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国内半导体设备崛起,万业凯世通离子注入机获新突破

来源:爱集微

#凯世通#

#万业企业#

08-30 16:13

近年来,因为地缘政治等多种因素的影响,如何加速发展国内的半导体供应链就成为产业界人士共同关注的问题,尤其是在作为芯片制造重要倚仗的设备方面,国内更是差距明显。

据日经统计显示,全球的光刻机市场,荷兰的ASML和日本的尼康与佳能占领了几乎所有的份额;溅射设备方面,美国的应用材料和日本爱发科也拿下了84%的份额;单片式CVD设备方面,美国应用材料和泛林以及日本的东电也拿下了78%的市场;涂胶显影市场,光是日本东京电子一家就拿下了91%的市场;清洗设备方面,也同样是日本和美国供应商主导的市场。

日经进一步指出,中国半导体设备还落后世界最先进技术两到三代。但这也止不住中国厂商前进的步伐,众多企业正在前赴后继地奔赴这个市场。万业集团旗下的凯世通正是当中的一个。在历经多年的潜心耕耘之后,这家本土半导体设备新贵终于又迎来了新的里程碑。

12英寸离子注入机再获新突破

在最新发布的2021年中报中,万业集团披露,报告期内,公司实现营业收入6.09亿元,实现归属于上市公司股东的净利润2.79亿元;扣除非经常性损益后,实现归属于上市公司股东的净利润1.97亿元。具体到集成电路领域,公司旗下凯世通在统计期内获得3,501.53万元的营收,同比增长超3倍,是该业务首次扭亏为盈。

能获得这样的成就,主要是得益于报告期内凯世通在设备验证、产品交付和订单签署等工作都取得显著进展。

今年上半年,公司新增与国内另一家12英寸芯片制造产线的公司签署1台低能大束流超低温离子注入机和1台高能离子注入机订单。这是继公司在2020年第四季度之后,公司在离子注入机方面又一芯的突破。

从2020年第四季度的订单完成表现来看,凯世通首台低能大束流离子注入机在国内一家12英寸主流集成电路芯片制造厂完成设备验证工作并确认销售收入,代表了国产IC离子注入机的正式崛起。另外3台设备也进展超乎预期,其中1台低能大束流重金属离子注入机和1台低能大束流超低温离子注入机已交付客户;1台高能离子注入机设备按客户交付计划进行组装。

对于凯世通和万业企业来说,接连不断的出货证明了他们的技术实力已备受国内客户的认可。从整个离子注入机市场的格局来看,凯世通的这些订单乃至对于整个国内的半导体设备产来说,都具备开天辟地的意义。

要了解这一点,就要从离子注入及相应的供应市场格局说起。

据光大证券介绍,所谓离子注入,是指在芯片生产过程中,通过对半导体材料表面进行某种元素的离子注入掺杂,从而改变其特性的掺杂工艺制程。目前掺杂主要有高温热扩散法和离子注入法两种,其中离子注入占据着主流地位。

离子注入机在半导体工艺流程中的位置

按下游应用领域不同,离子注入机可以分为集成电路离子注入机、光伏离子注入机和 AMOLED 离子注入机。在集成电路离子注入机中,低能大束流离子注入机应用在高端制程逻辑(3-45nm)AI、FPGA、CPU、DRAM、3D存储器和 CIS 上。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;光伏离子注入机应用在 N 型 TOPCON 电池、N 型 IBC电池上;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。

虽然离子注入在半导体设备中所占的比例并不高,但正如万业在财报中所说,受益于全球半导体产业链的高景气,离子注入机市场规模近年来持续增长,2019年全球市场规模达18.0亿美元,同比增长17.7%,中国市场规模达29.1亿元。2020年,在下游需求旺盛和国产化双重推动下,中国离子注入机市场加速上行,规模达到44.5亿元,同比增长53.0%。

但与此同时,中国离子注入机市场存量却相对较低。按照光大证券统计,全球能够生产制造离子注入机的厂家只有 8 家。分别为应用材料、Axcelis、AIBT、日新、Intevac、日本真空技术株式会社、日本住友重机械工业株式会社和凯世通等。

在笔者看来,凯世通的离子注入设备获得晶圆厂验证通过以后。这不但是公司本身的突破,对于整个中国半导体产业来说,也是一个重大利好。

据SEMI统计,晶圆厂设备 Wafer Fab Equipment(含晶圆加工、晶圆厂设施和光罩设备)支出预计2021年将大幅成长34%,攻上817亿美元的历史新高纪录,2022年也可望有6%的增长,市场规模超过860亿美元。而中国,将在其中扮演重要角色。

2020年全球半导体销售情况(source:semi)

SEMI的数据显示,中国大陆在2020年反超中国台湾,一跃成为全球最大的半导体设备购买地。而随着国内半导体需求的增长,后续的购买力度也是可预期的。从全球发展现状看来,半导体产业扩产是既定事实,离子注入机的供需差距又将再次拉开,国外的供应也有不确定性。由此可以看到凯世通对国内半导体产业的重要性。

成功源自团队的三十年积累

正如文章开头所说,万业之所以能在离子注入机这个细分市场闯出了一片天地,主要得益于公司在2018年对凯世通的收购,2015年入股万业的浦东科投在公司的转型中发挥了积极地作用。随后,国家集成电路基金也在2018年入股了公司,这主要得益于他们对凯世通实力的认可。

凯世通官网表示,上海凯世通半导体股份公司是一家以离子束技术为核心的集科研、制造于一体的高科技企业,主要研制、生产、再制造和销售高端离子注入机,重点应用于光伏太阳能电池,新型平板显示,和半导体集成电路领域。

财报也指出,凯世通创始团队主要来自世界知名离子注入机公司,深耕离子注入机领域30多年,在集成电路产业界工艺技术更新换代之际率先开发过多款畅销离子注入机。该公司的创始人团队被公认为行业内具有技术创意的领军人物和国际级的离子注入设备专家,发表过多篇论文及拥有百项专利。

随着集成电路芯片工艺制程不断微缩,针对国内外客户先进工艺芯片制造的离子注入需求,凯世通选择“领先一步”的产品定位策略,在“10nm及以下三维器件结构FinFET集成电路离子注入机研发与产业化”科技项目支持下,开发面向前沿工艺的离子注入机(基于超越7纳米离子注入平台),并建立相应的研发平台、核心关键技术及工艺的研究参数数据库和性能检测规范标准。

凯世通同时还尊重知识产权,在每款设备开发之初将会进行详细的知识产权尽调,从设计上规避竞争对手专利,同时布局关键专利,建立保护壁垒。以14nm为例,据了解,针对14nm 技术节点以及 FinFET 工艺制程,凯世通拥有“大尺寸束流传输系统和方法”和“FinFET 掺杂工艺”的核心技术以及相应专利。

通过采用通用平台加模块化设计,凯世通离子注入机系列产品即使是不同的离子注入机型,也能共享相同的注入平台硬件和软件控制系统,并可结合当下客户最新需求加以改进。凯世通强调,硬件是半导设备的基础,而设备及工艺的软件控制系统是半导体设备的灵魂。凯世通离子注入机的通用平台是公司团队30年以上的工程实践积累的结晶。

据了解,凯世通的低能大束流离子注入机在部分产品参数上已领先国外主流同类产品参数。在离子注入机主要产品参数中,凯世通离子注入机的注入能量为 100ev-50kev,低于国外主流产品的 200ev-60kev,注入束流最大可达40mA,高于国外主流产品的 22mA。凯世通的离子注入机产品性能领先国外主流产品。凯世通的低能大束流离子注入机产品参数领先,有望通过客户认证与营收规模的快速上涨。

凯世通低能大束流离子注入机与国外主流同类产品参数对比

除了用于集中电路的离子注入机,凯世通还提供光伏离子注入机。在万业看来,“碳中和”催生光伏长期风口,政府出台行业规范不断提升电池效率的最低标准,未来光伏市场对设备的需求将是高产能与高效率并举。光伏离子注入机是制备N型TOPCON高效电池的关键设备,凯世通开发的iPV6000光伏离子注入机产品已完成验证工作,这也进一步满足了市场对高产能与高效率设备的需求。

“随着外部因素对设备的控制程度加深,我国各级政府与各地企业对国产集成电路设备的支持力度持续加大,释放出更多的合作空间。凯世通抓住国产关键设备刚性需求增加的时机,借助市场与政府力量,加速推进离子注入机产品的验证与批量生产。”万业方面强调。

集成电路领域协调发展

在收购了凯世通以后,万业集团持续积极布局半导体集成电路产业链,并在2020年12月再次下手。

据介绍,万业在去年年度牵头境内外投资人完成对全球领先的集成电路气体输送系统领域精密零组件及流量控制解决方案供应商Compart Systems的收购,并间接成为Compart Systems第一大股东。

资料显示,Compart Systems是集成电路设备所需的气体输送系统领域供应商之一,其主要产品包括BTP(Built To Print)组件、装配件、密封件、气棒总成、气体流量控制器(MFC)、焊接件等,产品用于集成电路制造工艺中氧化/扩散、蚀刻和沉积等设备所需的精确气体输送系统,是全球少数可完成该领域零组件精密加工全部环节的公司。而通过这一次收购,也进一步增厚、拓展了万业对集成电路装备行业覆盖的深度和广度,为公司带来产业协同和企业价值增长空间。

2021年上半年,Compart Systems的相关产业也打入国内集成电路设备公司供应链。根据SEMI数据披露,2020年全球半导体设备销售额712亿美元,同比增长19%,受益于全球半导体设备业绩提升,作为集成电路设备制造商的上游供应商,Compart Systems预计在2021年下半年将继续保持强劲的业绩增长趋势。

回看国内半导体产业的发展,从芯片设计、到芯片制造,再到EDA,本土的半导体行业从业者按照需求和现状,正在一步步完善补全国内集成电路供应链的每一个环节。而现在,属于国内半导体设备的时代也正在缓慢拉开帷幕。

携手并进的凯世通和Compart Systems也必将成为这波浪潮中的先锋标杆。


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