文︱立厷

圖︱網(wǎng)絡(luò)

近日,“國產(chǎn)光刻機取得關(guān)鍵性進展,ASML始料未及”的報道,由于沒有過多細(xì)節(jié),振奮還是為時過早。如果國產(chǎn)光刻機能達(dá)到國際水平,國內(nèi)科技水平的提升將是突飛猛進的,相關(guān)行業(yè)會得到快速發(fā)展,產(chǎn)品造價成本會降低很多。

最近市場研究公司Yole又發(fā)了一個關(guān)于光刻、鍵合設(shè)備市場的報告,對我們了解半導(dǎo)體設(shè)備市場很有幫助。

缺芯拉漲光刻/鍵合設(shè)備市場

在光刻和鍵合工藝的推動下,所有設(shè)備市場都在增長,到2026年將達(dá)到24億美元。終端市場的芯片短缺推動了對代工廠和OSAT(外包半導(dǎo)體封裝和測試)的資本投資。

Yole半導(dǎo)體制造技術(shù)與市場分析師Taguhi Yeghoyan博士斷言:“毫無疑問,2020年對設(shè)備制造商來說是艱難的一年。由于疫情封鎖和多數(shù)人在家工作,芯片需求主要在消費市場飆升。盡管注入了現(xiàn)金,但制造商無法跟上需求的增長。大規(guī)模的工廠擴張和設(shè)備訂單接踵而至�！�

由于新冠疫情大流行、科技封鎖以及氣候和事故等相關(guān)問題,全世界的生產(chǎn)都幾乎暫停。所有這些都導(dǎo)致了整個市場的芯片短缺。政府和公眾意識到半導(dǎo)體工業(yè)在日常生活和國家主權(quán)中的重要性。因此,私人和公共制造業(yè)巨頭紛紛增加產(chǎn)量,宣布擴大工廠或開設(shè)新工廠,而政府則在全球范圍內(nèi)加大了行業(yè)激勵力度。制造商的現(xiàn)金注入導(dǎo)致晶圓廠設(shè)備訂單激增。

按應(yīng)用劃分光刻與鍵合設(shè)備處理晶圓量

因此,對于許多大批量制造(HVM)設(shè)備供應(yīng)商來說,2020年是有史以來最好的一年。但他們也來不及生產(chǎn)這么多的設(shè)備,組裝和交付時間從幾個月增加到一年。因此,設(shè)備訂單已延至2021年和2022年。這將維持設(shè)備供應(yīng)商未來幾年收入的增長。

超越摩爾提速,制造設(shè)備關(guān)鍵

設(shè)備銷售的有利地緣政治形勢因超越摩爾(MtM)器件的制造技術(shù)發(fā)展而得到加強,MtM涵蓋MEMS、CMOS圖像傳感器(CIS)、電源和射頻9RF以及先進封裝(AP)等。光刻設(shè)備是這一技術(shù)變革的支柱,鍵合工具的改進則推動了先進封裝。

在光刻設(shè)備銷售方面,從傳統(tǒng)使用的曝光機(mask aligner)到步進投影光刻機或掃描儀的持續(xù)過渡正在進行,并加速了無掩模光刻的采用。這種變化是由超越摩爾器件微型化、超越摩爾器件與其他超越摩爾單元或主流器件集成在芯片或系統(tǒng)中,以及增加圖案化過程良率所驅(qū)動的。

超越摩爾應(yīng)用的設(shè)備細(xì)分

在永久鍵合設(shè)備銷售方面,背面照明(BSI)CMOS圖像傳感器的混合鍵合正在發(fā)展。混合鍵合也無可爭議地被用于3D集成和堆疊,主要用于存儲器和邏輯器件。表面活化鍵合(SAB)現(xiàn)在用于硅絕緣體(SOI)和專用于電源及射頻應(yīng)用的工程襯底。臨時鍵合設(shè)備的銷售則受襯底減薄和處理的推動,尤其是先進封裝。

最后,器件集成的趨勢,如3D堆疊和重構(gòu)晶圓,需要對光刻設(shè)備進行修改,以解決先進封裝中的鍵合工藝缺陷。這些缺陷可能包括襯底翹曲、錯位和厚度不均勻。

增長超預(yù)期,份額高度分散

2020年,光刻和鍵合設(shè)備市場的增長超出人們預(yù)期,專門用于超越摩爾器件制造的光刻和鍵合設(shè)備市場總額為13．8億美元,但市場份額高度分散。一些玩家專門從事特定應(yīng)用的工具,如扇出型面板級封裝或?qū)Ｓ糜谛⌒突�合物半�?dǎo)體晶圓的步進式光刻機。一些廠商使他們的工具更加靈活,例如用于晶圓對晶圓和片芯對晶圓工藝的無掩模光刻或混合鍵合工具。

超越摩爾器件的市場預(yù)期

還是2020年,光刻設(shè)備的銷售額達(dá)到10億美元。CMOS圖像傳感器應(yīng)用推動了光刻設(shè)備的銷售,占市場的30%,其次是先進封裝、功率、RF和MEMS。投影光刻設(shè)備占87%的市場份額,而傳統(tǒng)的曝光機仍占12%的市場份額。

按工序定位的HVM設(shè)備制造商

目前,佳能是超越摩爾光刻機銷售的領(lǐng)導(dǎo)者,擁有34%的市場份額,提供多種工具。然而,ASML正在接近佳能,占有21%的份額。中國國內(nèi)市場先進封裝光刻設(shè)備的銷售是由SMEE(上海微電子裝備)推動的,而S?SS MicroTec仍然是掩模對準(zhǔn)曝光機銷售的領(lǐng)頭羊。

光刻和鍵合供應(yīng)商超越摩爾應(yīng)用收入演變

2020年,永久鍵合市場價值2．59億美元,EVG Group是無可爭議的領(lǐng)導(dǎo)者,擁有75%的市場份額,主要銷售混合動力、熔融(fusion)以及表面活化鍵合(表面活化鍵合)工具。

根據(jù)應(yīng)用范圍不同,永久鍵合設(shè)備供應(yīng)商的產(chǎn)品分為:研究或創(chuàng)業(yè)、LVM(小批量制造)或HVM、直接鍵合、間接鍵合。

永久鍵合設(shè)備供應(yīng)商分布

2020年,臨時鍵合設(shè)備市場價值1．06億美元,由先進封裝推動。該市場由EVG、TAZMO、S?SS MicroTec和TEL共享。HVM設(shè)備供應(yīng)商在2020年表現(xiàn)良好后,未來幾年的前景可能也很樂觀。預(yù)計超越摩爾光刻、永久鍵合和臨時鍵合設(shè)備市場將進一步增長。從2020年到2025年,其復(fù)合年增長率分別為9%、13%和7%。到2026年,這些市場的總價值可能達(dá)到24億美元。

在全球薄晶圓臨時鍵合設(shè)備消費市場中,在中國銷量的設(shè)備份額最大,約占據(jù)全球市場的三分之一;日本約占20%,剩下是歐洲和美國。

臨時鍵合設(shè)備供應(yīng)商分布