无人岛岛主
【专注于投资研究】知者行之始,行者知之成。
73篇原创内容
离子注入为晶圆制造掺杂核心工艺,技术壁垒仅次于光刻、刻蚀、薄膜沉积。由于纯净硅材料导电性能较差,晶圆制造需要在有源区、衬底和栅极等部位引入掺杂工艺增大电导率。根据工艺原理的不同,掺杂主要包括高温热扩散和离子注入两种,其中离子注入法对杂质浓度和渗透深度控制能力较强,是半导体领域主流的掺杂工艺。在半导体设备中,
2021 年离子注入设备价值量占比约为2.3%
一、离子注入设备的分类:按应用领域、按能量和束流、按工艺
(一)按应用领域:集成电路、光伏电池、面板
1、集成电路:
1)低能大束流离子注入机应用高端制程逻辑(3-45nm)AI、FPGA、CPU、DRAM、3D存储和CIS上;2)高能离子注入机应用在功率器件IGBT、5G射频、光通信芯片、高清CIS等。
2、光伏电池:
光伏离子注入机应用在N型TOPCON电池、N型IBC电池上。
3、面板:
AMOLED离子注入机应用在移动设备AMOLED显示屏,可穿戴设备显示和大屏QD-OLED电视上。
(二)按能量和束流:低能大束流离子注入机、中低束流离子注入机和高能离子注入机
按能量高低与束流大小,可分为高中低离子注入设备和高中小束流离子注入设备。
细分产品类别来看,根据离子能量和剂量的不同,离子注入设备大致可划分为低能大束流离子注入机、中低束流离子注入机和高能离子注入机三大类,
其中低能大束流离子注入机广泛应用于源漏、多晶硅栅极注入,市场占比高达 61%
(三)按技术工艺:高温热扩散法、离子注入法
目前掺杂工艺有高温热扩散法和离子注入法,离子注入机在掺杂工艺中应用占主导地位,并具备掺杂均匀性好,纯度好,低温灵活、可控精度等优点。
1、高温热扩散法:
将掺杂气体导入放有硅片的高温炉,将杂质扩散到硅片内的一种方法;
2、离子注入法:
通过离子注入机加速和引导,将要掺杂的离子以离子束形式入射到材料中去,入射离子逐渐损失能量,并引起材料表面成分、结构和性能发生变化,最后停留在材料中,从而优化材料表面性能,或使材料获得某些新性能。
根据东吴证券测算,2022年年全球半导体离子注入设备市场规模可达 206 亿元,其中低能大束流离子注入机达到 125 亿元。预计2022年国内市场半导体离子注入设备市场规模为66亿元,其中低能大束流离子注入机为40亿元。
二、离子注入机市场竞争格局和国产化率
全球范围内来看,离子注入设备基本由AMAT和Axcelis供应。2019年AMAT和Axcelis在半导体离子注入设备市场的份额分别为70%和20%,合计高达90%。对于技术壁垒较低的中束流离子注入机,Sumitomo等日本厂商也具备较强市场竞争力。
若以批量公开招标的华虹无锡和积塔半导体为统计标本,2022年1-10月份2家晶圆厂合计完成离子注入设备招标28台,国产设备中标1台,
对应国产化率仅为3%
,远低于去胶机、刻蚀设备、薄膜沉积设备等环节。
三、离子注入设备的需求测算
1、
测算硅片对应离子注入设备量:
根据东吴证券单位产能离子注入设备需求量的测算,参照中芯国际天津 T3 生产线设备明细(单位月产能对 CMP 设备需求 13 台,12 英寸,90-180nm,其中包括高速流(低能)离子注入设备 8 台、中束流离子注入设备 4 台、高能离子注入设备 1 台),即月产能对应离子注入设备量约为13台/万片。
2、
测算硅片产能:
集微咨询预计中国大陆2022年-2026年将新增25 座 12 英寸晶圆厂,新增+存量12英寸晶圆月产能160万片。
3、
测算离子注入设备价格:
东吴证券测算未来5年离子注入设备均价2500万元/台。
因此,
粗略估算2022-2026年中国大陆新增12英寸晶圆产能对离子注入设备需求为13台/万片×160万片×0.25亿/台=520亿元
。从国产替代率上看,大部分的需求将通过进口设备满足。
四、相关标的
万业企业:
以凯世通的离子注入机为基础,依托嘉芯半导体横向拓展刻蚀、薄膜沉积等前道核心设备,打造“1+N”半导体设备平台
资料来源:头豹研究院、东吴机械
特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.