUV光刻機產能為26臺。臺積電一舉便拿下了ASML近一半的EUV光刻機產能，出手十分闊綽。
  • 為什麼製造光刻機這麼難
    晶片製造商要想成功地製造出晶片來，必須用到光刻機。最近晶片行業備受關注，為什麼光刻機這麼難搞？光刻機是生產晶片最核心的設備技術，難度非常高，日本荷蘭佔據目前百分90以上的全球市場份額。而最先進的技術只有荷蘭公司ASML一家能做。
  • 淺談光刻機
    但是光刻機的技術含量是非常高的，是目前地球上技術含量最高，研發難度最大的產品之一，所以很多國家都不具備生產研發光刻機的實力，即便有些國家在航空航天，飛機大炮等方面技術很先進，但在光刻機面前卻無從下手，由此可見，光刻機的技術層面到底有多高。其次，工藝原理：光刻技術指利用光學-化學反應原理，將電路圖轉移到晶圓表面的工藝技術，光刻機是光刻工序中的一種投影曝光系統。
  • EUV光刻機是中國半導體行業的唯一癥結嗎?
    圖片源自ASML官網正因如此，集數學、光學、物理、化學等眾多學科技術於一身的光刻機，被稱之為半導體工業皇冠上的明珠，佔據晶圓廠設備投資總額的約25%。在本月初舉行的第四屆國際先進光刻技術研討會上，來自中國、美國、德國、日本、荷蘭等世界各地眾多名企、廠商、科研機構、高校的技術專家和學者，共同探討了光刻領域先進節點的最新技術手段和解決方案，解決方案涵蓋範圍之廣，包括材料、設備、工藝、測量、計算光刻和設計優化等。先進光刻技術解決方案涵蓋範圍之廣泛與光刻機自身屬性密切相關。