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半导体光刻机行业报告:复盘ASML发展历程(55页)

行业报告下载 2020-07-10 1 管理员

14nm 及以下先进制程应用广泛且不断进步,光刻、刻蚀、沉积设备成为投资重点。晶 体管线宽在 28nm 以内的称为先进制程,目前台积电、三星两家晶圆厂最先进工艺可将制程 推进到 5nm 级别,其中台积电为全球最大晶圆代工厂,全球代工市占率达 50.5%,2019 年 台积电 28nm 以内制程收入占比达 67%,其中 16nm(与三星、中芯国际 14nm 处于同一竞 争序列)及以内制程收入贡献达 50%。受益于高压驱动、图像传感器、射频等应用的需求增 加,根据 IHS Markit 统计,28 纳米制程的集成电路晶圆代工市场将保持稳定增长,预计 2024 年全球 市场规模将达到 98 亿美元。14 纳米及以下更先进制程的集成电路晶圆代工市场将 保持快速增长,预计 2024 年全球市场规模将达 386 亿美元,2018 年至 2024 年的复合增长 率将达 19%。

光刻、刻蚀、薄膜沉积设备三大设备成为推动 28nm 及以下先进工艺发展的主要力量, 分别占半导体晶圆处理设备的 23%、24%、18%。 光刻定义了晶体管尺寸,是集成电路生产中的最核心工艺,占晶圆制造耗时的 40%-50%。 光刻工艺是 IC 制造中最关键、最复杂和占用时间比最大的步骤,光刻的原理是在硅片表面 覆盖一层具有高度光敏感性光刻胶,再用光线(一般是紫外光、深紫外光、极紫外光)透过 掩模照射在硅片表面,被光线照射到的光刻胶会发生化学反应。此后用特定显影液洗去被照 射/未被照射的光刻胶,就实现了电路图从掩模到硅片的转移。一般的光刻工艺要经历气相成 底膜、旋转涂胶、软烘、对准与曝光、曝光后烘培、显影、坚膜烘培、显影检查等工序,光 刻工艺占晶圆制造耗时的 40%-50%,光刻机约占晶圆制造设备投资额的 23%,考虑到光刻 工艺步骤中的光刻胶、光刻气体、光罩(光掩膜版)、涂胶显影设备等诸多配套设施和材料 投资,整个光刻工艺占芯片成本的 30%左右。

区别于晶圆制造其他工艺,光刻机组件及配套设施复杂,形成自身产业链概念。光 刻机的制造研发并不是某一个企业能够单独完成的,光刻作为晶圆制造过程中最复杂、最 重要的步骤,主要体现在光刻产业链高端复杂,需要很多顶尖的企业相互配合才可以完成。 光刻产业链主要体现在两点上,一是作为光刻核心设备的光刻机组件复杂,包括光源、 镜头、激光器、工作台等组件技术往往只被全球少数几家公司掌握,二是作为与光刻机 配套的光刻胶、光刻气体、光罩(光掩膜版)等半导体材料和涂胶显影设备等同样拥有 较高的科技含量。

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