半导体前道设备：前沿科技驱动未来制造，探索高效前道工艺解决方案 头豹词条报告系列

Leadleo.com版权有问题？点此投诉行业：制造业/专用设备制造业/电子和电工机械专用设备制造/半导体器件专用设备制造信息科技/半导体李震鹏 · 头豹分析师2024-09-13未经平台授权，禁止转载行业定义半导体前道设备是指在半导体制造过程中用于执行前…AI访谈行业分类按照半导体工艺流程，半导体前道设备可以分为如下…AI访谈行业特征半导体前道设备行业特征包括：AI访谈发展历程半导体前道设备行业目前已达到 4个阶段AI访谈产业链分析上游分析中游分析下游分析AI访谈行业规模半导体前道设备行业规模暂无评级报告AI访谈SIZE数据政策梳理半导体前道设备行业相关政策 6篇AI访谈竞争格局AI访谈数据图表摘要半导体前道设备市场持续增长，受智能设备、新兴技术需求及工艺突破驱动。行业高度集中，国际巨头主导，但中国企业正加速崛起。政策支持与资本投入推动国产化进程，市场规模不断扩大。未来，AI芯片、自动驾驶技术及政府投资将进一步刺激市场需求，预计市场将持续增长。行业定义[1]半导体前道设备是指在半导体制造过程中用于执行前端工序步骤的专用机器与装置，前道工序包括从硅晶圆的生产到其表面处理、图案转移及刻蚀等多个环节，是半导体生产中的关键阶段。半导体前道设备包括晶圆制造设备、光刻机、刻蚀设备、沉积设备和离子注入设备。晶圆制造设备负责将硅单晶棒切割成薄片并抛光，光刻机将电路图案转移到晶圆表面，刻蚀设备刻蚀出图案，沉积设备在晶圆上沉积薄膜层，而离子注入设备则注入掺杂剂以调节材料的电导性。半导体前道设备的精度和性能直接影响芯片的质量和生产效率。[1]1：https://www.stats.…2：https://www.semi.…3：国家统计局2017年国民…行业分类[2]李半导体前道设备：前沿科技驱动未来制造，探索高效前道工艺解决方案 头豹词条报告系列半导体前道设备行业基于工艺的分类按照半导体工艺流程，半导体前道设备可以分为如下类别：半导体前道设备分类薄膜沉积设备薄膜沉积主要分为化学沉积设备（CVD）、物理沉积设备（PVD）以及原子层沉积设备（ALD），以各类方式将原子、离子、活性反应基团等在衬底表面进行吸附，并在适当的位置发生化学反应或聚结，渐渐形成几纳米至几微米不等厚度的金属、介质、或半导体材料薄膜。光刻机光刻机主要负责将微小的电路图形从光罩（掩模版）投影到涂有光刻胶的晶圆上，通过特定波长的光源使得图形能够被精确显现和刻蚀，是光刻工艺的核心设备，目前全球先进工艺为以Low-NA EUV作为光源的第五代光刻机，制成可达到3-7nm。刻蚀设备刻蚀工艺在半导体器件制造中通过物理或化学方法选择性地去除晶圆表面不需要的材料，以实现掩模图形的正确复制。刻蚀方法分为湿法刻蚀以及干法刻蚀其中干法刻蚀又分为电容耦合等离子体（CCP）以及电感耦合等离子体（ICP）。涂胶显影设备涂胶显影设备是半导体制造过程中用于在晶圆表面均匀涂布光刻胶并在曝光后进行显影处理的关键设备。这些设备通过旋涂、喷涂或浸涂技术，将光刻胶均匀地涂布在晶圆表面，并在显影步骤中去除不需要的光刻胶，以显现出所需的图形，包括涂胶机、喷胶机和显影机。随着集成电路制造工艺自动化程度及客户对产能要求的不断提升，在200mm（8英寸）及以上的大型生产线上，此类设备一般都与光刻设备联机作业，组成配套的圆片处理与光刻生产线，与光刻机配合完成精细的光刻工艺流程。清洗设备清洗是贯穿半导体产业链的重要工艺环节，用于去除半导体硅片制造、晶圆制造和封装测试每个步骤中可能存在的杂质，避免杂质影响芯片良率和芯片产品性能。随着芯片制造工艺先进程度的持续提升，对晶圆表面污染物的控制要求不断提高，每一步光刻、刻蚀、沉积等重复性工序后，都需要一步清洗工序，根据清洗介质的不同，目前半导体清洗技术主要分为湿法清洗和干法清洗两种工艺路线。抛光设备（CMP）CMP设备系依托CMP技术的化学-机械动态耦合作用原理，通过化学腐蚀与机械研磨的协同配合作用，实现晶圆表面多余材料的高效去除与全局纳米级平坦化——全局平整落差5nm以内的超高平整度;其是一种集摩擦学、表/界面力学、分子动力学、精密制造、化学/化工、智能控制等多领域最先进技术于一体的设备，是集成电路制造设备中较为复杂和研制难度较大的专用设备之一。离子注入设备离子注入是通过加速带电离子并将其注入到固体靶材中，以改变其物理、化学或电气特性的工艺。根据离子能力的不同，离子注入设备可以分为低能大束流离子注入机、中束流离子注入机、高能离子注入机，此外，按照束流大小，还可以将离子注入设备划分为小束、中束、强流和超强流离子注入机。热处理设备热处理设备的主要应用包括氧化、扩散、退火以及合金等工艺，其目的是通过氧化、扩散、退火等工艺来改变硅片的电学特性和结构，按照设备形态可分为立式炉、卧式炉和快速热处理炉。去胶设备在刻蚀/离子注入等图形化工艺完成后，晶圆表面剩余光刻胶已完成图形转移和保护层的功能。此时为避免影响后续集成电路芯片制造工艺效果，需要通过去胶工艺进行完全清除。去胶工艺可分为湿法和干法两类，湿法去胶工艺使用溶剂对光刻胶等进行溶解;干法去胶工艺可视为等离子刻蚀技术的延伸，主要通过等离子体和薄膜材料的化学反应完成，是目前的主流工艺。[2]1：https://www.amec…2：https://semicondu…3：https://www.asml.…4：http://www.kingst…5：https://www.appli…6：http://www.ime.ca…7：https://www.unibri…8：拓荆科技；ASML；SA…行业特征[3]半导体前道设备行业特征包括：1.行业集中度高，国际巨头占据主要市场份额。2.国产化进程加速，政策和资本助力国产设备发展。3.下游需求推动设备技术创新与升级。1 行业集中度高，少数国际巨头占据主要市场份额，但中国企业正在崛起半导体前道设备行业由少数国际企业主导，尤其是在光刻、刻蚀和薄膜沉积设备领域。例如，阿斯麦（ASML）凭借其EUV光刻机在全球市场中占据垄断地位，2023年售出的53台EUV光刻机全部由ASML提供，占据市场100%的份额。类似地，东京电子（TEL）和应用材料（AMAT）分别在刻蚀和薄膜沉积设备市场中处于领导地位。这种高度集中化的市场结构使得新进入者面临极高的技术和资本壁垒，短期内难以突破现有格局。然而，随着中国政策支持和资本投入的不断加大，中国企业正在逐步缩小差距，并加速在全球市场中的布局，推动了国产化进程。2 政策支持与资本助推，国产化进程加速发展在中国政府的强力支持下，中国半导体前道设备行业的国产化进程显著提速。自2020年以来，中国成为全球最大的半导体前道设备市场，政策引导和大规模资本投入为国产设备的崛起提供了坚实基础。中国企业如中微公司在等离子体刻蚀设备领域取得突破，已成功应用于7nm及更先进的工艺产线；北方华创则在PVD、CVD等设备领域实现技术升级，占据一定市场份额。3 下游需求驱动，设备技术创新与升级持续推进随着下游应用市场（如智能手机、消费电子和新能源汽车）对高性能芯片需求的增加，半导体前道设备行业的技术创新和升级成为必然趋势。以智能手机市场为例，自2012年以来，中国已经成为全球最大