半導(dǎo)體設(shè)備按不同工序可以分為單晶圓處理設(shè)備、封裝設(shè)備、測試設(shè)備和其他設(shè)備,其中晶圓處理設(shè)備和單晶圓清洗機(jī)由于技術(shù)最復(fù)雜,因此占據(jù)了市場80%以上的份額。
清洗環(huán)節(jié)重要性日益凸顯,單片清洗設(shè)備成為主流
隨著集成電路制程工藝節(jié)點(diǎn)越來越先進(jìn),對實際制造的幾個環(huán)節(jié)也提出了新要求,清洗環(huán)節(jié)的重要性日益凸顯。
清洗的關(guān)鍵性則是由于隨著特征尺寸的不斷縮小,半導(dǎo)體對雜質(zhì)含量越來越敏感,而半導(dǎo)體制造中不可避免會引入一些顆粒、有機(jī)物、金屬和氧化物等污染物。
為了減少雜質(zhì)對芯片良率的影響,實際生產(chǎn)中不僅僅需要提高單次的清洗效率,還需要在幾乎所有制程前后都頻繁的進(jìn)行清洗,清洗步驟約占整體步驟的33%。
根據(jù)TMR2015年研究報告,全球半導(dǎo)體晶圓清洗設(shè)備市場前三名為SCREEN、東京電子和LAM,合計占據(jù)市場87.7%的份額。
考慮到半導(dǎo)體設(shè)備高昂的基礎(chǔ)成本和獨(dú)立驗證的困難性,與當(dāng)?shù)刂圃鞆S商聯(lián)合研發(fā)是目前各大廠商的共同策略。
按照摩爾定律,集成電路的精度和密度會越來越高,這對晶圓制造設(shè)備提出了更高的要求。
一方面,技術(shù)上需要更先進(jìn)的設(shè)備進(jìn)行處理,這將反映在設(shè)備更高的單價上,如中芯國際向ASML購買的最新EUV光刻機(jī)一臺就需要1.2億美元;另一方面,隨著工藝升級,多次曝光逐步取代單次曝光,另外在刻蝕機(jī)、清洗機(jī)等設(shè)備的數(shù)量和使用頻率也將越來越高,這將反映在設(shè)備訂單數(shù)量的提高。
根據(jù)SEMI測算,2018年晶圓處理設(shè)備的份額將從17年的80.5%上升到81.8%。
半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)具有高資本密集、高專利壁壘、初期高投入低回報的特點(diǎn),新玩家難以切入,因此在經(jīng)過長期發(fā)展步入成熟期后,市場逐漸被美日荷等巨頭公司壟斷,這些公司普遍在早期成長階段享受了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)啟蒙紅利,而后續(xù)的技術(shù)護(hù)城河在高營收利潤下越來越深。
從2012年到2016年,全球半導(dǎo)體設(shè)備TOP5廠商名單基本沒有發(fā)生變化。
從各設(shè)備的壟斷情況來看,光刻、PVD、刻蝕(Etch)等核心制造設(shè)備的TOP3市場份額均高于90%,后來者幾乎沒有生存空間;CVD和濕法處理設(shè)備壟斷性相對較低,但TOP3的市場份額也達(dá)到了70%-85%。