半導體技術已經成為衡量一個國家科技能力的標誌,而整個半導體行業,晶片製造又屬於重中之重,相對於傳統製造業屬於上遊,所以也就是典型躺著賺錢,比如大家所熟知的ARM,ARM只提供設計圖紙,但每年也可以因此獲得非常高的利潤。
其次就是高通,大部分國產手機都嚴重依賴於高通,可以說國內手機的淨利潤還沒有給高通交的錢多,可見晶片的重要程度,而晶片的製造則離不開一個最為關鍵的設備,那就是光刻機,但光刻機雖然是晶片製造中最重要的但並不是唯一重要的,還有其他一些製造設備同樣重要,那麼除了光刻機還有哪些設備?
刻蝕設備
光刻機關鍵步驟就是曝光,也就是和照相機在底片上投影一樣,光刻機實際上只是畫出圖形,真正的微電路實現,還需要刻蝕機去腐蝕出電路,刻蝕機的種類很多,在晶片製造的過程中就需要等離子刻蝕機,等離子刻蝕機配合光刻機最終才能完成晶片的生產。
目前等離子刻蝕機的市場份額基本上被美國的泛林半導體還有應用材料所壟斷,不過好消息是國內的中微半導體等離子刻蝕機已經達到國際先進水平,可以用來生產5nm工藝,據說已經和臺積電合作用來製造5nm晶片了,除此之外一些其他的科技公司也在生產其他種類的刻蝕機。
離子注入設備
離子注入機也是集成電路製造工序中最關鍵的設備,主要是用於摻雜工藝,用來改變固體表面層物理和化學性質,達到對於半導體電學特性的控制還有金屬的改性,相對於傳統的摻雜工藝,精度更高,溫度要求更低,更加均勻,目前市場份額還是主要被美國的應用材料和Axcelis所掌控。
國內比較厲害的是萬業企業,在2018年成功收購了上海凱世通半導體(一家專業從事離子注入及研發的企業,在全球光伏離子注入領域佔比第一)目前萬業企業也開始轉型積極開始研發離子注入機,除此之外還有中電科電子,28nm工藝已經得到中芯國際的驗證,未來還是非常可期的。
沉積設備
沉積設備有很多種,比如原子層沉積設備、化學氣相沉積設備,物理氣相沉積設備等等,也就是使材料氣化之後再沉積在被鍍工件上的一種薄膜製備技術,我們所知道OLED屏幕的工藝實際上就是用到了沉積工藝,沉積工藝的設備非常多樣,用途廣泛,主要也是美國和日本的科技公司所掌控。
當然國內也有,比較知名的就是北方華創,其產品包括刻蝕設備、PVD設備、CVD設備、氧化/擴散設備、清洗設備、新型顯示設備、氣體質量流量控制器等,可以覆蓋方面還算是非常全面的,不過仍舊需要很長的路要走,畢竟在高端半導體設備行業,只有第一和其他。
檢測設備
晶片生產的過程中都有一定的良品率,到最後成品一步,還需要專門的設備來檢測這些產品性能是否達到要求,檢測設備包含很多,比如工藝檢測,晶圓檢測設備,驗證測試設備等等,目前全球市場還是基本被美國和日本的科技公司所壟斷。
目前國內也在相關行業進行布局,有杭州長川科技、北京華峰、精測電子等,都有相關測試樣機研發,但都還屬於低端行業,用於高端晶片製造的幾乎是空白,所以這方面也需要加緊,畢竟檢測設備也佔了整個半導體設備支出9%左右,市場規模也不小。
半導體原材料
相對於設備而言,半導體所需要的原材料同樣非常重要,雖說晶片都是沙子做的,但是沙子變成晶片的過程卻是很曲折和艱難的,半導體原材料包含的種類有很多,比如單晶矽,光刻膠、電子氣體、靶材、細分類別很多,當然還有有機光電和無機光電材料,去年三星就因為日本斷供幾個關鍵的半導體原材料差點業務沒有辦法開展。
可見半導體原材料的重要性,關於半導體原材料因為細分種類太多了,國內大大小小的公司也很多,在原材料方面也算是布局比較全面,但是這些材料相對低端,特別是高端市場對於純度要求較高,國內目前距離先進水平還有很大差距,需要奮力追趕。
當然半導體製造行業所需要的遠不止這些,比如還有像氧化設備,清洗設備、拋光設備,晶圓切割設備等等,可以說在整個半導體行業牽扯的供應鏈非常繁多,但像很多的核心關鍵設備,可以說基本上都是被美國和日本公司所壟斷,特別是高端行業,我們因為處在下遊所以才會面臨被卡脖子的風險。
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