ASML科普:芯片的制造流程

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来源:本文来源于【ASML阿斯麦光刻】

作为半导体行业的创新领导者,1984年以来,ASML的光刻解决方案已经在微小的世界中实现了巨大的飞跃。我们的技术通过硬件、软件相结合,提供不断创造行业新高的整合解决方案。

小小的芯片却有无穷的“能量”。它到底是怎么产生的呢?

制造芯片需要在晶圆片上不断累加图案,这些图案纵向连接,可达100多层。

芯片的制造包含数百个步骤,从设计到量产可能需要四个月的时间。在晶圆厂的无尘室里,珍贵的晶圆片通过机械设备不断传送,整个过程中,空气质量和温度都受到严格控制。

芯片是如何制作出来的?

芯片制造的关键工艺(10大步骤):

沉积:制造芯片的第一步,通常是将材料薄膜沉积到晶圆上。材料可以是导体、绝缘体或半导体。

光刻胶涂覆:进行光刻前,首先要在晶圆上涂覆光敏材料“光刻胶”或“光阻”,然后将晶圆放入光刻机。

曝光:在掩模版上制作需要印刷的图案蓝图。晶圆放入光刻机后,光束会通过掩模版投射到晶圆上。光刻机内的光学元件将图案缩小并聚焦到光刻胶涂层上。在光束的照射下,光刻胶发生化学反应,光罩上的图案由此印刻到光刻胶涂层。

计算光刻:光刻期间产生的物理、化学效应可能造成图案形变,因此需要事先对掩模版上的图案进行调整,确保最终光刻图案的准确。ASML将现有光刻数据及圆晶测试数据整合,制作算法模型,精确调整图案。

烘烤与显影:晶圆离开光刻机后,要进行烘烤及显影,使光刻的图案永久固定。洗去多余光刻胶,部分涂层留出空白部分。

刻蚀:显影完成后,使用气体等材料去除多余的空白部分,形成3D电路图案。

计量和检验:芯片生产过程中,始终对晶圆进行计量和检验,确保没有误差。检测结果反馈至光刻系统,进一步优化、调整设备。

离子注入:在去除剩余的光刻胶之前,可以用正离子或负离子轰击晶圆,对部分图案的半导体特性进行调整。

视需要重复制程步骤:从薄膜沉积到去除光刻胶,整个流程为晶圆片覆盖上一层图案。而要在晶圆片上形成集成电路,完成芯片制作,这一流程需要不断重复,可多达100次。

封装芯片:最后一步,切割晶圆,获得单个芯片,封装在保护壳中。这样,成品芯片就可以用来生产电视、平板电脑或者其他数字设备了!

迷你摩天大楼

正如上文提到的“视需要重复制程步骤”,现代芯片的结构可多达100层,需要以纳米级的精度相互叠加,这精度又称为“套刻精度”。芯片上光刻的各层图案大小不一,这意味着,光刻各层图案需要用到不同设备。ASML的DUV深紫外线光刻机有数种不同的机种,适合最小图案的关键性光刻需求以及普通图案的正常光刻。

多干净才干净?

要知道,无论灰尘或异物如何微小,一旦落到晶圆上,都会损坏芯片。何况现代芯片有些需要经历几十甚至上百层的制程,如何保证芯片生产的良率,晶圆厂的清洁度至关重要。

无尘室到底有多洁净?

比我们日常生活的空间要干净10,000倍左右!大多数芯片制造商的 “ISO 1级”无尘室都能做到几乎“零粉尘”,具体来说,在每立方米空气中,100到200纳米的颗粒不超过10个,且没有大于200纳米的颗粒。相比之下,一家干净的现代医院里,每立方米空气中含有粉尘颗粒约10,000个,这差距可不是一点点。

无尘室内的空气不断过滤、循环。员工需要穿着特殊的工作服(又称“兔子服”),维持零粉尘的工作环境。

ASML的光刻机工厂位于荷兰菲尔德霍芬,ASML的设备也都产自无尘室。

各类芯片制造模式

IDMs是指同时设计并制造芯片,代表企业包括英特尔和三星。Foundries则是根据合同为其他公司制造芯片,代表企业包括台积电、格芯和联电。而Fabless自身不设晶圆厂,如高通英伟达和超微半导体。他们专注芯片设计,不涉及生产设施建设和维护,从而避免高昂的成本。这些公司可能将生产外包给代工厂。

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【A股顶级科技ETF特别提示丨科技ETF :515000】

▶ 关键词:市值更大、“电”力十足、吐故纳“芯”、“果”味更浓

12月中旬,“A股纳斯达克”科技ETF(515000)标的指数——中证科技龙头指数(CSI931087)再次调仓升级啦!本次调仓共纳入14只新成份股,合计总市值8506亿,平均市值608亿元;而剔除成份股的合计总市值7488亿元,平均市值535亿元。简而言之,科技 ETF(515000)成份股整体市值更高,龙头属性更突出

科技龙头指数调仓明细👇

数据来源:中证指数官网,截至2020.12.15

【 “电”力十足,电子配置比例上升】

本次调仓共纳入7只电子股,剔除6只,新增1只。调整后电子行业成份股达到了21只,持仓权重由46.27%增至48.20%。计算机行业、通信行业成份股数量不变,其中计算机权重由20.19%下降至19.24%。医药生物成份股数量及权重与之前基本持平。

数据来源:中证指数官网,调仓日期为2020.12.15

注:表格中调整前数据截至2020.12.11;调整后数据截至2020.12.15

★ 果链概念股增至8只。在这21只电子成份股中,共有8只果链成份股,合计权重22.26%,其中蓝思科技信维通信华工科技新晋入局,整体看指数“果”味更浓了。

苹果手机产业链这两年一直维持一个高景气度,苹果计划在2021年上半年将iPhone产量提升30%,达到9600万部,这对A股果链来说意味着新的机会。有券商就指出,继续看好iPhone新机销售动能对iPhone产业链龙头标的业绩的拉动,苹果链龙头立讯精密歌尔股份等也将强者恒强。

★ 小米概念股增至5只。目前标的指数中的小米概念股也有5只,合计占比超11%。

★ 电子行业仍处于快速成长期。根据Wind数据统计,今年三季度电子行业业绩明显改善,电子行业前三季度整体归母净利润为920.42亿元,同比增长29.09%,第三季度归母净利润同比增长35.34%。中短期来看,迎来5G超级换机周期,预计存量用户将在1-3年内更换新机,电子强周期延续,市场普遍看好明年电子产业链投资机会!

长期来看,我国电子行业正处于高速成长期,电子行业作为新一代信息技术中的核心组成部分,预计会获得更大力度的政策和资金支持,助力国内电子行业发展。根据银河证券预测, 5G将引领新一轮的科技周期,我国有望在下一个20年进入电子强国之列,预计到2035年电子信息制造业营收增速将达到2020年的3.1倍左右,利润总额有望增长606%。

【吐故纳“芯”,芯片股再扩容】

芯片概念股数量由原来的7只增至9只。从权重上看,科技龙头指数的芯片股配置比例提升显著由原来的14.51%进一步上升至17.14%

数据来源:中证指数官网

注:表格中调整前数据截至2020.12.11;调整后数据截至2020.12.31

★ 韦尔股份进入TOP 10。前十权重股中,迈瑞医疗上升至第三位。新成员韦尔股份进入TOP10,在指数中的权重比为3.68%,排名第七位。由于韦尔股份的进入,老朋友用友网络退出了前十行列。

数据来源:中证指数官网

注:表格中调整前数据截至2020.12.11;调整后数据截至2020.12.17

★ 国产替代“芯”任务。这两年在外部打压下,“芯片缺货”一直是科技行业的热门话题,2019年我国芯片的进口金额为3040亿美元,远超排名第二的原油进口额,侧面说明了在芯片领域实现国产替代的重要性和迫切性。

十四五规划就提出集中攻克“卡脖子”领域技术,加快制造业转型升级。加大在基础研究、前沿科技领域研究和存在瓶颈的技术攻坚方面的投入(例如芯片半导体等),2035年远景目标中第一项就强调“关键核心技术实现重大突破”。而且国家对芯片的相关支持政策已经在路上,近日四部门联合下发了《关于促进集成电路产业和软件产业高质量发展企业所得税政策的公告》。自2021年1月1日起,集成电路产业新的免税政策将正式执行,此举无疑将加快我国集成电路产业的发展。

【新成份股高度契合“十四五规划”】

从14只新成份股所属概念板块看,基本上“半导体、5G、新基建、芯片、创新药、区块链”等关键词比较多,而这些概念也契合十四五规划。十四五规划提出未来要瞄准人工智能、量子信息、集成电路、生命健康、脑科学、生物育种、空天科技、深地深海等前沿领域,实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目。

数据截至2020.12.17

【走近千亿市值新成员】

这次调仓,有三只千亿市值的科技龙头纳入指数。

❤ CIS龙头——韦尔股份(603501)

CIS是指图像传感器芯片韦尔股份成立于2007年,主营业务分为半导体产品设计和半导体产品分销两部分。2019 年,公司半导体设计业务收入占主营业务收入的比例提升至 83.56%。目前,公司半导体设计业务主要分为两大产品体系,图像传感器和其他半导体器件。其中图像传感器业务位于全球前三国内第一

❤ 消费电子龙头——蓝思科技(300433)

蓝思科技成立于2003年,2015年在深交所创业板挂牌上市,是全球消费电子智能终端外观防护零部件行业的开拓者和领先者。公司自成立以来,始终专注于消费电子产品功能视窗及外观防护零部件的研发、生产和销售,产品涵盖玻璃、蓝宝石、陶瓷等材质的外观防护零部件及组件,被广泛应用于中高端智能手机、平板电脑、笔记本电脑、智能可穿戴设备、智能汽车智能家居等视窗及外观防护。发展至今,公司客户群已覆盖苹果、华为、小米、OPPO、VIVO、特斯拉亚马逊等一众国内外知名优秀品牌。

❤ 射频芯片龙头——卓胜微(300782)

卓胜微成立于2012年,是一家专注于射频领域集成电路的研发与销售的高新技术企业,主要向市场提供射频开关、射频低噪声放大器等射频前端芯片产品,并提供IP授权,应用于智能手机等移动智能终端。公司为国内射频芯片龙头,核心技术强大,射频开关及LNA均获得市场认可,绑定下游优质客户。射频芯片前景广阔,国产替代趋势下,公司加大投资,拓展产品布局,同时产品升级,顺应射频模组化趋势,未来增长可期。

✎ 补充知识点:科技龙头指数是如何编制而成的?

我们平时常说指数投资公开透明,就是因为它是依靠规则运行的。调仓换股、乃至基金经理追踪指数,都会严格遵照规则进行。

具体筛选步骤如下↓↓↓

①首先海选,将样本空间中归属于电子、计算机、通信、生物科技等科技领域的股票纳入股票池。

② 然后初选,剔除最新市盈率小于0,或处于待选样本中最高的前 10%区间的股票,并剔除过去三年研发投入复合增长率为负的股票。

③接着精选,对通过稳定性筛选进入备选空间的股票的过去一年日均总市值营业收入(TTM)两个指标分别排名,在细分行业内选择综合排名靠前的100只股票。

④最后锁定目标,再对入选的

100 只(实际可能超过 100)股票按最近报告期的营业收入增速与净利润增速排名的算数平均排名与最近年报研发支出总额占营业收入比例排名的算数平均作为综合排名,选取细分行业中排名靠前的股票,共同构成50只最终的成份股。

按照这个流程每年调整两次样本股,分别是每年6月、12月的第二个星期五收盘后的下一交易日

这个过程复杂、严谨,我们普通投资者只需大致了解即可,其他的事儿交给指数编制公司和基金公司,毕竟买指数目的就是要省心省力哈。

总的来说,随着科技龙头个股成长,科技龙头指数在经过本次调仓升级后,科技含量更优龙头属性更强,“A股纳斯达克”之名更加名副其实。“科技”+“成长”,请认准小龙妹的$科技ETF(SH515000)$ ,带你一键包罗A股科技核心资产!

【科技牛,选龙头,强业绩彰显“硬实力”】

科技ETF(515000)跟踪的科技龙头指数(931087)成份股近年营收与净利润均大幅高于主流宽基指数,板块“硬实力”强悍。

2020年,科技龙头指数50只成份股归母净利润超1000亿元,同比增长达26.04%!

2021年一季度归母净利润269.76亿元,同比增长高达113.31%!

【科技龙头估值明显收缩,趋向合理】

科技龙头指数(市盈率)水平从2021年初最高时的63.70倍收缩至最新(5月13日)的42.86倍,估值收缩32.72%!当前历史百分位为34.23%,较中位数有一定差距,估值处于合理区间。


最新科技龙头指数成份股一览👇

数据截至2021年3月31日


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@蛋卷基金 @今日话题

风险提示:科技龙头指数成立于2012年6月29日,该指数的历史业绩是根据该指数目前的成份股结构模拟回测而来。其指数成份股可能会发生变化,其回测历史业绩不预示指数未来表现。任何在本文出现的信息(包括但不限于个股、评论、预测、图表、指标、理论、任何形式的表述等)均只作为参考,投资人须对任何自主决定的投资行为负责。另,本文中的任何观点、分析及预测不构成对阅读者任何形式的投资建议,本公司亦不对因使用本文内容所引发的直接或间接损失负任何责任。基金投资有风险,基金的过往业绩并不代表其未来表现,投资需谨慎。货币基金投资不等同于银行存款,不保证一定盈利,也不保证最低收益。