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集成電路制造工藝趨向先進(jìn)化 薄膜沉積設備市場(chǎng)將持續增長(cháng) 中國進(jìn)口替代空間大

、集成電路制造向更先進(jìn)工藝發(fā)展,薄膜沉積設備市場(chǎng)持續增長(cháng)

根據觀(guān)研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國薄膜沉積設備行業(yè)發(fā)展深度研究與投資前景預測報告(2024-2031年)》顯示,薄膜沉積是指在基底上沉積特定材料形成薄膜,使之具有光學(xué)、電學(xué)等方面的特殊性能。薄膜沉積設備通常用于在基底上沉積導體、絕緣體或者半導體等材料膜層,使之具備一定的特殊性能,廣泛應用于光伏、半導體等領(lǐng)域的生產(chǎn)制造環(huán)節。

資料來(lái)源:觀(guān)研天下整理

薄膜沉積設備行業(yè)一方面長(cháng)期受益于全球半導體需求增加與產(chǎn)線(xiàn)產(chǎn)能的擴充,另一方面受益于技術(shù)演進(jìn)帶來(lái)的增長(cháng)機遇,包括制程進(jìn)步、多重曝光與3DNAND存儲技術(shù),全球半導體薄膜沉積設備市場(chǎng)規模因此高速增長(cháng)。2020年全球薄膜沉積設備市場(chǎng)規模為172億美元,預計2025年市場(chǎng)規模將達到340億美元,2020-2025年的CAGR為15%。

薄膜沉積設備行業(yè)一方面長(cháng)期受益于全球半導體需求增加與產(chǎn)線(xiàn)產(chǎn)能的擴充,另一方面受益于技術(shù)演進(jìn)帶來(lái)的增長(cháng)機遇,包括制程進(jìn)步、多重曝光與3DNAND存儲技術(shù),全球半導體薄膜沉積設備市場(chǎng)規模因此高速增長(cháng)。2020年全球薄膜沉積設備市場(chǎng)規模為172億美元,預計2025年市場(chǎng)規模將達到340億美元,2020-2025年的CAGR為15%。

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大陸薄膜沉積設備市場(chǎng)規模跟隨大陸半導體設備整體市場(chǎng)增長(cháng)而快速增長(cháng)。2017-2023年中國大陸半導體設備規模從82億美元有望增至422億美元,2017-2023年中國大陸薄膜沉積設備空間從16億美元增至89億美元,CAGR高達33%。

大陸薄膜沉積設備市場(chǎng)規模跟隨大陸半導體設備整體市場(chǎng)增長(cháng)而快速增長(cháng)。2017-2023年中國大陸半導體設備規模從82億美元有望增至422億美元,2017-2023年中國大陸薄膜沉積設備空間從16億美元增至89億美元,CAGR高達33%。

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隨著(zhù)集成電路制造不斷向更先進(jìn)工藝發(fā)展,單位面積集成的電路規模不斷擴大,芯片內部立體結構日趨復雜,所需要的薄膜層數越來(lái)越多,對絕緣介質(zhì)薄膜、導電金屬薄膜的材料種類(lèi)和性能參數不斷提出新的要求。在90nmCMOS工藝大約需要40道薄膜沉積工序。在3nmFinFET工藝產(chǎn)線(xiàn),則超過(guò)100道薄膜沉積工序,涉及的薄膜材料由6種增加到近20種,對于薄膜顆粒的要求也由微米級提高到納米級。未來(lái)隨著(zhù)5G、HPC、AI、ADAS等新技術(shù)對制程要求越來(lái)越高,先進(jìn)制程需求勢必將迎來(lái)較成熟制程更快的成長(cháng),將進(jìn)一步帶動(dòng)薄膜沉積設備市場(chǎng)加速增長(cháng)。

隨著(zhù)集成電路制造不斷向更先進(jìn)工藝發(fā)展,單位面積集成的電路規模不斷擴大,芯片內部立體結構日趨復雜,所需要的薄膜層數越來(lái)越多,對絕緣介質(zhì)薄膜、導電金屬薄膜的材料種類(lèi)和性能參數不斷提出新的要求。在90nmCMOS工藝大約需要40道薄膜沉積工序。在3nmFinFET工藝產(chǎn)線(xiàn),則超過(guò)100道薄膜沉積工序,涉及的薄膜材料由6種增加到近20種,對于薄膜顆粒的要求也由微米級提高到納米級。未來(lái)隨著(zhù)5G、HPC、AI、ADAS等新技術(shù)對制程要求越來(lái)越高,先進(jìn)制程需求勢必將迎來(lái)較成熟制程更快的成長(cháng),將進(jìn)一步帶動(dòng)薄膜沉積設備市場(chǎng)加速增長(cháng)。

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、薄膜沉積設備主要分為三類(lèi),PECVD占比最高

按工藝原理的不同,薄膜沉積設備分為物理氣相沉積(PVD)、化學(xué)氣相沉積(CVD)和原子層沉積(ALD)設備。由于技術(shù)原理的不同,幾大主流薄膜沉積技術(shù)適用于不同的工藝與沉積薄膜類(lèi)型。

物理氣相沉積(PVD)技術(shù)是指在真空條件下采用物理方法將材料源(固體或液體)表面氣化成氣態(tài)原子或分子,或部分電離成離子,并通過(guò)低壓氣體(或等離子體)過(guò)程,在基體表面沉積具有某種特殊功能的薄膜的技術(shù)。PVD鍍膜技術(shù)主要分為三類(lèi):真空蒸發(fā)鍍膜、真空濺射鍍膜和真空離子鍍膜。PVD主要用于沉積金屬材料,其中濺射法還可以沉積部分介質(zhì)材料,通常用于沉積阻擋層金屬、金屬填充層、金屬互聯(lián)等。

化學(xué)氣相沉積(CVD)是通過(guò)化學(xué)反應的方式,利用加熱、等離子或光輻射等各種能源,在反應器內使氣態(tài)或蒸汽狀態(tài)的化學(xué)物質(zhì)在氣相或氣固界面上經(jīng)化學(xué)反應形成固態(tài)沉積物的技術(shù),是一種通過(guò)氣體混合的化學(xué)反應在基體表面沉積薄膜的工藝。細分技術(shù)路線(xiàn)來(lái)看,LPCVD主要用于沉積阻擋層和刻蝕終止層、用于應力釋放的薄膜間襯墊層、高溫沉積層(包括氧化物、氮化硅、多晶硅、鎢)等;PECVD主要用于沉積金屬上的絕緣體、氮化物鈍化層、低k介質(zhì)、pMOS柵電極鈍化、源/漏注入終止、金屬前介質(zhì)、用于縫隙填充和大馬士革互聯(lián)的金屬層間介質(zhì)等。

ALD技術(shù)是一種特殊的真空薄膜沉積方法,具有較高的技術(shù)壁壘。ALD技術(shù)通過(guò)將氣相前驅體脈沖交替地通入反應室并在沉積基底上發(fā)生表面飽和化學(xué)反應形成薄膜。通過(guò)ALD鍍膜設備可以將物質(zhì)以單原子層的形式一層一層沉積在基底表面,每鍍膜一次/層為一個(gè)原子層,根據原子特性,鍍膜10次/層約為1nm。ALD主要用于沉積間隙填充介電材料、側壁和掩膜圖案化、適形襯墊、刻蝕截止層、鎢插塞、接觸孔和通孔填充、3DNAND字線(xiàn)、低應力復合互聯(lián)、用于通孔和接觸孔金屬化的阻擋膜等。

薄膜沉積設備分類(lèi)

項目 PVD技術(shù) CVD技術(shù) ALD技術(shù)
優(yōu)勢與劣勢 (1)沉積速率較快;(2)薄膜厚度較厚,對于納米級的膜厚精度控制(3)鍍膜具有單一方向性;(4)厚度均勻性差;(5)階梯覆蓋率差。 (1)沉積速率一般(微米/分鐘);(2)中等的薄膜厚度(依賴(lài)于反應循環(huán)次數);(3)鍍膜具有單一方向性;(4)階梯覆蓋率一般。 (1)沉積速率較慢(納米/分鐘);(2)原子層級的薄膜厚度;(3)大面積薄膜厚度均勻性好;(4)階梯覆蓋率最好;(5)薄膜致密無(wú)針孔。
主要應用領(lǐng)域 (1)HJT光伏電池透明電極;(2)柔性電子金屬化、觸碰面板透明電極;(3)半導體金屬化。 (1)PERC電池背面鈍化層、PERC電池減反層;(2)TOPCon電池接觸鈍化層、減反層;(3)HJT電池接觸鈍化層;(4)柔性電子介質(zhì)層、柔性電子封裝層;(5)半導體介質(zhì)層(低介電常數)、半導體封裝層。 (1)PERC電池背面鈍化層;(2)TOPCon電池隧穿層、接觸鈍化層、減反層;(3)柔性電子介質(zhì)層、柔性電子封裝層;(4)半導體高k介質(zhì)層、金屬柵極、金屬互聯(lián)阻擋層、多重曝光技術(shù)

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在2020年全球各類(lèi)薄膜沉積設備市場(chǎng)份額中,PECVD是薄膜設備中占比最高的設備類(lèi)型,占整體薄膜沉積設備市場(chǎng)的33%,ALD設備占比約為11%,SACVD和HDPCVD屬于其他薄膜沉積設備類(lèi)目下的產(chǎn)品,占比約為 6%。

在2020年全球各類(lèi)薄膜沉積設備市場(chǎng)份額中,PECVD是薄膜設備中占比最高的設備類(lèi)型,占整體薄膜沉積設備市場(chǎng)的33%,ALD設備占比約為11%,SACVD和HDPCVD屬于其他薄膜沉積設備類(lèi)目下的產(chǎn)品,占比約為 6%。

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、全球薄膜沉積設備市場(chǎng)主要被海外企業(yè)所壟斷,中國進(jìn)口替代空間巨大

全球薄膜沉積設備市場(chǎng)主要由美國的應用材料(AMAT)、泛林半導體(LAM)、日本的東京電子(TEL)、荷蘭的先晶半導體(ASMI)等海外企業(yè)所壟斷。根據數據,2020年應用材料(AMAT)市占率排第一位,達43%;其次是泛林半導體(LAM),市占率為19%;東京電子(TEL)市場(chǎng)份額排名第三位,為11%。

全球薄膜沉積設備市場(chǎng)主要由美國的應用材料(AMAT)、泛林半導體(LAM)、日本的東京電子(TEL)、荷蘭的先晶半導體(ASMI)等海外企業(yè)所壟斷。根據數據,2020年應用材料(AMAT)市占率排第一位,達43%;其次是泛林半導體(LAM),市占率為19%;東京電子(TEL)市場(chǎng)份額排名第三位,為11%。

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《中國制造2025》對于半導體設備國產(chǎn)化提出明確要求:在2020年之前,90-32nm工藝設備國產(chǎn)化率達到50%,實(shí)現90nm光刻機國產(chǎn)化,封測關(guān)鍵設備國產(chǎn)化率達到50%。在2025年之前,20-14nm工藝設備國產(chǎn)化率達到30%,實(shí)現浸沒(méi)式光刻機國產(chǎn)化。

伴隨著(zhù)國家鼓勵類(lèi)產(chǎn)業(yè)政策和產(chǎn)業(yè)投資基金不斷的落實(shí)與實(shí)施,本土半導體及其設備制造業(yè)迎來(lái)了前所未有的發(fā)展契機,而薄膜沉積設備作為半導體制造的核心設備,將會(huì )迎來(lái)巨大的進(jìn)口替代市場(chǎng)空間。我國薄膜沉積設備市場(chǎng)規模占全球的比例由2017年的13.13%提升至2022年的37.10%,預計2027年我國薄膜沉積設備市場(chǎng)規模占全球的比例將達58.9%。

伴隨著(zhù)國家鼓勵類(lèi)產(chǎn)業(yè)政策和產(chǎn)業(yè)投資基金不斷的落實(shí)與實(shí)施,本土半導體及其設備制造業(yè)迎來(lái)了前所未有的發(fā)展契機,而薄膜沉積設備作為半導體制造的核心設備,將會(huì )迎來(lái)巨大的進(jìn)口替代市場(chǎng)空間。我國薄膜沉積設備市場(chǎng)規模占全球的比例由2017年的13.13%提升至2022年的37.10%,預計2027年我國薄膜沉積設備市場(chǎng)規模占全球的比例將達58.9%。

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我國MVR蒸汽機械行業(yè)分析:應用潛在市場(chǎng)空間廣闊 國產(chǎn)企業(yè)相繼后發(fā)破局

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根據數據顯示,2023年我國MVR蒸汽壓縮機市場(chǎng)規模約為242.6億元,且市場(chǎng)空間未來(lái)在傳統設備替換和應用場(chǎng)景的雙重驅動(dòng)下有望逐年增長(cháng),預計2026年將達到341.7億元。

2024年06月29日
全球人形機器人絲杠行業(yè)分析:需求增長(cháng)空間大 2030年市場(chǎng)規?;驅⒊?00億

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同時(shí),近幾年,我國出臺多項促進(jìn)人形機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策,率先進(jìn)行大量的前瞻性技術(shù)布局,為我國人形機器人的發(fā)展打下了堅實(shí)的基礎,拓展應用領(lǐng)域,加快商業(yè)化進(jìn)程。因此,在國家政策支持下,預計到2030年,我國人形機器人市場(chǎng)規模有望達約8700億元,對絲杠需求量巨大。

2024年06月28日
協(xié)作機器人市場(chǎng)向好 政策加持下將迎來(lái)更大發(fā)展契機 且行業(yè)國產(chǎn)化率高

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近年來(lái)六軸及以上協(xié)作機器人出貨量快速增多,逐漸占據市場(chǎng)主導地位。根據數據,2019-2023年我國六軸及以上協(xié)作機器人出貨量由0.82萬(wàn)臺增長(cháng)至2.45萬(wàn)臺,預計2024年我國六軸及以上協(xié)作機器人出貨量達2.98萬(wàn)臺,較上年同比增長(cháng)21.63%。

2024年06月27日
我國3D打印行業(yè):航空航天成第一大應用領(lǐng)域 未來(lái)市場(chǎng)規模有望突破600億元

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在政策和市場(chǎng)需求的推動(dòng)下,近年來(lái)我國3D打印行業(yè)發(fā)展迅速,市場(chǎng)規模持續擴容,2022年已突破300億元,同比增長(cháng)52.42%。3D打印設備產(chǎn)量也呈現快速增長(cháng)態(tài)勢,2023年達到278.9萬(wàn)臺,增長(cháng)36.2%;2024年第一季度,其產(chǎn)量較2024年同期增長(cháng)40.6%,呈現出良好的發(fā)展勢頭。

2024年06月27日
我國B(niǎo)DO行業(yè)現狀分析:新增規劃產(chǎn)能偏多 表觀(guān)消費量穩定上升

我國B(niǎo)DO行業(yè)現狀分析:新增規劃產(chǎn)能偏多 表觀(guān)消費量穩定上升

根據數據顯示,2022年,我國B(niǎo)DO總產(chǎn)能約305萬(wàn)噸,主要集中在內蒙和新疆地區,其中電石炔醛法占比約81%。長(cháng)期來(lái)看,未來(lái)幾年,我國B(niǎo)DO新增產(chǎn)能較多,但受到原料端制約、行業(yè)景氣度下行等因素影響,實(shí)際動(dòng)工產(chǎn)能小于規劃量。

2024年06月26日
我國植保無(wú)人機銷(xiāo)量、保有量、市場(chǎng)規模均呈增長(cháng)態(tài)勢 行業(yè)呈雙寡頭壟斷格局

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根據數據,2023年我國植保無(wú)人機銷(xiāo)量達9.3萬(wàn)架,較上年同比增長(cháng)10.71%,其中新疆、江西、湖北、湖南、浙江銷(xiāo)量分別占比18%、15%、12%、11%、9%。預計2024年我國植保無(wú)人機銷(xiāo)量達10.6萬(wàn)架,較上年同比增長(cháng)13.98%。

2024年06月26日
大基建推動(dòng)下我國隧道施工機械市場(chǎng)將持續擴大 行業(yè)正趨向綠色化、智能化

大基建推動(dòng)下我國隧道施工機械市場(chǎng)將持續擴大 行業(yè)正趨向綠色化、智能化

目前我國已經(jīng)成為全球發(fā)展最快的隧道建設市場(chǎng),隧道施工機械行業(yè)整體市場(chǎng)規模持續增長(cháng)。2022年我國隧道總里程達48762公里,較2021年增長(cháng)3008.1公里。2016-2022年我國隧道施工機械市場(chǎng)規模由177.32億元增長(cháng)至252.66億元,預計2026年我國隧道施工機械市場(chǎng)規模達331.62億元。

2024年06月26日
我國金屬成形機床行業(yè)已形成較完整產(chǎn)業(yè)鏈 新能源汽車(chē)拉動(dòng)市場(chǎng)消費正逐步恢復

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根據鋼材加工溫度不同,可以分為冷加工和熱加工兩種。當前,隨著(zhù)工業(yè)生產(chǎn)穩步回升,國內制造業(yè)用鋼需求上升,我國鋼材產(chǎn)量呈現平穩增長(cháng)的趨勢。數據顯示,2023年我國鋼材累計產(chǎn)量達13.63億噸,較上年增長(cháng)1.67%。

2024年06月25日
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