2020年中國離子注入機行業(yè)產量、市場規(guī)模、競爭格局分析[圖]

離子注入機梁沛資 2021-05-05 02:38 來源：智研咨詢

1、離子注入機政策環(huán)境分析

離子注入機是高壓小型加速器中的一種，應用數(shù)量最多。它是由離子源得到所需要的離子，經過加速得到幾百千電子伏能量的離子束流，用做半導體材料、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。

常用的生產型離子注入機主要有三種類型：低能大束流離子注入機、高能離子注入機和中低束離子注入機。這些離子注入機的運行原理基本相似，但是注入計量范圍和具體在工藝中的主要應用各有不同。

離子注入機類型

離子注入機類型	能量范圍	注入劑量范圍	工藝中的主要應用
低能大束流離子注入機	離子束流電流大于10mA,極值為25mA,束流能量小于120keV	1013-1016cm-2	超淺結、源漏注入、多晶硅柵極注入等
高能離子注入機	束流能量超過200keV，極值在5MeV左右	1011-1013cm-2	深埋層等
中低束流離子注入機	離子束電流大于10mA，束流能量小于180keV	1011-1017cm-2	柵閾值調整、輕摻雜漏區(qū)、SIMOX、SmartCut穿透阻擋層等

資料來源：智研咨詢整理

離子注入機是芯片制造中的關鍵裝備。在芯片制造過程中，需要摻入不同種類的元素按預定方式改變材料的電性能，這些元素以帶電離子的形式被加速至預定能量并注入至特定半導體材料中，離子注入機即是執(zhí)行這一摻雜工藝的芯片制造設備。

從政策環(huán)境上來看，我國對于離子注入機行業(yè)較為重視。其主要表現(xiàn)在將離子注入機在多項政策中列為推薦發(fā)展的關鍵設備。如《國家集成電路產業(yè)發(fā)展推薦綱要》中明確提出，要離子注入機作為關鍵設備進行研發(fā)；《首臺（套）重大技術裝備推廣應用指導目錄》（2019年版）也將中束流、大束流、高能離子注入機等離子注入機列入了名錄。

中國離子注入機行業(yè)主要政策規(guī)劃

政策	相關內容
《首臺（套）重大技術裝備推廣應用指導目錄》（2019年版）	將高效N型晶體硅太陽能電池離子注人機等太陽能電池生產生產裝備，以及中束流、大束流、高能離子注人機等離子注人機列入名錄。
《戰(zhàn)咯性新興產業(yè)重點產品和服務指導目錄》	主要包括6英寸/8英寸/12英寸集成電路生產線所用的離子注入機。
《國家集成電路產業(yè)發(fā)展推薦綱要》	憲破集成電路關鍵裝備和材料加薄集成電路裝備;離子注入機作為關鍵設備進行研發(fā)。

資料來源：智研咨詢整理

高能離子注入機是離子注入機中技術難度最大的機型。長久以來，因其極大的研發(fā)難度和較高的行業(yè)競爭壁壘，被稱為離子注入機領域的“珠穆朗瑪峰”，是我國集成電路制造裝備產業(yè)鏈上亟待攻克的關鍵一環(huán)。

《首臺（套）重大技術裝備推廣應用指導目錄》（2019年版）離子注入機應用技術指標

領域	產品名稱	技術指標
集成電路生產裝備	離子注入機	（1）中束流離子注入機：晶圓尺寸≤300mm；單片注入模式，硅片傳輸效率≥450pcs/h；注入均勻性≤0.5%；注入重復性≤0.5%；能量范圍：2～900keV；（2）大束流離子注入機：晶圓尺寸≤300mm；單片注入模式，硅片傳輸效率≥450pcs/h；注入均勻性≤1%；注入重復性≤1%；能量范圍：200～50keV；（3）高能離子注入機：晶圓尺寸≤300mm；單片注入模式，硅片傳輸效率≥450pcs/h；注入均勻性≤0.5%；注入重復性≤0.5%；能量范圍：2～1500keV
平板顯示器生產裝備	LTPS薄膜晶體管離子注入機	基片尺寸≥1500mm×1800mm；機械傳輸產能≥58面板/小時（2次掃描）；X射線（80keV）：600nSv/h；離子種類：磷、硼
太陽能電池生產裝備	高效N型晶體硅太陽能電池離子注入機	生產能力≥3000pcs/h；注入劑量：5e14～5e16/cm2；兼容硅片尺寸：156.75～161.75mm；兼容硅片厚度：120～180μm；磷源：固態(tài)紅磷（0.29分/片）

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2、離子注入機產量、需求量、市場規(guī)模分析

智研咨詢發(fā)布的《2021-2027年中國離子注入機行業(yè)市場發(fā)展現(xiàn)狀分析及供需格局預測報告》顯示：2020年我國離子注入機產量為26臺，2016年以來產量復合增長率為59.67%；2020年我國離子注入機需求為256臺，2016年以來需求復合增長率為13.00%。

2016-2020年中國離子注入機產量、需求量統(tǒng)計

資料來源：智研咨詢整理

近年來，隨著凱世通等國內生產商研發(fā)生產能力的提升，我國光伏領域離子注入機基本實現(xiàn)進口替代，并逐步向集成電路領域滲透。2016年我國離子注入機市場規(guī)模為23.22億元，2020年我國離子注入機市場規(guī)模達到44.53億元，2016年以來我國離子注入機規(guī)模復合增速為17.68%。

2016-2020年中國離子注入機市場規(guī)模

資料來源：智研咨詢整理

2020年我國離子注入機市場規(guī)模達到了445315萬元，其中集成電路領域規(guī)模達到了432400萬元，同比增長54.10%，光伏及其他領域達到了12915萬元，同比增長24.13%，離子注入機行業(yè)兩大市場存在一定的分化，主要是由于下游行業(yè)景氣程度不一，投資規(guī)模變動較大導致，但總體呈現(xiàn)出明顯的增長態(tài)勢。

2016-2020年中國離子注入機細分市場規(guī)模

資料來源：智研咨詢整理

從細分領域來看，2020年離子注入機集成電路領域市場規(guī)模占比達97.1%，其他領域市場規(guī)模占比為2.9%。

2020年中國離子注入機細分市場結構

資料來源：智研咨詢整理

3、離子注入機競爭格局

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，其中，中國大陸擁有中科信和凱世通兩家離子注入機行業(yè)的龍頭企業(yè)，其中凱世通在光伏離子注入機方面遙遙領先。而美國則擁有近乎壟斷IC離子注入機市場的應用材料，以及漢辰科技、Axcelis、intevac等企業(yè)。日本也擁有日新、日本真空、住友重工等離子注入機知名廠商。

離子注入機行業(yè)領先企業(yè)

國家和地區(qū)	廠家	產品主要應用領域
中國大陸	凱世通	太陽能、集成電路、AMOLED
中國大陸	北京中科信電子裝備有限公司	集成電路
美國	漢辰科技	集成電路
	應用材料	集成電路
	Axcelis	集成電路
	intevac	太陽能、集成電路
日本	日新離子機	AMOLED
	日本真空	太陽能、集成電路
	住友重工	集成電路

資料來源：智研咨詢整理

隨著集成電路工藝技術的持續(xù)提升，晶體管不斷縮小，集成電路制程進一步向尖端工藝發(fā)展，這對相關生產制造設備也提出了更高的要求。2020年凱世通獲得多個不同類型的12英寸低能大束流離子注入機和高能離子注入機訂單，集成電路離子注入機產品已進入客戶驗證階段。

2020年凱世通離子注入機產品進展

領域	進展
集成電路領域	2020年9月，凱世通的集成電路離子注入機產品搬入12英寸主流集成電路晶圓廠客戶，并進入產線驗證階段，預計首臺設備有望在2021年二季度完成客戶端的驗證工作。 2020年12月，凱世通子公司北京凱世通半導體有限公司（簡稱“北京凱世通”）同芯成科技（紹興）有限公司簽署了3個12英寸集成電路設備訂單，目前正在依據(jù)交付目標制訂生產計劃并積極推進，其中低能大束流重金屬離子注入機組裝目前完成95%，其余兩臺設備為低能大束流超低溫離子注入機和高能離子注入機，長交期零部件采購訂單已發(fā)出，公司將按照客戶訂單約定時間交付。2020年北京凱世通共取得4個集成電路離子注入機設備訂單。
光伏領域	為了滿足客戶對設備產能與綜合性價比的需求，凱世通開發(fā)了新一代iPV6000光伏離子注入機產品，實際該機產能較前一代iPV3000光伏離子注入機基礎上再提升50%。2020年已基本完成iPV6000產品的驗證工作，若能順利通過全部驗證，將會進一步提升凱世通在光伏離子注入機市場的競爭力。