探针测试各类技术等级设备并存发展分析.docx

探针测试各类技术等级设备并存发展分析一、 探针测试各类技术等级设备并存发展伴随半导体技术持续迅猛发展和半导体应用领域不断拓展，半导体器件种类日趋丰富由于不同运用场景对半导体器件的功能、响应速度需求存在差异，因此各类性能、用途的器件或芯片大量并存，各器件的技术参数、制造工艺水平也不尽相同以上现象决定了不同的产线需配置技术等级及性价比相当的半导体设备；即使在同一产线上，复杂程度不同的工艺环节也是根据其实际需要搭配使用各类技术等级的设备，因此产业内高、中、低各类技术等级生产设备并存发展且均有其对应的市场空间中国大陆连续多年成为全球最大的半导体消费市场，消费重心一定程度上牵引产能重心，全球半导体产能正不断向中国大陆转移伴随国家对半导体产业发展的重大战略部署，我国半导体产业快速发展，整体实力显著提升，设计、制造能力与国际先进水平不断缩小，封装测试技术逐步接近国际先进水平，核心技术水平不断取得突破，同时涌现出了一大批优秀的半导体设备制造企业然而与我国快速增长的半导体产业不相匹配的是，我国大量核心半导体设备长期依赖进口，导致半导体供应链存在严重的安全问题，这极大削弱了我国半导体厂商的竞争力我国半导体行业要实现从跟随走向引领的跨越，设备产业将是重要环节。

在供应链安全日渐成为国内半导体厂商关注焦点后，同时伴随国家鼓励类产业政策落地实施和产业投资基金进入，本土半导体设备制造业迎来了前所未有的发展契机近年来，国产半导体设备制造厂商已凭借突出的产品性价比、高效的服务响应、显著的地缘成本优势快速发展，进一步加快了我国半导体设备的国产化进程二、 中国半导体设备政策发展历程政策扶持对于半导体设备行业发展推进的意义重大：十二五成为我国半导体设备业的重要转折期，平板显示、太阳能光伏等新应用领域的崛起，逐步推动半导体行业整体发展2015年国家出台《中国制造2025》，提出要形成关键制造设备的供货能力;2017年《集成电路产业十三五发展规划建议》提出将关键设备和材料进入国际采购体系，基本建成技术先进、安全可靠的集成电路产业体系2021年《十四五国家信息化规划》提出加快集成电路设计工具等特色工艺的突破，加强集成电路等关键前沿领域的战略研究布局和技术融通创新集成电路政策红利为半导体设备保驾护航，半导体设备主要为下游集成电路提供良好的设备加工及制造环境，在集成电路政策的不断支持下，半导体设备产业的需求逐步加大在税收优惠、产业支持、信息化发展等政策的鼓励下，半导体设备行业竞争力不断突破，国产化进程稳步推进。

十四五规划从中国集成电路装备提出相关推动发展的方式以及措施，明确表明要发展包含集成电路装备与关键材料行业在内的新一代信息技术、新材料等战略性新兴产业并强化国家战略科技力量，发展相关集群的创新发展，政策积极性也将带动中国集成电路装备与关键材料行业的蓬勃发展，通过各种各样的支持性政策工具推动集成电路装备与关键材料行业国产化无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的今日大部分的电子产品，如计算机、移动或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，而硅更是各种半导体材料中，在商业应用上最具有影响力的一种半导体包括四类产品，分别是集成电路、光电子器件、分立器件、传感器半导体设备行业的上游主要有有色金属、电子元器件、机械加工设备、软件等行业的下游为IC制造（前端设备）、IC封测（后道设备）产业2017年全球半导体设备销售金额达559亿美元，较上一年大幅增长35．6%，其中韩国超越中国台湾成为全球最大半导体设备市场，中国大陆排名第三预计2018年全球设备销售金额将继续增长7．5%，达到601亿美元，中国大陆将超过中国台湾排名第二逐渐变大的市场需求，对于国产设备厂商来说是一个好机会。

半导体集成电路的生产主要包含单晶硅片制造和集成电路制造两大部分集成电路制造需要经过晶圆处理、封装测试等流程，包括外延氧化、CVD镀膜、光刻、刻蚀、离子注入、封装、测试等环节，对应主要设备包括外延炉、氧化炉、CVD设备、光刻机、显影机、刻蚀设备、离子注入机、封装设备、测试机等2017年我国半导体专用设备市场规模为481．28亿元，同比增长26．41%，预计到2020年我国半导体设备市场规模将达到663．96亿元其中，2017年我国集成电路设备市场规模为300．02亿元，同比增长42．51%，预计到2020年我国集成电路市场规模将达到465．8亿元分立器件及其它（太阳能电池片、LED设备等）设备市场规模为181．26亿元，同比增长6．5%，预计到2020年市场规模为197．7亿元2017年华东地区半导体专用设备市场规模为258．61亿元，占全国专用半导体设备市场规模的53．73%；华南地区市场规模为80．75亿元，占比为16．78%；西北地区市场规模为86．48亿元，占比达到17．97%目前，国内半导体专用设备行业需求区域主要集中在华东、华南、西北地区2017年我国半导体专用设备行业产量约58．05万台，预计到2020年我国半导体专用设备产量将达到65．5万台；国内半导体专用设备行业需求量约6．64万台，预计到2020年我国半导体需求量将达到9．53万台。

2017年我国半导体设备行业收入为76．2亿元，进口量约0．91万台，出口量52．33万台，进口金额425．07亿元，出口金额19．99亿元，半导体设备规模为481．28亿元中国半导体设备的进口依赖问题较为严重半导体装备业具有较高的技术壁垒、市场壁垒和客户认知壁垒，由于我国半导体设备产业整体起步较晚，目前国产规模仍然较小三、 半导体设备行业发展前景凭借巨大的市场容量以及多年的发展，中国已成为全球最大的半导体消费国和生产国广阔的下游市场和不断完善的上下游产业链带动全球产能中心逐步向中国大陆转移半导体产业规模的不断扩大将为国内设备厂商带来巨大发展机遇，国产设备将加速导入大陆晶圆厂，因此国产半导体设备将迎来快速发展期集成电路产业作为国民经济中基础性、关键性和战略性的产业十四五规划强调了发展集成电路产业对强化国家战略科技力量的意义半导体设备行业作为整个半导体产业的重要支撑，是半导体产业化过程中的核心环节目前国外龙头企业的产品仍占据全球半导体设备市场的大部分份额，但在部分细分领域本土企业已实现突破，未来国产化空间巨大四、 半导体设备行业驱动因素半导体设备行业波动性成长，产业链最下游电子应用终端发生新变化，产生新需求。

半导体设备行业呈现波动性上涨的趋势近二十年间半导体设备的周期性正在减弱，行业成长趋势加强得益于各类电子终端的芯片需求，智能化，网联化，AIOT的发展，行业规模连续四年出现大幅度的正增长2022年仍将维持较高增速，这在半导体设备发展历史上极为罕见先进制程（5nm以下先进制程）的扩产和研发投入变得十分巨大，同时成熟制程的芯片需求量大大提升根据ASML的财报显示，Arf光刻机单价在6000万欧元左右，EUV光刻机单价在1．5亿欧元左右，而最新一代预告的3nm/2nm世代光刻机预计的单价将在3亿欧元以上，先进制成的研发和突破成本以指数曲线的形式上升在先进制程未来2nm，1nm的发展方向愈发接近物理极限的同时，成熟制程经济效益在不断提高，车规MCU，超级结MOS，光伏IGBT等成熟制程芯片大量缺货，交付期延长，使得行业重新审视成熟制程产线的经济效益，台积电也在2022年提出在未来三年将成熟制程扩产50%我国半导体设备厂商精准卡位12英寸成熟制程所对应设备，覆盖28nm/14nm以上节点成熟制程领域并不断完善半导体设备处于产业链最上游环节，中游的芯片代工晶圆厂采购芯片加工设备，将制备好的晶圆衬底进行多个步骤数百道上千道工艺的加工，配合相关设备，通过氧化沉积，光刻，刻蚀，沉积，离子注入，退火，电镀，研磨等步骤完成前道加工，再交由封测厂进行封装测试，出产芯片成品。

芯片的制造在极其微观的层面，90nm的晶体管大小与流行感冒病毒大小类似在制程以纳米级别来计量的芯片领域，生产加工流程在自动化高精密的产线上进行，对设备技术的要求极高无论是设备的制造产线，还是晶圆厂的生产产线，所有芯片的生产加工均在无尘室中完成任何外部的灰尘都会损坏晶圆，影响良率，因此对于环境和温度的控制也有一定的要求在代工厂中，晶圆衬底在自动化产线上在各个设备间传送生产，历经全部工艺流程大致所需2-3个月的时间，这其中不包括后道封装所需要的时间通常来说，晶圆厂中的设备90%的时间都在运行，剩余时间用于调整和维护前道工艺步骤繁杂，工序繁多，是芯片出产过程中技术难度较大，资金投入最多的环节在芯片代工厂中的芯片的工艺制备流程：氧化、匀胶、曝光、显影、刻蚀、沉积、研磨、离子注入、退火离子注入完成之后，继续沉积二氧化硅层，然后重复涂胶，光刻，显影，刻蚀等步骤进入另一个循环，用以挖出连接金属层（导电层）的通孔，从而使互通互联得以是现在晶圆中实现这一功能的是使用物理气相沉积的方式沉积金属层上述步骤在晶圆的生产制造中将重复数次，直到一个完成的集成电路被制作完成最后，将制备好的晶圆进行减薄，切片，封装，检测。

完成后到的工艺流程，至此，一颗完整的芯片制作完成五、 中国半导体设备行业市场现状半导体是一种常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，同时也是一种导电性可控，范围从绝缘体到导体之间的材料半导体设备是整个半导体产业的重要支撑产业，中国半导体设备市场的规模增长得益于中国半导体全行业的蓬勃发展和国家近年来对半导体产业持续的政策扶持行业下游晶圆厂在关键工艺节点上成功取得量产，多家国内领先的半导体制造企业进入产能扩张期，都为国内半导体设备企业的技术能力提升和产业规模的扩大提供了源动力作为全球最大集成电路生产和消费市场，中国的集成电路产业规模不断扩大根据SEMI的统计，中国半导体设备的市场规模增速明显，从2017年的554．18亿元增长至2019年的905．70亿元2020年，中国半导体设备市场亦保持快速增长趋势，销售额为1260．62亿元，同比增长达39．2%，成为全球第一大半导体设备市场；2021年，中国半导体设备市场连续增长，销售额为1993．35亿元，同比增长达58．1%，连续两年成为全球第一大半导体设备市场2022年中国半导体预计将继续增长，规模达到2745．15亿元中国半导体设备行业整体国产化率的提升还处于起步阶段，目前国内半导体生产厂商所使用的半导体设备仍主要依赖进口。

根据中国电子专用设备工业协会的统计，2021年半导体设备进口46894台，合计进口额1147．96亿元，同比分别增长84．3%和56．4%凭借巨大的市场容量以及多年的发展，中国已成为全球最大的半导体消费国和生产国广阔的下游市场和不断完善的上下游产业链带动全球产能中心逐步向中国大陆转移半导体产业规模的不断扩大将为国内设备厂商带来巨大发展机遇，国产设备将加速导入大陆晶圆厂，因此国产半导体设备将迎来快速发展期集成电路产业作为国民经济中基础性、关键性和战略性的产业十四五规划强调了发展集成电路产业对强化国家战略科技力量的意义半导体设备行业作为整个半导体产业的重要支撑，是半导体产业化过程中的核心环节目前国外龙头企业的产品仍占据全球半导体设备市场的大部分份额，但在部分细分领域本土企业已实现突破，未来国产化空间巨大六、 半导体设备定义及产业链半导体专用设备泛指用于生产各类半导体产品所需的生产设备，属于半导体行业产业链的支撑环节在整个芯片制造和封测过程中，会经过上千道加工工序，细分又可以划分出百种不同的机台，占比较大市场份额的主要有：光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备、离子注入机、测试机、分选机、探针台等半导体设备产业链中，上游为零部件和系统软件；中游为半导体设备，光刻机、刻蚀机、离子注入机、涂胶显影设备、氧化炉、CMP/CVD/PVD设。