半导体刻蚀设备的定义及分类
刻蚀设备是半导体制造工艺中的关键部分,用于将图形从光刻胶转移到薄膜上。该过程可生成複杂的微观图形,这些图形定义了芯片上的电路路径及组件。刻蚀可分为两种主要类型:湿法刻蚀及干法刻蚀(又称等离子刻蚀)。
湿法刻蚀: 该工艺使用液体化学品(通常为酸或碱)来去除薄膜的暴露部分。液体化学品与材料发生反应以将其溶解,从而留下所需的图形。湿法刻蚀相对简单且具有成本效益,但与干法蚀刻相比,其精度可能较低,尤其是对于更先进的微细加工工艺而言。
干法刻蚀: 又称等离子刻蚀,该技术使用转化为等离子体的气体。等离子体与暴露的材料发生反应,离子或自由基去除薄膜的不需要部分。由于其制造精细、精确特徵的能力,干法刻蚀在更先进的制造中为优选。其具有高度各向异性,意味著其能够以高方向性及尖锐的垂直轮廓进行刻蚀,此对现代半导体制造至关重要。干法刻蚀目前佔市场主导地位,佔半导体制造中使用的刻蚀工艺的90%以上。
按类型划分的全球半导体刻蚀设备行业市场规模
在全球市场上,干法刻蚀已经成为半导体制造工艺的主导技术。随著先进工艺技术的不断发展,对干法刻蚀的需求增加,乃由于其能够实现更高的精度及更小的特徵尺寸。与湿法刻蚀相比,干法刻蚀在处理複杂图形和更精细的特徵尺寸方面表现出色,尤其是在实现高精度及高方向性蚀刻方面。
随著半导体技术向更小的节点发展,干法刻蚀的增长率已超过湿法刻蚀,成为市场上的首选。自2018年至2024年,全球干法刻蚀设备市场规模由人民币972亿元增加至人民币1,601亿元,複合年增长率为8.7%,同期,全球湿法刻蚀设备市场规模以较低的複合年增长率5.0%增长,并于2024年达到人民币83亿元。
展望未来,预计全球干法刻蚀设备市场将保持稳定增长,并于2028年达到人民币2,275亿元,自2024年以来的複合年增长率为9.2%,而湿法刻蚀设备市场将拥有较低的增长率,并于2028年达到人民币99亿元。
按类型划分的中国半导体刻蚀设备行业市场规模
中国市场的产品结构与全球市场相似。自2018年至2024年,中国干法刻蚀设备市场规模由人民币189亿元增长至人民币651亿元,複合年增长率为22.9%,同期,中国湿法刻蚀设备市场规模以较低的複合年增长率20.7%增长,并于2024年达到人民币68亿元。
展望未来,预计中国干法刻蚀设备市场将于2028年达到人民币701亿元,自2024年以来的複合年增长率为1.9%,而湿法刻蚀设备市场将经历平缓增长,并于2028年达到人民币68亿元。
灰化及除浮渣设备行业全球市场规模
在半导体制造过程中,灰化及除浮渣设备对确保晶圆清洁度及工艺完整性至关重要。在光刻过程中,将一层光刻胶均匀涂在晶圆表面,并选择性曝光,以形成所需图形。然后,通过蚀刻或离子注入等工艺将该图形转印至晶圆。该等图形步骤完成后,须彻底清除剩馀光刻胶,以防止污染或干扰后续的制造阶段。去胶技术广泛应用于先进半导体设备的生产,包括存储芯片、微处理器及其他集成电路。
随著半导体行业的整体扩张,全球灰化及除浮渣设备市场在过去五年稳步增长。于2024年,该市场达到人民币53亿元,自2018年以来的複合年增长率为7.2%。展望未来,预计该市场将维持稳定增长,于2028年达到人民币74亿元,预计自2024年以来的複合年增长率为8.7%。
灰化及除浮渣设备行业中国市场规模
在中国,随著半导体行业的扩张,灰化及除浮渣设备市场近年来经历快速增长。该市场规模由2018年的人民币11亿元增长至2024年的人民币36亿元,期间複合年增长率为21.8%。这一增长得益于政府政策支持、国内半导体制造投资增加以及为提升自主能力而加速建设新晶圆厂等因素。展望未来,儘管市场可能会出现一些短期波动,下游行业需求增长将继续支持长期市场扩张。到2028年,预计中国灰化及除浮渣设备市场将达到人民币38亿元,自2024年以来的複合年增长率为1.4%。
组装及封装设备行业的全球市场规模
于半导体制造方面,组装及封装设备对于确保产品性能及可靠性至关重要。其涵盖固晶、引线焊接机、倒装芯片组装及封装等工艺。固晶系统负责将晶片定位并固定至基板,引线焊接机用于建立电连接,倒装芯片焊接机支持高密度互连,以提供先进封装解决方案。该等设备广泛应用于存储芯片及逻辑电路的制造工艺。
过去数年,全球组装及封装设备市场呈现波动态势。市场规模由2018年的人民币236亿元增加至2020年的人民币277亿元;受先进封装解决方案需求加速推动,2021年市场规模跃升至人民币515亿元;其后在供应链调整及库存修正的影响下,2022年回落至人民币415亿元,2024年降至人民币355亿元。展望未来,预期市场规模将实现稳定增长,于2028年达到人民币652亿元,预计2024年起的複合年增长率为16.4%。
于中国,近年组装及封装设备市场的增长趋势与全球市场相近。市场规模由2018年的人民币49亿元增加至2021年的人民币152亿元人民币,此快速增长受先进封装技术需求加速及国内半导体制造业扩张推动。于2024年,受供应链调整及库存修正影响,短期增长放缓,市场规模稳定在人民币154亿元。展望未来,在下游半导体需求持续增加及不断推进国内产能强化的支撑下,预期市场规模将保持强劲增长,于2028年达到人民币182亿元,预计2024年起的複合年增长率为4.3%。
全球及中国半导体设备行业的市场驱动因素及未来趋势
先进节点推动更高的设备要求: 随著半导体制造超越7nm及5nm节点,芯片制造商需要更精确及精密的设备来满足芯片制造日益增加的複杂性。这种日益增长的複杂性推动了对高性能半导体设备的强劲需求,为设备供应商创造了机会。
更严格的出口管制推动国内自主可控: 随著主要半导体技术供应商收紧出口限制,中国半导体行业正在加速实现自主可控。随著美国对先进半导体技术实施更严格的出口限制,中国大幅增加了对半导体设备的投资,以减轻供应链中断的风险。因此,中国正在优先投资本土半导体设备制造商,特别是在刻蚀、沉积及光刻等关键领域,以减少对外国供应商的依赖,并确保长期行业韧性。
新晶圆厂的需求不断增加: 中国处于全球晶圆厂扩张的前沿,多个半导体制造项目正在进行中。由于国内晶圆厂产能的提升,对半导体设备(包括刻蚀、沉积及测试工具)的需求预计将增加。随著越来越多的晶圆厂专注于成熟及先进的工艺节点,中国半导体设备市场有望持续增长。
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