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智能时代的仪器设备技术与国产半导体设备的机遇
2022年11月16日

10月28日,第十届中国半导体设备年会暨半导体设备与核心部件展示会在无锡太湖国际博览中心开幕。本刊采撷相关主题报告内容,以飨读者。

一、中国科学院院士褚君浩,《智能时代背景下的仪器设备技术》。

从第一次工业革命机械化时代,第二次工业革命电气化时代,第三次工业革命信息化时代,现在处在信息化时代的后期高端发展时代,向智能时代发展。这个时期里面思想、理念、技术都有很大变化,智能时代的核心就是智能化的系统。智能化系统设备包括三个:动态感知、智慧识别和自动反应。动态感知需要传感器等进行数据采集和捕捉,再反馈到数据库里面进行分析,然后通过模型算法等路径,实现对数据的判别和自动反应。

产业形态就是仪器设备化。仪器设备是核心,仪器设备决定了半导体芯片的水平,而其中又有核心元部件等供应链的因素,仪器设备背后是整条产业链的协作。科技创新促进仪器设备核心技术发展。仪器设备里面有核心技术,包括材料技术、自动返回、自动控制技术、信息传感,包括智慧分析,这些技术都做得好,仪器设备才能做到很高的水平。比如实时感知传感器,能够实时捕捉数据,有了数据以后,来分析大数据。现在大数据的获取,信息处理的理论和技术,针对简单系统、复杂系统,智慧城市、智慧系统,信息传感、智慧分析、控制反应都需要仪器设备。

二、上海陛通半导体能源科技有限公司市场销售副总裁陈浩,《国内半导体产能的快速提升将面临设备供给的挑战》。

根据Gantner的数据,2022年到2026年,在建和规划制造晶圆制造产线25条,总规划月产能超过160万片,未来五到六年有25条12吋产线,所谓产能机会是从25家公司的目标总产能减去2022年已投产、减去2021年已投产的情况,这样算来留给设备供应商的机会产能预计是109.5万片。

另外纵观全球,全球半导体支出情况是半导体设备购买额占全球半导体资本支出的60%,中国大陆的支出前三半导体晶圆厂占了全球资本支出的12%。其实中国大陆的代工厂产能占比是全球第二大,占了199%,另外产能占比的25.8%先进工艺贡献了53.8%的营业额,而设备的投资额远超过了50%。

12吋晶圆厂每五万片扩厂需要薄膜设备的总量,从国际上,包括国内比较多的存储芯片,以128k为例,需要PVD19台、ALD是147台等,总量是278台。如果以IDM的逻辑芯片为例,28纳米为例,PVD90台、ALD在30台等,总量是222台。另外,代工逻辑芯片厂,需要的机台总数量比IDM少很多。随着线宽减小,设备投资额大幅提升。以14nm产线为例,14纳米产线设备投资成本是28纳米产线投资成本的1.58倍,可以综合粗略推断,每五万片的产能扩充需要210台左右的薄膜沉积设计的总量,其中平均起来CVD101台、PVD50台、ALD60台,按每年扩充12吋25万的产能计算,估计需要840台到1000台的薄膜沉积设备。

国产设备商面临的挑战。

挑战一,是包括先进和成熟制程的完全替代。目前成熟制程替代国产化率非常高了,先进制程的替代仍非常有挑战;

挑战二,是供给设备产能的完全释放。包含两层意义:1、现有的国内首家薄膜设备,首家PVD、CVD的产能完全释放,其实目前产能已经非常满了,很多设备商已经接到了明年、后年。2、是国内第二家、第三家、第四家薄膜设备商的产能完全释放。达到量产状况,产能的完全释放比例会大幅度提升;

挑战三,是技术服务满意度的完全超越。目前在客户服务方面国产设备已经超越了欧美设备商,但是在机台稳定性上我们需要大量发货,提高稳定性,需要大量的数据兼容,才能达到完全的超越。


本文转载自《集成电路行业简讯》第351期,原文发布于2022年11月16日。

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