半导体芯片设计及制造流程概览及光刻机

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1.制造流程及相关企业

    每个半导体元件产品的制造都需要数百道工序。经过整理,整个制造过程分为八个步骤:晶圆加工、氧化、照相、蚀刻、薄膜沉积、互连、测试、封装。

1 半导体芯片制造流程及相关企业

      目前半导体设备整体国产化率整体仅15%左右,3月2日领导调研集成电路企业并主持召开座谈会提出了要“发挥新型举国体制优势”。下游晶圆厂有望加速导入国产设备,有以成本和良率换国产化率的可能,因此国产化率存在潜在超预期机会。

2.光刻技术及卡脖子事件

    最重要的光刻技术,即把设计好的图样制作成掩模版,再用紫外光源,将掩模版上的图案通过透镜,按比例缩小投影到晶圆上。光刻机市场集中度高,ASML、Nikon、Canon 市场占有率超过90%,其中荷兰ASML由于技术领先独占75%的市场份额,光刻技术在全球处于绝对领先地位。

2022年10月 美国《出口管制措施》限制应用材料、泛林、科磊等美国设备厂商向任何中国公司出售先进制程半导体设备(禁运美国14nm及以下设备),并将我国部分半导体设备厂商,如上海微电子等列入了“实体清单”。2023年1月美日荷就限制向中国出口先进的芯片制造设备达成协议,3月荷兰ASML公司三大DUV光刻机常见机型中,两个先进的可生产7nm以下被禁运(实际上禁运强度小于2022年美国)。

相关公司介绍:

1、张江高科该公司实控人为上海浦东国资委,研发园区龙头,参股多家高新企业。全资子公司张江浩成创业投资有限公司持有上海微电子10.78%股份,上海微电子是国产光刻机龙头

2、茂莱光学:茂莱光学的DUV光学透镜已经在给上海微电子供货。

3、炬光科技:炬光科技是ASML光学设备供应商。

4、福晶科技: 公司生产的 KBBF 体属于激光设备的上游关键零部件,用于建造超高光分辨率光电子能谱仪、光刻技术等前沿领域。福晶科技曾通过欧洲代理向ASML销售少量光学元件。

5、奥普光电:子公司禹衡光学是国内光栅编码器(光刻机核心运动平台的关键元件) 龙头厂商,打破国外垄断,控股股东长春光机所是国内唯一承担 EUV光刻机研发任务的研究所,已取得包括核心光源系统在内的多项突破。

芯碁微装(微纳直写光刻 低端,和ASML两回事)

蓝英装备子公司UCM AG为ASML提供光学系统清洗设备。

麦克奥迪 和国望光学一个爷爷(北京经济技术开发区管理委员会),有人炒借壳,我看是小作文。

数字经济需要芯片,芯片需要光刻机,“39度的身体,需要的不是钱,是一颗布洛芬,今天这颗布洛芬,叫光刻机。”当前时点,这个比喻真的很贴切。

3.CHIPLET先进封装

    Chiplet又称芯粒或者小芯片,它是将一类满足特定功能的die(裸片),通过die-to-die内部互联技术实现多个模块芯片与底层基础芯片封装在一起,形成一个系统芯片,以实现一种新形式的IP复用。封测行业先进封装技术国产渗透率低,后摩尔时代先进封装成为国产半导体制程弯道超车重要途径,台积电为Chiplet工艺的领军者,中国大陆地区领军企业主要有:

    1)通富微电:市占龙二,绑定AMD,chiplet规模量产,提供chiplet解决方案

    2)长电科技:chiplet规模量产4nm,市占龙头,绑定中芯

    其他布局Chiplet业务的公司主要有:华正新材方邦股份兴森科技长川科技华峰测控深南电路华天科技甬矽电子

4. EDA—AI在芯片设计中的应用

      传统利用AI进行芯片设计及制造已有数十年,即电子设计自动化(EDA)。近年新增的图形神经网络(Graph Neural Networks,GNN)和强化学习(Reinforcement learning,RL)技术,大幅提高了AI在芯片设计中的有效性。在半导体制造业中,AI尤其是机器学习有全面的应用场景,如装备监控、流程优化、工艺控制、器件建模、光罩数据校正、版图验证等等。2021年6月在《自然》上的一篇论文中发表了,谷歌将神经网络结构用作于半导体设计,学习半导体设计图纸后AI人工智能在空白图纸上进行设计。2022年最大的EDA公司新思科技(Synopsys)开始销售先进的人工智能工具。

      国内已布局EDA业务的上市企业仅华大九天,通过收购芯达科技,补齐数字设计和晶圆制造EDA工具短板。

全部讨论

2023-03-21 07:32

半导体光刻胶细分产品看,各大巨头更侧重中高端光刻胶。目前东京应化综合实力位列第一,除了在 ArF 光刻胶领域以 16%的市占率位于 JSR(25%)、信越化学(22%)、住友化学(17%)之后,在g/i线光刻胶、KrF光刻胶、EUV光刻胶三个领域的份额均位列第一,其中在 EUV 光刻胶领域独占鳌头,一家占据一半以上的份额。
在 PCB 光刻胶市场中,中国在中低端产品占据主导地位,2020 年容大感光、广信材料、东方材料、北京力拓达等本土企业占据国内 46%左右的湿膜光刻胶和光成像阻焊油墨市场份额。但是较高端的干膜光刻胶市场主要由日本旭化成、日本日立化成、中国台湾长兴化学垄断,这三大企业在全球的市场占有率超过80%,我国在干膜光刻胶方面仍高度依赖进口。
LCD 光刻胶的全球供应集中在日本、韩国、中国台湾等地区,我国彩色和黑色光刻胶市场国产化率仅为 5%左右。彩色滤光片所需的高分子颜料和颜料的分散技术主要集中在 Ciba 等日本颜料厂商手中,因此彩色光刻胶和黑色光刻胶的核心技术基本被日本和韩国企业垄断。另一方面,近年来我国在触控屏光刻胶技术上有所突破,晶瑞股份和北京科华微已经实现了触控屏光刻胶的量产,国产化率在 30%-40%左右。