薄膜行業的案例
CINNO Research | Q3’23高機能薄膜產業觀察：產業投資收窄，企業營收回暖
長期來看，盡管當前高機能薄膜產業投資遇冷，行業盈利能力亦短期承壓，但業內主流廠商的營收規模正在逐步修復，高機能薄膜仍將長期、深度參與新型顯示及新能源等全球經濟增長重要板塊的持續發展并提供關鍵支撐。
Q2’23高機能薄膜產業觀察：新型顯示新能源雙輪驅動，護航高機能薄膜產業發展穩中向好
圖示：Q2’23全球新能源用高機能薄膜產業要聞回顧 來源：CINNO Research New Energy Industry DailyNews 每日新能源產業要聞
產業投資趨勢
隨著光電顯示產業成熟度的提高及產能的逐漸飽和，疊加2022年產業下行周期的影響，2023年國內光電顯示產業投資金額整體仍呈下滑趨勢，而高機能薄膜等上游核心原材料仍將持續進行國產化布局，以配合整體光電顯示產業更具競爭力的高質量發展。
雙碳目標下，全球新能源產業發展迅速，可再生能源在發電新增裝機中的主體地位進一步夯實，在保障能源供應和推動清潔低碳轉型中的作用也日益凸顯，而包括鋰電隔膜、光伏膠膜等高機能薄膜在內的新能源產業鏈也已成為當下新興科技產業的重點投資領域。
根據CINNO Research產業統計數據，受上述新型顯示、新能源等下游產業行情影響，Q2’23中國大陸高機能薄膜產業投資金額約505億人民幣，環比小幅下滑，其中新能源用高機能薄膜產業投資金額占比約68%，新型顯示用高機能薄膜產業投資金額占比約21%。
圖示：Q2’23中國大陸高機能薄膜行業投資項目分布情況 來源：CINNO Research
產業行情展望
受地緣政治、全球經濟等外部因素影響，2022年光電顯示產業步入下行周期，高機能薄膜等上游原材料市場亦面臨相應的庫存管理壓力。2023年上半年，在復雜多變的宏觀經濟形勢影響下，終端市場需求緩慢復蘇，光電顯示產業鏈仍處于調整階段。
Q2’23，國內新型顯示用高機能薄膜廠商營收整體呈現增長趨勢，行業整體毛利率環比提升，但仍低于去年同期水平。
展開 一篇文章讀懂低壓化學氣相沉積（LPCVD）
半導體技術是人類科學技術發展至今復雜的技術之一，被譽為現代制造業皇冠上的明珠，世界上復雜的物理化學理論和精密的設備，都能在半導體行業的生產線上見到，這次我們要聊的，就是當真空遇到化學氣相沉積后所發生的美好事情。
1.薄膜的作用
薄膜是我們生活中常見的物品，一般是一種薄而軟的透明薄片。薄膜被廣泛用于電子電器，機械，印刷等行業，有著極為重要的作用。
在半導體行業中，晶圓表面活性非常高，極易受到污染，因此薄膜常用來阻擋污染物和雜質，除此以外，由于薄膜的天然特性，薄膜也常用于產生導電層或絕緣層、產生減反射膜提高吸光率、臨時阻擋刻蝕等作用。
2.半導體行業中薄膜的制備
由于半導體器件的高精度，薄膜通常使用膜淀積技術來實現。晶圓表面的淀積物會在晶圓表面形成一層連續密閉的薄膜，在半導體行業，薄膜淀積工藝是普通也重要的工藝。
在晶圓襯底上淀積薄膜有很多種技術，主要分為化學工藝和物理工藝。
化學工藝主要指化學氣相沉積，包括常壓化學氣相沉積（APCVD）、低壓化學氣相沉積（LPCVD）、等離子體增強化學氣象沉積（PECVD）、高密度等離子體化學氣相沉積（HDPCVD）、電鍍等，物理工藝則主要有物理氣相沉積、蒸發和旋涂等。
展開 國人在激光核聚變領域獲大突破
近日在北京隆重舉行的國家科學技術獎勵大會上，上海光機所研究團隊完成的“大尺寸高性能激光偏振薄膜元件成套制備工藝技術及應用”項目榮獲2018年度國家技術發明二等獎。
該項目團隊歷經十余年攻關，成功研制出大尺寸高性能激光偏振薄膜元件，打破了西方的技術封鎖和高端產品禁運，成功掌握了從加工到鍍膜全工藝流程技術，其研制的大尺寸偏振薄膜元件已成功應用于我國神光系列激光裝置，并出口俄羅斯、以色列等國，不僅滿足了我國激光聚變研究的重大戰略需求，還推動了我國激光薄膜和相關行業的技術進步。
在激光技術和應用中，光學薄膜是極為重要的關鍵技術之一。
業內通常用“燈、棒、膜”來形象地概括激光器的抽運能源、工作物質及諧振腔三大基本構件，其中的抽運能源和工作物質可隨著激光器的不同而千變萬化。
但是，不論是哪一種激光器，也不論激光技術怎樣發展和變化，光學薄膜始終是不可或缺的關鍵元件。據公開資料披露，高性能激光薄膜元件是限制慣性約束聚變（ICF）激光、超強超短激光、武器用激光和空間激光等國防戰略和國民經濟高新技術領域發展的瓶頸。美國的核武器研發機構：勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室建成的美國國家點火裝置（NIF）是當今世界上規模最大的激光慣性約束聚變設備（ICF），該裝置總共有數萬件高性能激光薄膜元件用于精密操控激光傳輸。
其中大口徑偏振薄膜元件是用來抑制寄生振蕩、隔離反向激光，保障激光裝置安全運行的關鍵核心元件，也是ICF激光裝置中尺寸最大、膜層最厚、難度最高的薄膜元件。
它與等離子體電極普克爾盒組成的光開關被譽為美國國家點火裝置（NIF）七大奇跡之一。
由于該薄膜元件制備工藝復雜、研制難度大，長期工作在高溫熱損傷情況下，極易出現膜層龜裂問題。
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國家能源集團竟然要造能發電的房子？
為什么說銅銦鎵硒薄膜光伏建筑一體化
實現了真正意義上的一體化？
銅銦鎵硒薄膜光伏建筑一體化（CIGS-BIPV）是依托銅銦鎵硒（CIGS）薄膜光伏組件產品優勢，高度集成多項先進技術，將銅銦鎵硒光伏技術與建筑工程深度融合，將集成了銅銦鎵硒薄膜光伏組件的建筑物作為一個整體來設計與施工，讓光伏組件成為建筑物不可分割的一部分，比如一堵墻，既起到遮風擋雨、保溫隔熱、承重等建筑功能，又成為最具發展空間的分布式能源形式。
在此基礎上，對被動設計和主動太陽能系統進行優化，優化控制供熱、通風、空氣調節，對自然采光、光伏發電、光熱利用、直流供電、智能微電網、自動化系統進行全面集成，對建筑物的設計與運行進行完整集成與優化，實現建筑物的各項舒適性指標，做到真正意義上的光伏建筑一體化，是光伏建筑一體化的“高級版”。
CIGS-BIPV中心
銅銦鎵硒薄膜光伏建筑一體化（CIGS-BIPV）在建筑行業廣泛推廣應用，將會產生巨大的社會效益和經濟效益，也將帶來一場能源與建筑的深刻變革。在能源領域，將推動分布式綠色清潔能源的普及使用，讓建筑由能源消耗者轉變為能源生產者，使城市由能源消費型城市向能源生產型城市轉變。在建筑領域，逐步轉變建筑發展方向，使綠色、清潔、裝配一體的觀念深入人心，重構城市肌理與城市氣質，增加城市豐富度與多樣性。
國家能源集團為此做了什么？
展開 科普時刻 | 借助魯棒性設計解決制造中的不確定性問題
薄膜銅的建模校準
憑借出色的導電和導熱特性，薄膜銅在半導體行業中十分普遍。半導體的功能取決于該金屬在較寬溫度范圍內的性能。通常，金屬薄膜與相同材料的塊狀固體具有不同的物理特性，其行為也大不相同。為了了解薄膜銅的應力-應變響應，并將其參考實驗與仿真結果進行比較，一家半導體制造商使用optiSLang來確定正確的材料模型。
如果采用“手動”驗證，需要花費大約三周時間來運行70次仿真，但采用optiSLang，在設置了相關方法后，就可在一天內運行284次仿真。流程中最耗時的部分并非實際運行，而是圍繞參數變化進行分析和決策——其可以對實驗結果進行更好的校準。而optiSLang有助于提高程序結果的質量和效率。
許多公司使用Ansys optiSLang進行優化，但下面要介紹的是，其中一些公司如何使用該軟件來證明或改進設計和最終產品的魯棒性。
獲得共封裝光學的優勢
制造設備優化
一家公司的車床卡盤輕量化設計，可為尋求快速、高效部件生產的客戶提供最大負載能力。將拓撲優化（用于確定最輕量化的合適設計）與參數優化（用于盡可能延長卡盤使用壽命）相結合，便能得到這樣可靠的結果。
利用optiSLang的多目標優化實現最佳設計，將質量和質量慣性分別減少了30%和40%。
優化鉗口導向區域中的參數可提高剛度，從而改善卡盤的鐵芯夾緊功能。
梅賽德斯-奔馳使用可靠性分析方法驗證ADAS
高級駕駛輔助系統（ADAS）有助于實現新興的車輛功能，如自動緊急制動、行人檢測、泊車輔助和視線檢測等。隨著這些系統承載的功能越來越多，它們也變得愈加復雜，因此驗證其安全性變得更具挑戰性。
展開 聚酰亞胺又火了，竟可讓“玉兔”、“嫦娥”身上的國旗鮮紅靚麗
根據Research and Markets研究，2017年全球聚酰亞胺薄膜市場總值約為15.2億美元，預計到2022年將達到24.5億美元，年復合增長率為10%。
報道還指出，全球聚酰亞胺薄膜主要應用行業為電子、汽車、航空及標簽行業等，亞太區將成為最大的聚酰亞胺薄膜市場。
當中，預計航空航天行業的聚酰亞胺薄膜市場總值于2017-2022年中將錄得最大的增幅。
看來，聚酰亞胺在航空航天的應用，前景可期啊！
不過，聚酰亞胺技術在世界范圍內呈寡頭壟斷局面，技術封鎖嚴密。聚酰亞胺薄膜發展較好，擁有技術的巨頭企業較多，但聚酰亞胺薄膜仍屬于高技術壁壘行業。
目前全球產能仍然主要由國外少數企業所壟斷，包括美國杜邦、日本鐘化、韓國SKPI以及日本宇部興產株式會社等。
“玉兔”、“嫦娥”雖然登月了，中國的聚酰亞胺產業也要繼續加油??！
資料來源：中國聚合物網、話匣子、東方財富網、NASA官網
展開 芯片制造的核心工藝：一文看懂薄膜沉積
在多重曝光中，可以使用ALD技術，使用20nm的光刻技術也能沉積出10nm甚至以下制程的側墻等薄膜。
ALD采用脈沖方式，不連續沉積薄膜，沉積速率較慢等因素制約大規模應用。ALD方法首先脈沖第一種前驅體暴露于基片表面，同時在基片表面對第一種前驅體進行化學吸附→惰性氣體吹走剩余的沒有反應的前驅體→脈沖第二種前驅體在表面進行化學反應，得到需要的薄膜材料→惰性載氣吹走剩余的前驅體與反應副產物。ALD是一層一層沉積薄膜，從沉積速率和成本上來說，不如LPCVD和PECVD方法，因此不適合大面積工藝生產，另外相較PECVD，ALD工藝適用的前驅體種類也相對較小。目前ALD主要用于PECVD無法滿足的工藝/薄膜沉積，但無法替代PECVD。
四、全球薄膜沉積設備市場由海外廠商主導，份額較為集中
全球薄膜沉積設備市場集中度較高，歐美和日本廠商憑借多年經驗壟斷市場。由于薄膜沉積設備行業壁壘高，海外廠商成立較早，在覆蓋的薄膜和工藝方面不斷突破，因此行業集中度較高。目前全球薄膜沉積設備市場基本上由AMAT、LAM、TEL等壟斷，其中在PVD設備領域，AMAT為絕對龍頭，份額85%左右；在CVD領域，AMAT、LAM、TEL CR3占比合計超80%；在ALD設備領域，由于ALD是先進制程所用的新興工藝，因此玩家較多，TEL和ASM分別在DRAM電容和HKMG工藝率先實現產業化應用，2020年TEL和ASM兩家合計占比約60%。
國內薄膜沉積設備市場超45億美金，國內設備廠商差異化布局。根據Gartner數據，中國薄膜沉積設備市場占全球比例大約25%，2020年市場空間大約45億美金，其中PECVD和ALD設備市場規模分別為15億美元和5億美元。
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