2023年中國離子注入設備行業(yè)全景速覽：國內廠商加大研發(fā)投入和創(chuàng)新力度，追趕國際領先水平[圖]

摘要：

一、發(fā)展環(huán)境：政策持續(xù)發(fā)力，推動本土化進程

2023年，離子注入設備相關政策頻出。1月17日，工信部等六部門印發(fā)《關于推動能源電子產業(yè)發(fā)展的指導意見》，提出加強面向新能源領域的關鍵信息技術產品開發(fā)的應用，主要包括功率半導體、傳感類器件、發(fā)光二極管等；2月9日，上海市經濟信息化委、市生態(tài)環(huán)境局印發(fā)《上海市推動四大工藝行業(yè)高質量提升發(fā)展實施意見（2023-2025）》，提出到2025年，本市四大工藝（鑄造、鍛造、電鍍、熱處理）行業(yè)數字化、綠色化、專業(yè)化、集約化水平明顯提升，形成10家上海市級智能工廠、打造30個智能特色場景、突破50項先進技術工藝裝備。其中熱處理包含離子注入；10月27日，廣州市黃浦區(qū)工業(yè)和信息化局、廣州開發(fā)區(qū)經濟和信息化局印發(fā)《廣州開發(fā)區(qū)、廣州市黃埔區(qū)促進集成電路產業(yè)發(fā)展辦法》，提出鼓勵發(fā)展離子注入等設備、關鍵零部件及工具國產化替代。以上政策的出臺，進一步推動離子注入設備在各領域中的應用和需求，促進離子注入設備本土化生產和應用。

二、發(fā)展現狀：離子注入機市場持續(xù)發(fā)展，技術創(chuàng)新和國產化成為關鍵

離子注入是半導體器件和集成電路生產的關鍵工藝之一，其提供的高精度和高均勻性可以大幅度提高集成電路的成品率。因此，離子注入機與光刻機、刻蝕機和鍍膜設備并稱為芯片制造的四大核心工藝裝備。根據SEMI數據顯示，2022年，全球半導體離子注入設備市場規(guī)模達到206億元，同比增長14.44%。中國大陸半導體離子注入設備市場規(guī)模則更加驚人，達到66億元，同比增長26.92%，增速遠超國際市場。目前，全球離子注入機仍以大束流離子注入機為主。據Gartner數據披露，大束流離子注入機占離子注入機市場總份額的61%。中低束流離子注入機和高能離子注入機分別占20%和18%。然而，近年來，新一代離子注入機具備更高的精度和控制能力，可以實現更精細的注入過程，同時也能提供多能量、多種離子注入的功能。這些新技術的引入將會極大地改變離子注入機市場的格局。預計到2023年，全球半導體離子注入設備市場規(guī)模將增長到211億元，同比增長2.43%。在中國大陸，半導體離子注入設備市場規(guī)模將增長到74億元，同比增長12.12%。隨著技術的不斷進步和市場需求的不斷增加，離子注入機市場仍將保持良好的發(fā)展態(tài)勢，為半導體器件產業(yè)的發(fā)展提供有力保障。

三、企業(yè)格局：國內廠商加大研發(fā)投入和創(chuàng)新力度，追趕國際領先水平

全球離子注入機的領先企業(yè)主要分布在美國、日本和中國，美國企業(yè)有漢辰科技、應用科技、Axcelis、Intevac等公司；日本企業(yè)包括日新離子機、日本真空、住友重工等企業(yè)；中國企業(yè)包括凱世通、北京中科信等。整體來看，國外廠商仍然處于領先地位，尤其是在高能離子注入機領域，美國Axcelis公司幾乎壟斷了市場。國內廠商雖然在低能大束流和中低束流離子注入機領域有所突破，但仍然存在一定的技術差距。近幾年，國內廠商也在不斷加大研發(fā)投入和創(chuàng)新力度，借鑒國外先進技術和經驗，結合國內用戶需求和特點，開發(fā)出符合市場需求的離子注入機產品。尤其是在高能離子注入機領域，中科信公司已經實現了重大突破，有望打破國外廠商的壟斷。

四、發(fā)展趨勢：下游市場需求持續(xù)擴大，國產化進程加速

隨著信息技術的快速發(fā)展，芯片制程不斷升級，行業(yè)門檻也日益提高。在這一趨勢下，離子注入設備作為半導體生產線上的關鍵設備扮演著重要角色。芯片結構更加復雜，器件尺寸更加微小，摻雜工藝更加精密，這意味著離子注入設備面臨著更高的技術要求。例如，需要具備高能量、高精度、高均勻度以及低污染等特性，以適應新型芯片制程的需求。同時，隨著芯片制程的不斷升級，新增的特殊工藝需求如SOI（絕緣體硅片）和MEMS（微電子機械系統）等也對離子注入設備提出了新的挑戰(zhàn)。為滿足這些特殊工藝的摻雜需求，需要開發(fā)新型的離子注入機，以確保其能夠精準、可靠地完成對芯片的摻雜操作。因此，隨著信息技術的不斷發(fā)展和芯片制程的持續(xù)升級，離子注入設備需要不斷創(chuàng)新和升級，以適應日益復雜和多樣化的芯片制程需求。這也將促使離子注入設備制造商加大研發(fā)投入，不斷提升設備的性能和功能，以滿足半導體行業(yè)對高性能、高精度設備的不斷增長的需求。

關鍵詞：離子注入設備、發(fā)展環(huán)境、發(fā)展現狀、企業(yè)格局、發(fā)展趨勢

一、發(fā)展環(huán)境：政策持續(xù)發(fā)力，推動本土化進程

離子注入設備通過離子源得到所需要的離子，并將其加速，得到幾百千電子伏能量的離子束流，用作半導體材料、大規(guī)模集成電路和器件的離子注入，還用于金屬材料表面改性和制膜等。離子注入設備主要分為三種類型：低能大束流注入機、高能注入機和中束流注入機，對應市場容量分別為60%；20%和20%。

離子注入設備是集成電路制造前工序中的關鍵設備，離子注入是對半導體表面附近區(qū)域進行摻雜的技術，其目的是改變半導體的載流子濃度和導電類型，提高電路的集成度、開啟速度、成品率和壽命，降低了成本和功耗。離子注入設備上游主要由離子源、離子引出和質量分析器、加速管、掃描系統、工藝腔組成。中游包括設備的設計和制造商。下游包括集成電路、IGBT、太陽能電池、AMOLED等制造。

2023年，離子注入設備相關政策頻出。1月17日，工信部等六部門印發(fā)《關于推動能源電子產業(yè)發(fā)展的指導意見》，提出加強面向新能源領域的關鍵信息技術產品開發(fā)的應用，主要包括功率半導體、傳感類器件、發(fā)光二極管等；2月9日，上海市經濟信息化委、市生態(tài)環(huán)境局印發(fā)《上海市推動四大工藝行業(yè)高質量提升發(fā)展實施意見（2023-2025）》，提出到2025年，本市四大工藝（鑄造、鍛造、電鍍、熱處理）行業(yè)數字化、綠色化、專業(yè)化、集約化水平明顯提升，形成10家上海市級智能工廠、打造30個智能特色場景、突破50項先進技術工藝裝備。其中熱處理包含離子注入；10月27日，廣州市黃浦區(qū)工業(yè)和信息化局、廣州開發(fā)區(qū)經濟和信息化局印發(fā)《廣州開發(fā)區(qū)、廣州市黃埔區(qū)促進集成電路產業(yè)發(fā)展辦法》，提出鼓勵發(fā)展離子注入等設備、關鍵零部件及工具國產化替代。以上政策的出臺，進一步推動離子注入設備在各領域中的應用和需求，促進離子注入設備本土化生產和應用。

二、發(fā)展現狀：離子注入機市場持續(xù)發(fā)展，技術創(chuàng)新和國產化成為關鍵

離子注入是半導體器件和集成電路生產的關鍵工藝之一，其提供的高精度和高均勻性可以大幅度提高集成電路的成品率。因此，離子注入機與光刻機、刻蝕機和鍍膜設備并稱為芯片制造的四大核心工藝裝備。根據SEMI數據顯示，2022年，全球半導體離子注入設備市場規(guī)模達到206億元，同比增長14.44%。中國大陸半導體離子注入設備市場規(guī)模則更加驚人，達到66億元，同比增長26.92%，增速遠超國際市場。目前，全球離子注入機仍以大束流離子注入機為主。據Gartner數據披露，大束流離子注入機占離子注入機市場總份額的61%。中低束流離子注入機和高能離子注入機分別占20%和18%。然而，近年來，新一代離子注入機具備更高的精度和控制能力，可以實現更精細的注入過程，同時也能提供多能量、多種離子注入的功能。這些新技術的引入將會極大地改變離子注入機市場的格局。預計到2023年，全球半導體離子注入設備市場規(guī)模將增長到211億元，同比增長2.43%。在中國大陸，半導體離子注入設備市場規(guī)模將增長到74億元，同比增長12.12%。隨著技術的不斷進步和市場需求的不斷增加，離子注入機市場仍將保持良好的發(fā)展態(tài)勢，為半導體器件產業(yè)的發(fā)展提供有力保障。

離子注入機的技術壁壘主要有三點：一是角度控制，注入角度精度±0.1°，隨著制程的縮小，對注入角度要求更高；二是劑量控制，即對均勻性、濃度的控制要求高；三是能量控制，要求能量控制在±1%。由于國際地緣政治摩擦和貿易壁壘的影響，我國在芯片制造領域面臨著供應鏈安全和自主可控的問題。2023年1-11月，我國制造半導體器件或集成電路用的離子注入機（簡稱離子注入機）進口量為372臺，同比下降84.49%；進口金額為82.65億元，同比增長26.71%。同期，我國離子注入機出口量為153臺，同比下降93.05%；出口金額為0.36億元，同比下降38.94%。我國進口雖緩慢增長，但進口金額從2017年開始一直呈現出不斷攀升態(tài)勢。這表明我國市場需求開始向高端離子注入機轉型，但國內產能尚未完全滿足需求。目前，國家和企業(yè)都在加大對芯片制造設備國產化的投入和支持，以打破國外廠商的技術封鎖和壟斷。為了打破國外廠商的技術封鎖和壟斷，我國政府和企業(yè)都加大了對芯片制造設備國產化的投入和支持。通過引進先進技術、加強研發(fā)創(chuàng)新并制定相關政策，國內離子注入機廠商有望提升自身技術水平和競爭力。同時，積極推進國際合作，加強與其他國家的技術交流與合作，共同推動全球芯片產業(yè)的發(fā)展。

相關報告：智研咨詢發(fā)布的《中國離子注入設備行業(yè)市場競爭態(tài)勢及發(fā)展前景研判報告》

三、企業(yè)格局：國內廠商加大研發(fā)投入和創(chuàng)新力度，追趕國際領先水平

全球離子注入機的領先企業(yè)主要分布在美國、日本和中國，美國企業(yè)有漢辰科技、應用科技、Axcelis、Intevac等公司；日本企業(yè)包括日新離子機、日本真空、住友重工等企業(yè)；中國企業(yè)包括凱世通、北京中科信等。整體來看，國外廠商仍然處于領先地位，尤其是在高能離子注入機領域，美國Axcelis公司幾乎壟斷了市場。國內廠商雖然在低能大束流和中低束流離子注入機領域有所突破，但仍然存在一定的技術差距。近幾年，國內廠商也在不斷加大研發(fā)投入和創(chuàng)新力度，借鑒國外先進技術和經驗，結合國內用戶需求和特點，開發(fā)出符合市場需求的離子注入機產品。尤其是在高能離子注入機領域，中科信公司已經實現了重大突破，有望打破國外廠商的壟斷。

1、萬業(yè)企業(yè)

萬業(yè)企業(yè)旗下凱世通公司所涉核心裝備業(yè)務是以離子束技術為核心的集研發(fā)、制造于一體的高科技項目，也是國內唯一一家擁有自主知識產權和完整產業(yè)鏈的離子注入機供應商。其離子注入機產品主要以KST品牌為主，KST是一款基于國際先進技術和國內用戶需求開發(fā)的新型離子注入機，具有高精度、高均勻度、低污染和低成本等優(yōu)點。2023年上半年萬業(yè)企業(yè)專用設備制造業(yè)營業(yè)收入為1.03億元，同比增長17.79%；營業(yè)成本為0.94億元，同比增長66.57%。2023年上半年，公司已生產交付多款高端離子注入機系列產品，新增兩家12英寸芯片晶圓制造廠客戶，新增訂單金額超1.6億元。公司持續(xù)加大資金投入生產，上半年啟用上海浦東金橋研發(fā)制造基地，增強離子注入機系列產品的研發(fā)與產業(yè)化能力，提升自身的研發(fā)實力、客服水平、產能保障等綜合競爭力。

2、爍科中科信

北京爍科中科信電子裝備有限公司是中國電子科技集團旗下的一家專業(yè)從事半導體設備研發(fā)、生產和銷售的公司，也是國內最早從事離子注入機研究的單位之一。其離子注入機產品主要以CETC品牌為主，CETC是一款集成了多項自主創(chuàng)新技術的高性能離子注入機，具有高精度、高均勻度、高效率和高可靠性等特點。中科信公司的離子注入機產品已經成功實現百萬電子伏特高能離子加速，性能達國際主流先進水平，并在2021年推出首臺高能離子注入機。北京中科信技術最為領先，已研發(fā)出三類離子注入設備，包括大/中束流離子注入設備、高能量離子注入設備、多功能離子注入設備，技術和產品線布局完整是國內離子注入技術發(fā)展最快速的設備商。其離子注入設備已經在中芯國際12寸晶圓廠的65nm成熟制作產線驗證中，技術可望持續(xù)突破。2023年7月14日，中國電子科技集團公司第48研究所研發(fā)生產的第100臺國產離子注入機發(fā)往用戶。這標志著國內首家離子注入機自研量產企業(yè)誕生，也代表國產離子注入機已成功通過產業(yè)化考驗。

四、發(fā)展趨勢：下游市場需求持續(xù)擴大，國產化進程加速

1、下游市場需求持續(xù)擴大，進一步帶動行業(yè)市場需求

隨著全球信息技術的不斷發(fā)展，半導體和光伏產業(yè)是離子注入機的主要應用領域，其發(fā)展水平和需求量直接影響著離子注入機的市場需求。隨著5G、物聯網、人工智能等新技術的推廣應用，半導體產業(yè)將迎來新一輪的增長周期，以上行業(yè)所使用的芯片需要經過嚴格的制造工藝，而離子注入設備作為其中的關鍵設備，必須具備高精度、高穩(wěn)定性和高效率等特點，以滿足市場對半導體產品品質和數量的要求。同時，光伏產業(yè)也在全球范圍內呈現快速發(fā)展的態(tài)勢，對離子注入機的需求也將增加。

2、芯片制程不斷升級，提高行業(yè)門檻高度

隨著信息技術的快速發(fā)展，芯片制程不斷升級，行業(yè)門檻也日益提高。在這一趨勢下，離子注入設備作為半導體生產線上的關鍵設備扮演著重要角色。芯片結構更加復雜，器件尺寸更加微小，摻雜工藝更加精密，這意味著離子注入設備面臨著更高的技術要求。例如，需要具備高能量、高精度、高均勻度以及低污染等特性，以適應新型芯片制程的需求。同時，隨著芯片制程的不斷升級，新增的特殊工藝需求如SOI（絕緣體硅片）和MEMS（微電子機械系統）等也對離子注入設備提出了新的挑戰(zhàn)。為滿足這些特殊工藝的摻雜需求，需要開發(fā)新型的離子注入機，以確保其能夠精準、可靠地完成對芯片的摻雜操作。因此，隨著信息技術的不斷發(fā)展和芯片制程的持續(xù)升級，離子注入設備需要不斷創(chuàng)新和升級，以適應日益復雜和多樣化的芯片制程需求。這也將促使離子注入設備制造商加大研發(fā)投入，不斷提升設備的性能和功能，以滿足半導體行業(yè)對高性能、高精度設備的不斷增長的需求。

3、國內市場技術不斷突破，國產化進程加速

近年來，隨著中國信息技術行業(yè)的迅猛發(fā)展和政府政策的支持，國內市場對離子注入設備的需求與日俱增。同時，國內企業(yè)在離子注入設備領域的技術實力也取得了長足的進步，國產化進程加速，給離子注入設備的發(fā)展帶來了新的機遇。近幾年，國內市場的技術突破為離子注入設備的發(fā)展提供了強大動力。中國信息技術行業(yè)的快速崛起，對高性能芯片和半導體器件的需求不斷增加。離子注入設備作為半導體制造過程中關鍵的工藝設備，其技術水平直接決定著芯片質量和性能。國內企業(yè)通過不斷進行自主創(chuàng)新和研發(fā)，逐漸突破了離子注入設備的關鍵技術難題，提高了設備的精度、效率和穩(wěn)定性，滿足了國內市場對高質量芯片的需求。未來，國家和企業(yè)將繼續(xù)加大對芯片制造設備國產化的投入和支持，以打破國外廠商的技術封鎖和壟斷，國內離子注入機廠商有望借助政策紅利和市場需求，提升自身技術水平和競爭力。

以上數據及信息可參考智研咨詢（yhcgw.cn）發(fā)布的《中國離子注入設備行業(yè)市場競爭態(tài)勢及發(fā)展前景研判報告》。智研咨詢是中國領先產業(yè)咨詢機構，提供深度產業(yè)研究報告、商業(yè)計劃書、可行性研究報告及定制服務等一站式產業(yè)咨詢服務。您可以關注【智研咨詢】公眾號，每天及時掌握更多行業(yè)動態(tài)。