辟新路,中國半導體裝置及零件出海


2024年中國半導體裝置及零件出口總額為370.8億元。

根據海關總署資料顯示,2024年中國半導體裝置及零件出口總額為370.8億元,出口方式以一般貿易為主。

中國半導體裝置及零件市場現狀

半導體裝置零件是指在材料、結構、工藝、品質、精度、可靠性及穩定性等性能方面達到了半導體裝置及技術要求的零件,作為半導體裝置的重要組成部分,零件的品質、性能和精度優劣直接決定了半導體裝置的可靠性和穩定性,從主要材料和使用功能的角度,半導體裝置零元件、碳化零件、金屬化零件、碳化件、碳化件、碳化件、碳化件、碳化件、碳化件、碳化件、碳化件和電件。

根據SEMI的分類,半導體裝置主要包括晶圓製造裝置、封裝裝置、測試裝置以及其他輔助裝置。其中,晶圓製造裝置包括光刻、刻蝕、沉積、離子注入、清洗、測量等裝置;封裝裝置包括切割、鍵結、封裝成型、分選等裝置;測試裝置包括測試機、探針台、分選機等;其他輔助裝置包括晶圓減薄、研磨、化學機械拋光(CMP)等。

根據相關資料顯示,2024年中國大陸半導體晶圓製造裝置市場規模達2,300多億元,達到歷史高點,全年市場規模總體維持上漲趨勢,較去年同期成長19.4%。此外,2024年中國晶圓製造裝置綜合本土化率達25%,其中清洗、CMP、PVD裝置本土化率超35%。 2025年,SEMI預測國產晶片裝置自給率將達50%,14nm工藝實現全覆蓋,初步擺脫對美日歐裝置的依賴。

2024年中國大陸主要晶圓製造裝置本土化率情況,資料來源MIR DATABANK

中國半導體裝置及零件出海情況

據理解,2024年中國半導體裝置及零件企業數量約為1萬-1.6萬家,其中上市公司20余家,頭部企業如北方華創、中微公司、拓荊科技等在刻蝕、薄膜沉積、清洗裝置等領域實現突破。

根據相關統計,2022年至2024年,中國半導體裝置及零件出口總額呈上升趨勢,從2022年的40.9億美元,上升至2024年的52.1億美元。具體到各公司出海情況到底如何?筆者翻看了國內半導體裝置及零件廠商的最新財報,並將部分公司的出海收入編制到下表之中。

值得注意的是,中國半導體裝置廠商的海外收入佔比不是很高。 2024年全球半導體裝置支出中,中國貢獻了496億美元,佔比高達42.4%,年增35%。但有一個殘酷的事實是國產裝置自給率不到30%,這意味著中國採購的496億美元裝置中,超過350億美元依賴進口。如此境況下,中國半導體裝置廠商優先國內市場自然也不奇怪了。

那麼,中國半導體裝置及零件主要出海那些地區呢?根據相關統計,2024 年中國半導體裝置及零件主要出口至美國、印度、新加坡等地區,三地區合計佔出口總量的35%。此外,俄羅斯是去年出口增量比較大的地區。

值得一提的是,俄羅斯在進口關稅方面,對用於半導體生產的關鍵裝置和材料,並實施差別化關稅政策。對於國內無法生產的先進裝置,關稅有所降低,如在2024年,先進光刻裝置的進口關稅從先前的15%降至8%。同時,俄羅斯政府設立專項基金,鼓勵企業進口技術和裝置用於本土半導體研發與生產。 2023-2024 年間,俄羅斯半導體進口額成長約12%, 其中用於國內半導體專案建設的進口占比明顯增加。

中國半導體裝置及零件最新突破

DUV光源突破:全固態DUV光源技術

中國科學院發佈了突破性成果,全固態DUV光源技術,徹底改寫了光刻機核心光源的底層邏輯。該技術完全基於固態設計,由自制的Yb:YAG晶體放大器產生1030nm的雷射,在通過兩條不同的光學路徑進行波長轉換。

一路採用四次諧波轉換(FHG),將1030nm雷射轉換為258nm,輸出功率1.2W。另路徑採用光學參數放大(OPA),將1030nm雷射轉換為1553nm,輸出功率700mW。之後,轉換後的兩路雷射通過串級硼酸鋰(LBO)晶體混合,產生193nm波長的雷射束。最終獲得的雷射平均功率為70mW,頻率為6kHz,線寬低於880MHz,半峰全寬(FWHM)小於0.11pm(皮米,千分之一奈米),光譜純度與現有商用准分子雷射系統相當。

在此之前,國際主流的DUV光刻機都採用了氟化氙(ArF)准分子雷射技術,通過氬、氟氣體混合物在高壓電場下生成不穩定分子,釋放出193nm波長的光子,然後以高能量的短脈衝形式發射,輸出功率100-120W,頻率8k-9kHz,再通過光學系統調整,用於光刻裝置。而中科院的設計可以大幅降低光刻系統的複雜度、體積,減少對於稀有氣體的依賴,並大幅降低能耗。

哈工大EUV光源突破:放電電漿體極紫外光刻光源

哈爾濱工業大學成功研發「放電電漿體極紫外光刻光源」技術,能夠提供中心波長為13.5奈米的極紫外光,這一成果榮獲黑龍江省高校和科研院所職工科技創新成果轉化大賽一等獎。

此項技術基本原理是利用放電電漿體產生極紫外光。在特定的放電條件下,電漿體中的原子或離子會被激發到高能態,當它們躍遷回低能態時,會發射出極紫外波段的光,通過對放電過程的精確控制和最佳化,實現了中心波長為13.5nm的極紫外光的穩定輸出。

傳統EUV微影技術主要依賴雷射生產電漿體方法,其製程複雜,需要高能量雷射器轟擊液態錫滴,產生電漿體。然而,中國研究團隊採用了不同的方法—雷射誘導放電電漿體技術。具體來說,雷射首先將少量錫汽化為雲狀物,隨後透過兩個電極施加高壓,將錫雲轉化為電漿體。在這一過程中,高價態錫離子和電子頻繁碰撞並輻射,產生極紫外光。與LPP技術相比,LDP方法具有更高的能量利用效率,同時成本更低。

北方華創發表首款離子注入機Sirius MC 313

北方華創發表首款離子注入機Sirius MC 313,正式宣佈進軍離子注入裝置市場。

在晶片製造流程裡,除了備受關注的光刻、刻蝕、薄膜沉積等環節,離子注入裝置同樣佔據著極為關鍵的地位。離子注入裝置能夠以極高的精度和效率,將特定元素的帶電離子注入半導體材料,從而精確改變材料的電性能,為晶片製造提供不可或缺的技術支撐。其工作原理是先透過離子源產生所需離子,在電場作用下加速至預定能量,再精確注入半導體材料,實現原子的替換或加入,進而調控材料性能。

據理解,北方華創在離子注入裝置的束流控制、調束演算法、劑量精確控制等關鍵技術方面取得多項突破,自主開發出具備能量精度高、劑量均勻性好、注入角度控制精度高等特性的高端離子注入裝置。未來,北方華創將以實現離子注入器件全品類佈局為目標,推動離子注入器件全面覆蓋邏輯、儲存、特色工藝及化合物半導體等領域。

中微公司發表12吋晶圓邊緣刻蝕裝置Primo Halona

中微公司正式發表了自主研發的12吋晶圓邊緣刻蝕裝置Primo Halona。

此款12吋邊緣刻蝕裝置Primo Halon採用中微公司特色的雙反應台設計,可靈活組態最多三個雙反應台的反應腔,且每個反應腔均能同時加工兩片晶圓,在保證較低生產成本的同時,滿足晶圓邊緣刻蝕的量產需求,從而實現更高的產出密度,提升生產效率。裝置腔體均搭載Quadra-arm機械臂,精準靈活,腔體內部採用抗腐蝕材料設計,可抵抗鹵素氣體腐蝕,為裝置的穩定性與耐久性提供保證。

此外,Primo Halona配備獨特的自對準安裝設計方案,不僅可提高上下極板的對中精度和平行度,還可有效減少因校準安裝帶來的停機維護時間.在裝置智能化方面,Primo Halona提供可選裝的整合測量模組,客戶通過該測量範本可實現本地即時膜厚量測,一鍵式實現晶圓的補償性校準性,實現晶圓的校準性,實現更好的維護產品。 (半導體產業縱橫)