1、半導(dǎo)體電鍍?cè)O(shè)備定義
半導(dǎo)體電鍍是指在芯片制造過(guò)程中,將電鍍液中的金屬離子電鍍到晶圓表面形成金屬互連。隨著芯片制造行業(yè)技術(shù)的發(fā)展,芯片內(nèi)的互連線開(kāi)始從傳統(tǒng)的鋁材料轉(zhuǎn)向銅材料,市場(chǎng)對(duì)半導(dǎo)體鍍銅設(shè)備越來(lái)越大。目前半導(dǎo)體電鍍應(yīng)用鄰域廣泛,包括銅線的沉積、鎳、金和錫銀合金等金屬的沉積,但主要還是金屬銅的沉積。銅導(dǎo)線可以降低互聯(lián)阻抗,降低器件的功耗和成本,提高芯片的速度、集成度、器件密度等。
半導(dǎo)體電鍍?cè)O(shè)備在晶圓上沉積一層致密、無(wú)孔洞、無(wú)縫隙等其他缺陷,并且分布均勻的銅,再配以氣相沉積設(shè)備、刻蝕設(shè)備、清洗設(shè)備等,完成銅互連線工藝。
2、半導(dǎo)體電鍍?cè)O(shè)備行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈
半導(dǎo)體電鍍?cè)O(shè)備上游行業(yè)主要為原材料,包括不銹鋼、閥門、管道、電子元器件、電鍍液等;下游行業(yè)主要是半導(dǎo)體電鍍?cè)O(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域,主要是半導(dǎo)體制造業(yè)。
半導(dǎo)體電鍍?cè)O(shè)備行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈
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3、半導(dǎo)體電鍍?cè)O(shè)備分類
半導(dǎo)體電鍍?cè)O(shè)備主要分為前道銅互連電鍍?cè)O(shè)備和后道先進(jìn)封裝電鍍?cè)O(shè)備。
半導(dǎo)體電鍍?cè)O(shè)備分類
設(shè)備名稱 | 技術(shù)特點(diǎn) | 應(yīng)用領(lǐng)域 |
前道銅互連電鍍?cè)O(shè)備 | 針對(duì)55nn、40nm、28nm 及20-14nm以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)的前道銅互連鍍銅技術(shù)Ultra ECP map,主要作用在晶圓上沉淀一層致密、無(wú)孔洞、無(wú)縫隙和其他缺陷、分布均勻的銅。 | 可用于邏輯電路和存儲(chǔ) 電路中雙大馬士革電鍍 銅工藝。 |
后道先進(jìn)封裝電鍍?cè)O(shè)備 | 針對(duì)先進(jìn)封裝電鍍需求進(jìn)行差異化開(kāi)發(fā),適用于大電流高速電鍍應(yīng)用, 并采用模塊化設(shè)計(jì)便于維護(hù)和控制,減少設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)時(shí)間,提高設(shè)備使用率。 | 可用于先進(jìn)封裝Pillar Bump、RDL、HD Fan-out 和TSV中,銅、鎳、錫、銀、金等電鍍工藝。 |
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4、半導(dǎo)體電鍍?cè)O(shè)備行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
目前全球前道晶圓制造的電鍍?cè)O(shè)備市場(chǎng)處于寡頭壟斷的狀態(tài),市場(chǎng)巨頭為L(zhǎng)AM。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中,掌握芯片銅互連電鍍銅技術(shù)核心專利的公司只有盛美半導(dǎo)體。盛美半導(dǎo)體公司自主開(kāi)發(fā)了針對(duì) 20-14nm 及更先進(jìn)技術(shù)節(jié)點(diǎn)的芯片制造前道銅互連鍍銅技術(shù)(Ultra ECP map),采用多陽(yáng)極局部電鍍技術(shù)的新型電流控制方法,實(shí)現(xiàn)不同陽(yáng)極之間毫秒級(jí)別的快速切換,在超薄籽晶層上完成無(wú)空穴填充;同時(shí)通過(guò)對(duì)不同陽(yáng)極的電流調(diào)整,在無(wú)空穴填充后實(shí)現(xiàn)更好的沉積銅膜厚的均勻性。
在后道先進(jìn)封裝電鍍?cè)O(shè)備領(lǐng)域,全球范圍內(nèi)的主要設(shè)備商包括美國(guó)的Applied Materials 和 LAM、日本的 EBARA CORPORATION 和新加坡的 ASM Pacific
Technology Limited 等;在國(guó)內(nèi)企業(yè)中,盛美半導(dǎo)體針對(duì)先進(jìn)封裝工藝進(jìn)行差異化開(kāi)發(fā),解決了在更大電鍍液流量下實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)電鍍的難題,通過(guò)獨(dú)創(chuàng)的第二陽(yáng)極控制技術(shù),可在工藝配方層面上更好的實(shí)現(xiàn)晶圓平邊或缺口區(qū)域的膜厚均勻性控制,提高了封裝環(huán)節(jié)的良率。
根據(jù)智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國(guó)半導(dǎo)體電鍍?cè)O(shè)備市場(chǎng)調(diào)查與發(fā)展趨勢(shì)研究報(bào)告》顯示:2012年中國(guó)半導(dǎo)體電鍍?cè)O(shè)備市場(chǎng)規(guī)模為7.8億美元,2019年半導(dǎo)體電鍍?cè)O(shè)備市場(chǎng)規(guī)模為65.7億美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率為35.66%。
2012-2019年中國(guó)半導(dǎo)體電鍍?cè)O(shè)備市場(chǎng)規(guī)模
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5、半導(dǎo)體電鍍?cè)O(shè)備行業(yè)進(jìn)入壁壘分析
(1)客戶資源和品牌效應(yīng)壁壘
半導(dǎo)體電鍍?cè)O(shè)備具有技術(shù)含量高、定制化程度高等特點(diǎn),供應(yīng)商根據(jù)下游客戶需求,為其提供配套的半導(dǎo)體電鍍?cè)O(shè)備或整體解決方案??蛻敉ǔT诓少?gòu)環(huán)節(jié)制定嚴(yán)格的技術(shù)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),建立合格供應(yīng)商名錄,在選擇供應(yīng)商時(shí)更加青睞在市場(chǎng)中已經(jīng)具備較強(qiáng)品牌效應(yīng)和較高知名度的設(shè)備廠家,并且傾向于與優(yōu)質(zhì)供應(yīng)商建立長(zhǎng)期互信的合作關(guān)系,導(dǎo)致新的行業(yè)參與者難以介入。此外,由于半導(dǎo)體電鍍?cè)O(shè)備具有高度的定制化特征,導(dǎo)致相關(guān)產(chǎn)品后續(xù)的維護(hù)和升級(jí)改造對(duì)原供應(yīng)商具有較強(qiáng)的依賴性,往往由原設(shè)備供應(yīng)商繼續(xù)承擔(dān)。以上因素導(dǎo)致本行業(yè)具有較高的客戶資源和品牌效應(yīng)壁壘,在一定程度上遏制潛在競(jìng)爭(zhēng)者的進(jìn)入。
(2)人才壁壘
國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體人才短缺,半導(dǎo)體設(shè)備人才更是非常稀少。作為技術(shù)密集型行業(yè),技術(shù)人才是決定半導(dǎo)體電鍍?cè)O(shè)備行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵因素。因此,行業(yè)參與者必須不斷吸收具備復(fù)合型專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)、較強(qiáng)學(xué)習(xí)能力、豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的高層次跨學(xué)科技術(shù)人才,打造高端技術(shù)團(tuán)隊(duì),緊跟行業(yè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和下游客戶需求變化,不斷進(jìn)行研發(fā)創(chuàng)新。目前,國(guó)內(nèi)外高端半導(dǎo)體電鍍?cè)O(shè)備的研發(fā)、設(shè)計(jì)人才較為匱乏,需要企業(yè)進(jìn)行自行培養(yǎng)和多方引進(jìn)。因此,對(duì)于本行業(yè)新進(jìn)入者而言,在短期內(nèi)集聚、構(gòu)建專業(yè)結(jié)構(gòu)合理的人才隊(duì)伍,并始終保證技術(shù)團(tuán)隊(duì)的穩(wěn)定發(fā)展,具有較大的難度,本行業(yè)存在較高的人才壁壘。
(3)技術(shù)壁壘
半導(dǎo)體制造廠商對(duì)于半導(dǎo)體電鍍?cè)O(shè)備的要求也越來(lái)越高,電鍍?cè)O(shè)備的研發(fā)難度也越來(lái)越大。半導(dǎo)體電鍍?cè)O(shè)備行業(yè)是是典型的高附加值、技術(shù)密集型行業(yè)。行業(yè)參與者必須具備強(qiáng)大的創(chuàng)新研發(fā)實(shí)力來(lái)完成硬件、軟件以及分析方法的開(kāi)發(fā),從而在技術(shù)層面持續(xù)保持并逐步擴(kuò)大競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。上述特點(diǎn)意味著半導(dǎo)體電鍍?cè)O(shè)備供應(yīng)商需要具備深厚的技術(shù)儲(chǔ)備、豐富的經(jīng)驗(yàn)積累、完善成熟的研發(fā)機(jī)制和研發(fā)模式,從而為技術(shù)成果的高效產(chǎn)出和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
此外,由于半導(dǎo)體電鍍?cè)O(shè)備行業(yè)下游客戶的需求變化多樣,因此對(duì)供應(yīng)商的定制化開(kāi)發(fā)能力和研發(fā)管理水平提出很高的要求,企業(yè)需要建立能夠充分運(yùn)用各領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)的研發(fā)管理平臺(tái),使各類專業(yè)技術(shù)能夠高效、快速融合并應(yīng)用于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程中。
因此,對(duì)于行業(yè)新進(jìn)入者而言,在短時(shí)間內(nèi)難以獲取深厚的技術(shù)儲(chǔ)備,也難以建立完善的研發(fā)體系和研發(fā)管理平臺(tái),進(jìn)而難以在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位,面臨較高的技術(shù)壁壘。
(4)營(yíng)銷網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)體系壁壘
半導(dǎo)體電鍍?cè)O(shè)備專業(yè)性較強(qiáng),且不同客戶對(duì)產(chǎn)品的需求往往存在差異,要求供應(yīng)商能夠快速響應(yīng)客戶差異化需求,及時(shí)、持續(xù)提供完備、周到的營(yíng)銷和技術(shù)服務(wù),健全的營(yíng)銷網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)體系受到客戶的重點(diǎn)關(guān)注。此外,供應(yīng)商在產(chǎn)品實(shí)際操作、安裝調(diào)試、維修保養(yǎng)等方面均需要為客戶提供專業(yè)培訓(xùn)和售后服務(wù)。因此,行業(yè)新進(jìn)入者將面對(duì)較高的營(yíng)銷網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)體系壁壘。
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