半导体产业链 从产品类型看,半导体主要由集成电路、光电子器件、分立器件和传感器组成; 其中,集成电路的市场规模是最大的,占据80; 一个产业链的景气度一般是从上游开始往下游传播,所以我们应该重点关注一个产业链的上游,中游; 而下游,一般就是应用终端,比如,手机,汽车等等; 对于半导体产业链来讲,抓住了上游,就抓住了整个产业链的机会; 比如,手机芯片,汽车IGBT都是需要依靠上游的半导体设备和半导体材料,这也是我们被卡脖子最严重的地方; 需要半导体材料的可以翻一下,之前的文章; 回到正文,我们来分析半导体设备产业链;半导体设备 半导体设备行业具有较高的技术壁垒、市场壁垒和客户认知壁垒,以美国应用材料、荷兰阿斯麦、美国泛林集团、日本东京电子、美国科天等为代表的国际知名企业起步较早,经过多年发展,凭借资金、技术、客户资源、品牌等方面的优势,占据了全球半导体设备市场的主要份额;美国在等离子刻蚀设备、离子注入机、外延生长系统、化学气相沉积设备、溅射设备、退火设备、镀铜设备、去胶设备、掩膜版制造设备、工艺检测设备、圆片清洗设备、部分测试设备等方面占据优势;日本在光刻机、涂胶设备、显影设备、封装及测试设备、氧化LPCVD设备、等离子刻蚀设备、化学气相沉积设备、检测设备、传送装置等方面具有优势;荷兰则在高端光刻机方面居于国际领先地位; 我国半导体设备大量依赖进口; 中国电子专用设备工业协会统计的数据包括集成电路、LED、面板、光伏等设备,实际上国内集成电路设备的国内市场自给率仅有5左右,在全球市场仅占12,技术含量最高的集成电路前道设备市场自给率更低; 市场发展趋势是:芯片尺寸不断缩小,从12微米22纳米硅片尺寸不断扩大,从4英寸,6英寸,8英寸,12英寸 国家政策也是在不断扶持半导体行业,《中国制造2025》对于半导体设备国产化提出明确要求: 在2020年之前,9032nm工艺设备国产化率达到50,实现90nm光刻机国产化,封测关键设备国产化率达到50; 在2025年之前,2014nm工艺设备国产化率达到30,实现浸没式光刻机国产化; 对于半导体设备环节来讲,以产业链应用环节来划分,设备可分为前道工艺设备(晶圆制造)和后道工艺设备(封装测试)两个大类;2022年半导体设备市场规模: 其中,晶圆制造相关设备占据整个半导体设备市场的8085; 尤其是其中价值最大,市场规模最大的三个环节,光刻机,刻蚀机和薄膜设备; 我们首先来看半导体晶圆加工流程,硅片制造请移步,硅片制造文章; 前道工艺就是目前难度最大的地方,尤其是其中的光刻机; 1氧化 目的是形成绝缘层,隔离电学器件,为下一步的光刻做准备; 氧化镀膜就是将一层二氧化硅沉积到晶圆表面,再沉积一层氮化硅,与铁生锈过程十分类似 2匀胶 在晶圆表面滴上光刻胶,利用旋涂技术使光刻胶均匀涂抹; 主要目的是为了方便后续通过曝光使可溶的胶体被去除,在晶圆表面上留下掩模版的图形 3曝光 在晶圆上方放置掩模版,掩模版由透明玻璃与不透明的铬制成; 使用光刻机对准掩模版,进行紫外线曝光; 这一步的目的就是通过光刻机将掩模版上的图形转移到光刻胶上; 掩模版上透光部分使得下面的光刻胶被曝光,不透光部分下面的光刻胶则不会受影响; 光刻胶被紫外线曝光的部分变得可溶解; 4显影 被曝光的光刻胶可以通过专用的显影液去除 显影将光刻胶下的氮化硅层暴露出来,掩模版上的图形得以顺利转移; 5刻蚀 这一步的目的是进一步将光刻胶上的图案进一步转移到氧化层上(SiO2) 使用腐蚀性液体将暴露出来的氮化硅层及二氧化硅层刻蚀下去,或者使用等离子体轰击晶圆表面的方式,使得未被光刻胶覆盖的区域被刻蚀; 随后去胶,清洗表面; 6沉积 主要目的是制作介质层; 再沉积一层二氧化硅使晶体管之间绝缘; 随后沉积出一层多晶硅薄膜用于制作栅极,重复涂胶,光刻,显影,刻蚀的步骤,暴露出硅晶圆晶格,并保留多晶硅栅极; 7研磨 在每一层构筑完成后,用化学腐蚀和机器研磨相结合的方式对晶圆表面进行研磨,使表面平整; 8离子注入 将P型或者N型杂质轰进刚刚刻蚀出来的半导体晶格中,使得晶格中的原子排列发生变化,形成PN节; 从而可以改变半导体载流子浓度以及导电类型; 9退火 离子注入后也会产生一些晶格缺陷,退火环节主要是将离子注入后的半导体放在一定温度下进行加热,使得注入的粒子扩散,恢复晶体结构,修复缺陷,激活所需要的电学特性; 最后将制备好的晶圆进行减薄,切片,封装,检测; 篇幅有限,后续会继续更新半导体设备各个环节的产业链梳理,以及投资标的; 有需要的,先点个关注,后续更新不错过!