前道量检测设备市场规模较大且保持着稳定增长

日期:2024-04-14 来源:华体育官网

  前道量检测设备以光、电子束等介质作为主要工具,针对光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备等工艺设备的加工成果,进行关键指标的量测或潜在缺陷的检测,其使用场景覆盖扩散、薄膜沉积、光刻、刻蚀、离子注入、 CMP、清洗等芯片前道生产的几乎全部工序,详细情况如下:

  区别于光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备等工艺设备,前道量检测设备属于“过程控制设备”,本身并不参与制造,但发挥着“指引”制造活动的作用:

  一方面,良率系芯片制造的“生命线”,芯片产线须依赖前道量检测设备检测出产品的各类缺陷,并依此发现各工艺阶段的潜在问题,及时对工艺路线、设备搭配、产线参数等做调整,进而提升芯片产线整体的产品良率。随着下游芯片需求的持续不断的发展,芯片制造的工艺步骤亦在不断增多,工艺步骤的增多亦会导致产线的整体良率更加难以把控,因此导致产线对前道量检测设备的依赖不断提高。

  另一方面,在进行制造工艺改进或工艺节点提升时,芯片产线亦须通过前道量检测设备获取精确的数据支持,以评判工艺方案的优劣,或指导相应的研发探索。例如,在多重曝光技术中,正是靠着了“套刻精度量测设备”对光刻工序后两层相邻光刻胶的“偏移量”的测定,才能验证多张掩膜版的相对位置是否精确,从而验证相关工艺是否可行,进而决定该技术的商业化价值。若无法得知精确数据,则多重曝光技术将无法顺利产业化。

  因此,前道量检测设备是芯片制造产线中不可或缺的核心设备,前道量检测设备的技术水平,直接影响着芯片品质,并制约着芯片工艺的技术提升。

  从结构上看,前道量检测设备主要由传输单元、光路处理单元、信号单元、量检测单元等系统组成,包含成千上万个具体模块,每个具体模块的突破均需要企业长期的技术积淀。

  从功能上看,前道量检测设备作为半导体行业的高精密仪器,需完成纳米级别的测量、检测工作,是半导体前道生产的“眼睛”和“医生”。前道量检测设备的功能属性决定了其一定要具有“高精密度”的特质。

  从技术上看,前道量检测设备涉及高真空腔传输技术、光谱检测技术、快速运算技术、高精度信号检测技术等多项技术的攻关,是光学、物理学、机械学、算法等多领域学科的技术结晶,技术壁垒较高,制造难度较大。

  (3)前道量检测设备种类非常之多,在自研突破的同时亦须兼顾产线的安全稳定生产

  前道量检测设备是应用于前道过程控制的一系列设备的统称,不同于光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备等工艺设备,前道量检测设备的种类非常之多,包括十余种大类和上百种型号,分别用于薄膜厚度、关键尺寸、套刻精度、刻蚀深度、表面形貌等关键指标的测量,以及颗粒沾污、图案缺陷、微观缺陷、机械划伤等一系列潜在缺陷的检测。

  不同品类的前道量检测设备功能不同,其技术原理亦各有特点,每个细致划分领域均需较为深厚的技术积累和持续研发攻关,需投入较大精力开展自研。而对于产线而言,由于各道连续工序存在“木桶效应”,任何一个细致划分领域的量检测设备的欠缺,均会导致产线整体生产成果无法有效控制,进而对产线良率造成不利影响。

  在上述背景下,一方面,需要国内企业不断在各个细致划分领域持续攻关,提高各类前道量检测设备能力;另一方面,也需要重视修复设备市场,通过修复设备市场的发展,持续为产线提供多品类的修复设备供应,维持产线的稳定运转,进而确保芯片制造的安全生产。

  前道量检测设备作为半导体设备市场的重要组成,其市场规模在半导体设备中仅次于薄膜沉积设备、光刻机、刻蚀设备。

  近年来,全球前道量检测设备市场呈现稳步增长。2019年至 2023年,全球前道量检测设备市场规模由51.87 亿美元增长至125.3亿美元。

  前道量检测修复设备的市场格局, 主要呈现国际原厂修复部门占据大部分市场占有率,卓海科技等第三方修复厂商展开与原厂修复部门的竞争,逐步提升自身市占率的情况。

  与光刻机市场相似,前道量检测设备的技术壁垒高、制造难度大, 需要企业长时间的投入及技术积淀,供应市场呈现高度集中的格局。目前,全球前道量检测设备供应市场由 KLA、 AMAT、Hitachi 等少数国际有突出贡献的公司主导,其总市场占有率超过七成。

  为匹配摩尔定律下晶圆制造工艺的升级步伐,及时满足全球领先的晶圆制造企业对新一代设备的需求,并保持引领市场的竞争力,在有限的资金、产能、人力下,国际有突出贡献的公司一般会将更多精力投入研发生产先进制程设备。而对于成熟制程设备市场,国际有突出贡献的公司一般通过提供修复设备的方式,实现全方位的占据。

  目前,国内先进制程的前道量检测设备市场,主要被 KLA、 AMAT 等国际有突出贡献的公司的新设备部门所占据,而成熟制程市场,主要被上述国际有突出贡献的公司的修复部门所占据。

  前道量检测设备结构精密复杂、制造难度大,而我国芯片产业起步又相对较晚,导致前道量检测设备的产业高质量发展一直呈现较低水平。前道量检测设备行业仍属于我国的产业优势相对较弱的领域,尽管国家多年来持续鼓励半导体设备研发、国内自研企业均在不断钻研突破,但受限于行业起步较晚等因素,短期内预计仍不足以满足芯片稳定生产的需求缺口,而作为“工业粮食”的芯片一旦欠缺,会直接影响诸多下游新兴领域的发展。因此,为保障产线的芯片产量和生产安全,在鼓励新设备自研的同时,应兼顾修复设备市场,进而保障芯片产线

  、中外前道量检测设备行业能力行业比较全球前道量检测设备市场中,以 KLA、AMAT、 Hitachi 为代表的国际有突出贡献的公司进入市场时间较早、经营规模较大、产品布局丰富,具备较强的技术实力和自主研发能力。

  我国在半导体前道量检测设备领域起步较晚,国内企业还处于初步发展阶段,虽然在部分细致划分领域实现了突破,但产品的成熟度还远远未能满足下游的迫切需求。与国际巨头 KLA、 AMAT、 Hitachi 相比,一方面,国内企业整体技术水平存在一定差距,另一方面较多国内企业的自研产品还处于客户验证等初级阶段,商业化程度不高,距离大规模、批量化交付,还要比较长的时间。

  第三章 《国民经济行业分类与代码》中前道量检测设备所属行业2024-2030年规划概述

  第六章 POLICY对2024-2030年我国前道量检测设备市场供需形势分析

  第九章 普●华●有●策对2024-2030年前道量检测设备行业产业体系调整分析

  第十三章 普●华●有●策对2024-2030年前道量检测设备行业投资前景展望

  第十四章 普●华●有●策对 2024-2030年前道量检测设备行业发展的新趋势及投资风险分析

 

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