半導體制造設備
關注創建者：匿名 創建時間：2025-11-20
半導體制造設備的實例教程
在我（本文作者湯之上隆，下同）之前的文章《日本半導體設備和材料為何那么強？》中，我們描述了日本半導體制造設備的強。
但是，如圖1所示，從 2013 年左右開始，整個日本的前端設備份額一直在下降。
圖1：前端工藝設備出貨量及地區占比變化（至2021年）來源：作者根據野村證券數據制作
這篇文章似乎已經向四面八方發出了漣漪。這是因為，7月20日，日經Crosstech發表了一篇題為“日本的半導體制造設備，以下一代技術應對全球市場份額下降”的文章。另外，7月28日，日經新聞電子版發表了一篇內容完全相同的文章，標題為“日本的半導體制造設備，下一代技術奪回市場份額”。
但為什么日本在前端工藝設備中的份額卻在下降？
在我自己之前的文章中，我指出從 2011 年到 2021 年的十年間，所有前端工藝設備的份額（不包括掩模檢測設備）將下降（圖 2）。我還認為，這與日本前端設備份額的下降直接相關。
圖2：前端設備市場份額（2011年和2021年）來源：作者根據野村證券數據制作
但是，我覺得僅此分析是不夠的。因此，在本文中，我們將再次探討日本前端設備份額下降的問題。分析結果顯示，歐美企業集中在市場規模較大的設備領域，市場份額有所增加。
除非日本企業的增長速度趕上并超過西方和韓國企業，否則這個問題將無法解決。畢竟可以說事態嚴重。
西方公司的戰略與集中度
圖 3顯示了 2021 年各公司各前端工藝的市場份額、歐洲、美國和日本的份額以及市場規模。日本在設備領域具有市場占有率高的特點，但市場規模并不大。
展開 所以不僅僅是如應用材料、KLA等半導體設備大廠商去年賺到手軟，據全球領先的二手半導體設備商SurplusGLOBAL中國區總經理陳真告訴半導體行業觀察，“SurplusGLOBAL 2021年的全球銷售額比2020年接近翻番，中國區銷售額翻番。二手半導體設備如此火熱的原因，優勢主要體現在交期短上面。”
轉用國產設備或許是一個出路
在全球半導體設備需求暴漲，而新設備和二手設備都缺貨的情況下，再加上國產替代和國外供應鏈緊張的紅利之下，國產半導體設備公司真正迎來了產業化的大機遇。據了解，現在許多國產半導體設備公司的訂單也爆滿，產品交貨期普遍延長。
陳真直言道，現在部分少量國產設備已經在性能上趕上了國外原廠設備，而且交期方面相對較好，客戶的認可度也隨之增高，相對應的這部分二手設備在國內的售價會低于國外的售價，或者說他們的存在就給某一類型設備的價格設了天花板。
縱觀整個半導體生產設備行業，國產半導體設備企業已經在大部分半導體生產設備環節中布局和滲透。集成電路制造設備通常分為前道工藝設備（芯片制造）和后道工藝設備（芯片封裝測試）兩大類，前者主要包括六大工藝步驟，分別為：熱處理、光刻、刻蝕、離子注入、薄膜沉積、機械拋光，所對應的專用設備主要包括快速熱處理/氧化/擴散設備、光刻設備、刻蝕/去膠設備、離子注入設備、薄膜沉積設備、機械拋光設備等。其中，光刻設備、刻蝕設備、薄膜沉積設備以及離子注入設備是同列為前道四大集成電路制造關鍵設備。后者主要是封裝設備和各類測試設備。
目前，去膠設備、清洗設備、刻蝕設備等產品國產替代率較高，而涂膠顯影設備、光刻設備則主要依賴進口。
在熱處理設備領域，根據Gartner統計數據，2020年應用材料市占全球第一，占比約69.72%，全球第一。
展開 1月28日，紐約時報發布消息，知情人士表示美國已經與日本、荷蘭兩國達成協議，共同全面限制中國半導體制造設備材料的進口。
該協議有助于加強2022年10月美國BIS方面所宣布的對華出口管制新規，以此進一步制裁打擊中國半導體產業。鑒于協議的敏感性，美日荷三國并沒有公開宣布具體的細節，5天時間過去三國政府均對此不予置評。
有業內人士分析，協議細節并沒有公布代表三國只是達成某種共識，具體的細節執行還需要下一步探討，“美日荷三國具體的協議措施實施尚需時日，原來的訂單會照常進行，新的訂單就會沒有了。”
在2022年10月7日，美國商務部產業安全局（BIS）宣布了一系列在《出口管理條例》下針對中國的出口管制新規，意在限制中國的先進計算芯片和超級計算機的發展，并打擊中國半導體行業。
BIS這項新的半導體出口限制政策，涉及18nm制程DRAM、128層NAND Flash存儲芯片、16/14nm邏輯芯片的中國本土制造企業將受到影響，成熟制程28nm及以上的中國本土制造企業則暫無影響。
可是在美國聯合日本、荷蘭達成協議后，未來除了以上提到的先進制程設備材料（14nm以下邏輯芯片與18nm以下存儲芯片）外，很大可能會限制28nm以上成熟制程設備賣給中國大陸晶圓廠。
目前中國大陸晶圓產能以成熟制程為主，CINNO Research認為，未來整體晶圓產能增長趨勢不變，不過在更嚴格的出口管制措施下，28nm等成熟制程晶圓產能增長必然會受到受到影響，而原有的14nm以下先進制程擴產、建廠計劃或將重新評估，產能增長趨勢恐放緩。
近年來，中國大陸晶圓廠持續增加資本支出擴充產能，全球各半導體設備商在中國區的營收持續增長，根據CINNO Research統計數據，全球TOP5半導體設備商的中國區營收比例在2017年約15%，到2021年已增長至29%。
展開 據日經報道，隨著國內努力擺脫對外國芯片制造商的依賴，中國大陸對半導體制造設備的購買量激增。
全球貿易組織SEMI周三發布的報告指出，中國大陸去年的半導體設備銷售額增長39％，至187億美元，而全球范圍內的數字也增長19％至創紀錄的712億美元。
在這個增速推動下，中國大陸超過中國臺灣，成為全球最大的芯片制造設備市場。在冠狀病毒禁足期間，5G超高速服務的普及和電子產品的購物狂潮推動了世界各地的晶原代工廠增加投資。
中國市場的加速崛起，與中芯國際和其他科技巨頭被列入旨在抑制對華出口的美國貿易黑名有關單。中芯國際之前也宣布了一項由國家基金支持的建廠計劃——在北京建造一家價值76億美元的合資工廠。為此其他參與者渴望將資金投入到芯片制造設備中。
全球芯片短缺也為中國提高產量的動力提供了有利條件。家用電子產品和汽車中使用的芯片制造通常外包給中國，盡管它落后于技術先進的芯片，但該行業在中國已經占有舉足輕重的地位。根據總部位于美國的半導體工業協會的數據，該國去年占全球芯片制造能力的15％。
由于擔心中國的崛起，美國也在采取行動刺激國內生產。美國總統喬·拜登（Joe Biden）在2月簽署了一項行政命令，以審查芯片和其他關鍵材料的供應鏈。他還提議為半導體行業提供500億美元的補貼。
為響應華盛頓的推動，英特爾正在擴大其在美國的芯片制造業務，上個月宣布投資200億美元在亞利桑那州建造兩個制造工廠。這家處理器巨頭還推出了代工服務，為其他公司制造芯片。
作為回應，半導體設備制造商已經提高了產量。
展開 全球半導體供應失衡阻礙了無數行業，包括汽車和醫療等重要領域以及工人和消費者。在全球范圍內，政策制定者正在提高半導體制造能力，以加強供應鏈，并通過總計數千億美元的強有力的激勵方案滿足對半導體不斷增長的需求。提高半導體制造能力的全球努力取決于額外半導體制造設備 (SME：semiconductor manufacturing equipment) 的生產和安裝。簡單地說，沒有更多的SME，就不可能有額外的產能。
芯片短缺導致晶圓廠設備和其他復雜半導體制造工具的交貨時間增加。2020 年晶圓廠設備的交貨時間在 3 到 6 個月之間，2021 年第一季度平均延長至 10 個月，到 2021 年 7 月甚至進一步延長至平均 14 個月。對于某些晶圓廠設備，交貨時間超過兩個年。
確保中SME所需的芯片供應將顯著縮短半導體設備制造商在不改變分配策略的情況下擴大產能所需的晶圓廠設備的交貨時間。
所有擴大芯片生產的努力都取決于SME
設備交付周期的延長阻礙了晶圓廠的邊際擴張，因為在這些地方有足夠的空間來增加產能，并可能嚴重阻礙廣泛的設備制造商及其供應鏈的擴張努力——從材料和工藝設備供應商到封裝和測試供應商。
根據SEMI 世界晶圓廠預測，預計 2020 年至 2024 年間將有 86 家新晶圓廠或主要晶圓廠擴建項目投產（見圖 1），這代表此期間 200 毫米晶圓廠總產能增長 20%，300 毫米晶圓廠產能增長 44%。
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高壓比例閥常用的電源電壓是多少？3個月前
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鑄鐵平臺：機械制造的“基準平面核心”，撐起檢驗/焊接/裝配精度
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機械制造對基準平面的核心要求是“穩”
比如，MEMS傳感器可用于檢測不同行業中的各種刺激，包括聲學、流體流動、溫度、壓力、半導體制造設備的真空度、慣性效應、磁場、化學品以及輻射等。
MEMS傳感器器件的一些常見示例包括紅外探測器、磁力計、溫度傳感器和壓力傳感器等。MEMS加速計、陀螺儀和其它慣性傳感器被廣泛用于航空航天領域，在該領域中，一切都在高速運轉，所以傳感操作需要極高的精度。
