2015全球半导体设备制造商发展汇总.doc

2011年全球半导体设备制造商发展概况上海科学技术情报研究所董瑞青2013-01-28关键字：全球 半导体设备 制造商 发展概况浏览量：1601 半导体设备是半导体产业发展的基础，也是半导体产业价值链顶端的“皇冠”。从全球范围看，美国、日本、荷兰等国家是世界半导体装备制造的三大强国，全球知名的半导体设备制造商主要集中在上述国家。如表1所示，2011年世界前十六大半导体设备生产商中，有美国企业7家，日本企业6家，荷兰企业2家，德国企业1家，其中荷兰阿斯麦（ASML）以78.8亿美元的销售额位居全球第一，美国应用材料公司以74.4亿美元的销售额位居第二，日本东京电子销售额为62.0亿美元，位列第三；从企业主要的半导体设备产品看，美国主要控制等离子刻蚀设备、离子注入机、薄膜沉积设备、掩膜板制造设备、检测设备、测试设备、表面处理设备等，日本则主要控制光刻机、刻蚀设备、单晶圆沉积设备、晶圆清洗设备、涂胶机/显影机、退火设备、检测设备、测试设备、氧化设备等，而荷兰则在高端光刻机、外延反应器、垂直扩散炉等领域处于领导地位。从国内看，近年来，在国家科技重大专项支持下，我国集成电路装备产业发展取得了显著进展。上海中微半导体的90nm-65nm等离子体介质刻蚀机、45nm-32nm等离子体介质刻蚀机及北方微电子装备的65nm硅栅刻蚀机已通过12英寸片生产线的考核验证，并实现销售。上海微电子装备的先进封装光刻机进入江苏长电科技集团的集成电路封装生产线正式使用。七星华创的12英寸氧化炉也进入大线试用。中科信12英寸大角度离子注入机已完成3台样机组装，正在进行测试验证。盛美半导体的12英寸单晶圆兆声波清洗机已进入韩国海力士12英寸晶圆生产线的使用，并取得了韩国海力士本部的书面认证。表1 2011年世界主要半导体设备生产商排名国别公司名称主要半导体设备产品半导体设备销售额（亿美元）1荷兰阿斯麦（ASML）高端光刻机（如沉浸式光刻机、极紫外线光刻机（EUV）。78.82美国应用材料公司（Applied Materials）原子层沉积（ALD）设备，化学气相沉积（CVD）设备，电化学沉积（ECD）设备，物理气相沉积（PVD设备），刻蚀机，快速热处理设备，离子注入机，化学机械抛光（CMP），表面处理（SP）设备，计量和晶圆检测设备，掩膜板制造设备等。74.43日本东京电子（Tokyo Electron）热处理成膜设备，等离子刻蚀机，单晶圆沉积设备，表面处理（主要指清洗）设备，晶圆测试设备，涂胶机/显影机。62.04美国科磊（KLA-Tencor）前段和后端缺陷检测设备（如晶圆检测设备，掩膜板检测设备，元器件检测设备），等离子刻蚀机，晶圆制造设备（如晶圆形状测量设备），掩膜板制造设备等。31.15美国泛林半导体（Lam Research）刻蚀设备（如金属刻蚀设备，电介质刻蚀设备，三维集成电路刻蚀设备，MEMS刻蚀设备，深硅刻蚀设备），晶圆清洗设备，薄膜沉积设备（包括PECVD、HDPCVD、MCVD、ECD、PVD设备），针对薄膜沉积后处理的UVTP设备，光致抗蚀设备等。28.06日本网屏（Dainippon Screen Mfg.Co.）晶圆清洗设备（包括湿式洗涤设备，旋转处理器，净气器，CMP后清洗设备，聚合物移除设备），退火设备（包括快闪灯照退火炉，红外灯退火炉），晶圆检测和测量设备（如光谱薄膜厚度测量设备等），先进封装的直接成像设备。21.17日本尼康（Nikon）高端光刻机（如沉浸式光刻机）。16.58日本爱德万测试（Advantest）系统级芯片测试设备，记忆体测试设备，动态测试设备，设备接口等。14.59荷兰ASM国际（ASM International N.V.）前端设备（包括外延反应器，垂直扩散炉，PECVD反应器，集束型设备，原子层沉积设备，等离子体增强原子层沉积（PEALD）设备），后端设备（包括芯片焊接设备，焊线机，切筋/成型设备，封装模具，自动化装配和测试设备）。14.410美国诺发系统（Novellus Systems）化学气相沉积（CVD）设备，物理气相沉积（PVD）设备，电化学与沉积（ECD）设备，化学机械研磨（CMP）设备，紫外热处理（UVTP）设备，表面处理设备。13.211日本日立高新技术（Hitachi High-Technologies）干法刻蚀设备（包括硅刻蚀机、氧化层刻蚀机、非挥发性材料刻蚀机），计量与检测设备（包括测长电子显微镜、晶圆表面检测设备、缺陷检测设备等），表面安装机和模片结合器等。11.412美国泰瑞达（Teradyne）半导体测试设备（如FLEX系列测试系统，这是目前世界上最高效的多位置测试平台）。11.113美国维利安半导体设备（Varian SemiconductorEquipment）高速离子注入机（如Solion系列产品）。11.014日本日立国际电气（Hitachi Kokusai Electric）批式热处理设备，单片式等离子氮化、氧化设备MARORA，单片式去光阻设备TNDUO，批式去光阻设备，支持150毫米立式氧化、扩散/LPCVD设备等。8.415美国库力索法（Kulicke&Soffa）球焊机，粘片机，手动焊线机，螺栓保险杠，楔焊机等。7.816德国SUSS MicroTecMEMS、先进封装、三维封装等用高精度光刻机，以及光掩膜设备、旋转涂胶机、喷雾涂胶机、双面测试设备、湿法工艺设备（如金属剥离、显影、清洗、去胶设备）等。2.5资料来源：VLSI research inc。参考文献：1 VLSI research公司网站. MEMS（微机电系统），是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。 PECVD是指等离子体增强化学气相沉积，HDPCVD是指高密度等离子体化学气相沉积，MCVD是指金属化学气相沉积，ECD是指电化学气相沉积，PVD是指物理气相沉积。 UVTP是指紫外热处理系统。 CMP是指化学机械研磨。 集束型设备（Cluster Tools）：半导体产业中要求制造设备对大面积晶圆的操作具有高真空、高洁度等特性。基于此，同时为了减少生产时间、提高产量及降低成本，国内外各半导体设备制造厂商均将数个具有相关性的加工模块聚集在一起成为一个生产设备，这种设备被成为集束型设备。集束型设备由传输模块、卡匣模块与加工模块三个部分组成。 日立高新技术公司的测长电子显微镜（即测长SEM）是世界最顶级的电子显微镜。测长SEM是专用于测量硅片上图形的尺寸的设备。 2011年11月10日，美国应用材料公司（Applied Materials）以现金49亿美元的代价收购维利安半导体设备有限公司（Varian Semiconductor Equipment），以巩固其在芯片制造用设备市场的领先地位。因此，维利安半导体设备有限公司现已成为美国应用材料公司的子公司。维利安半导体设备有限公司曾经是全球最大的高速离子注入设备供应商。但由于其兼并日期为2011年11月，故我们所用其销售额数据还是把它作为一个独立公司来看待。 LPCVD是指低压化学气相沉积。全球OLED设备制造商发展概况上海科学技术情报研究所董瑞青2013-01-28关键字：全球 半导体设备 制造商 发展概况浏览量：298 OLED（有机发光显示器）是继CRT、LCD、LED及PDP（等离子显示屏）之后的新一代平板显示技术，具有显著的新兴产业特征。OLED是利用有机半导体材料在电场作用下发光的显示技术，是一种新型的纯固体（CRT和PDP等离子都拥有真空技术，LCD液晶则拥有液态技术）显示技术，兼具CRT和LCD两种显示技术的优势，具有自发光（无需背光源）、结构简单、超轻薄、响应速度快、宽视角、低功耗及可实现柔性显示等优点，被誉为“梦幻般的显示技术”（见表1和表2）。OLED两大主要应用市场为显示和照明，其中又以显示应用发展较为快速。当前，OLED显示技术要对市场产生真正的影响还需要克服一些挑战。首先，OLED显示屏制造工艺还不成熟，大尺寸屏难以量产。随着OLED显示屏尺寸的加大，成品率损失和制造损失也越来越大。其次，OLED显示屏材料的使用寿命仍需要进一步提高。按驱动方式分类，OLED器件又可分为无源驱动（又称被动驱动，PMOLED）与有源驱动（又称主动驱动，AMOLED）。PMOLED器件不采用薄膜晶体管（TFT），一般适用于中小尺寸显示。AMOLED器件适用于中大尺寸显示，特别是大尺寸全彩色动态图像显示。与PMOLED相比，通常说的新型显示指的是AMOLED，其具有反应速度较快、视角较广等特点，有更大的应用领域。相比于传统的TFT-LCD液晶面板而言，AMOLED面板有着机体薄、对比度高、色彩丰富、分辨率高、视角宽广、耗电量低等诸多优点。另外，由于OLED面板内没有液体分子，其抗震性能更好、耐低温、结实耐用。同时，与毫秒级响应的TFT-LCD面板相比，AMOLED面板的响应时间是其几千分之一，不会出现拖尾和动态画面抖动的问题。因此，AMOLED已被业内共识为“新型平板显示技术”。目前中小尺寸AMOLED面板在高端手机上的应用已成定局，但在大尺寸电视方面还不足以产生革命。2011年OLED技术进展快速，而2012年将是AMOLED量产技术达到成熟并应用到大型化面板量产的开始未来十年内，OLED技术将持续蓬勃发展，尤其在有机发光材料、有机材料镀膜、电路驱动方式与封装等技术上都有很好进展。虽然目前OLED最大量产玻璃基板为5.5代，而5.5代以上的量产成本结构尚不明确，但随着AMOLED技术的逐渐成熟稳定，AMOLED面板制造商将开始导入量产于大尺寸应用上。表1 OLED与LCD（液晶显示器）比较OLEDLCDOLED显示产品技术优势视角宽度不受限制受限制视角宽，侧视画面色彩不失真。响应时间微秒（s）毫秒（ms）更适合播放动态图像，无拖尾现象。发光方式主动发光被动发光无需背光源，器件更薄，对比度更高，色彩更鲜艳。温度范围-40-800-60高低温性能更优越，适应严寒等特殊环境。资料来源：工业和信息化部电子科学技术情报研究所资料搜集整理表2 OLED与LED（发光二极管）比较OLEDLEDOLED显示产品技术优势发光区域面发光点发光OLED更轻薄，并可用于高分辨率显示，如手机屏、电脑显示器、电视机等。而LED只用于户外大屏幕显示。像素大小与像素间距微米级毫米级显示屏厚度2毫米4毫米资料来源：工业和信息化部电子科学技术情报研究所资料搜集整理一般而言，OLED制造设备主要包括：有机蒸镀和封装等无源有机发光显示（PMOLED）用关键设备，溅镀台、等离子体增强化学气相沉积（PECVD）系统、真空热蒸发系统（VTE）等AMOLED用薄膜晶体管（TFT）薄膜沉积设备，涂胶机、曝光机、干湿法刻蚀机等AMOLED用TFT图形制作设备，退火炉、退火气体管道、激光退火设备等AMOLED用TFT退火设备，TFT电学测试设备、OLED光学测试设备等AMOLED用检测设备，激光修补机等AMOLED用缺陷检测修补设备等。如表3所示，全球OLED设备制造商主要包括日本Tokki、Ulvac、Evatech公司、Anelva Technix、岛津（Shimadzu）公司、精工爱普生（Seiko Epson）、凸版印刷（Toppan Printing）、大日本印刷（DNP），韩国Sunic system、Advanced Neotech System（ANS）、Doosan Engineering&Construction（斗山工程建筑公司）、Digital Optics &Vision（DOV）、Viatron科技（ViatronTechnologies）、STI公司、周星工程（Jusung Engineering）、McScience公司，美国科特莱思科（Kurt J.Lesker）、Rolltronics公司、整体视觉（Integral Vision）公司、MicroFab公司，德国爱思强股份有限公司（Aixtron AG）、M布劳恩（Mbraun）公司，荷兰OTBv公司等。表3 全球OLED设备制造商一览表国别企业重点产品日本Tokki公司大规模及中小规模OLED显示器制造设备系统（包括真空蒸镀设备、全自动封装系统等），等离子体增强化学气相沉积（PECVD）设备等。爱发科（Ulvac）公司OLED真空蒸镀设备（真空泵，低温泵和低温冷却器，仪表及阀门，真空镀膜设备等），等离子体化学气相沉积设备（PCVD），溅镀台等。Anelva Technix物理气相沉积（PVD）设备等。凸版印刷（Toppan Printing）OLED用彩色滤光片、蚀刻设备等。大日本印刷（DNP）OLED用彩色滤光片等。Evatech公司清洗机，显影机，刻蚀机，OLED用蒸镀设备，OLED玻璃基板等。岛津（Shimadzu）公司质谱仪（如MALDI-TOF MS系列），平板式等离子体增强化学气相沉积（PECVD）设备等。精工爱普生（Seiko Epson）喷墨打印机等。韩国Advanced Neotech System（ANS）薄膜封装设备等。Sunic SystemOLED蒸镀设备等。Doosan Engineering&Construction（斗山工程建筑公司）OLED用气相沉积设备和密封设备等。Digital Optics &Vision（DOV）OLED真空蒸发器，OLED封装设备，有机材料净化器等。Viatron科技（ViatronTechnologies）增强型快速热处理设备（FE-RTP），低压化学气相沉积设备（APCVD），炉管系统等。STI公司OLED玻璃表面清洁设备，OLED暗盒清洁设备，蚀刻设备等。周星工程（Jusung Engineering）OLED照明用蒸镀设备，OLED显示器用封装设备等。McScience公司OLED用测试设备（如M6000，M6100等），OLED用检查设备（如M7000），OLED面板老化测试设备（如M2000，M2500）等。亚太系统公司（Asia Pacific Systems Incorporated）AMOLED用准分子激光退火设备（ELA）等。UNITEX公司OLED蒸镀设备、封装设备等。美国Litrex（现为日本Ulvac控股公司）高精密度工业喷墨打印机等。科特莱思科（Kurt J.Lesker）薄膜沉积设备（包括物理气相沉积设备PVD，化学气相沉积设备CVD），蒸镀材料（如高纯度金属或合金丝线，铝蒸镀材料），热蒸镀及电子束蒸镀源，真空法兰等。Rolltronics公司柔性薄膜微开关背板阵列FASwitch等。整体视觉（Integral Vision）公司平板显示器用检查设备（如IVSee，SharpEye）等。MicroFab公司喷墨打印（Ink-jet）整机设备（如JetLab系列打印机）及关键组件（如喷头，喷头电控制器）等，是全球喷墨打印技术的领导者。德国爱思强股份有限公司（Aixtron AG）有机气相沉积（OVPD）设备等。M布劳恩（Mbraun）公司OLED用薄膜沉积设备，真空蒸发镀膜设备及真空舱等。荷兰OTBv公司制造OLED显示器所需的内嵌式生产设备（如PCAP20，PCAP48等）及薄膜封装设备等。中国台湾倍强科技（Branchy Technology）OLED蒸镀设备（如电子枪蒸镀设备）等。资料来源：工业和信息化部电子科学技术情报研究所资料搜集整理参考文献：1 Tokki、Ulvac、Evatech公司、Anelva Technix、岛津（Shimadzu）公司、精工爱普生（Seiko Epson）、凸版印刷（Toppan Printing）、大日本印刷（DNP）等企业网站。 严格意义上的LED电视是指完全采用LED（发光二极管）做为显像器件的电视机，一般用于低精度显示或户外大屏幕。目前中国大陆地区家电行业中通常所指的LED电视严格的名称是“LED背光源液晶电视”，是指以LED做为背光源的液晶电视，仍是LCD的一种。它用LED光源替代了传统的荧光灯管，画面更优质，理论寿命更长，制作工艺更环保，并且能使液晶显示面板更薄。 OLED蒸镀设备是OLED制造过程中的核心设施。它是把蒸发源的有机物加热蒸镀到基板上的设备。 日本岛津公司质谱仪是用来对OLED发光材料（如小分子材料）进行结构分析的仪器。 2010年，日本爱普生公司发明了一种叫做喷墨均一成膜的新技术，这种喷墨技术，可以使有机材料均匀沉积，意味着大屏幕OLED电视具备了实施量产的条件。使玻璃底板上的有机材料形成均匀薄膜层的工艺，是生产OLED电视的关键要素。目前，真空热蒸镀（VTE）是应用最为广泛的一种技术。采用该技术的工艺流程必须在真空室中进行，要求紧邻玻璃底板放置一块遮光板，用以确定底板上沉积材料的图样。然而，真空热蒸镀技术在生产大屏幕OLED电视方面存在几大缺陷。比如，遮光板极易受工艺流程中的高温环境影响而发生偏移，导致很难在大尺寸底板上保持均匀的沉积率。喷墨印刷技术可以通过液态有机材料的均匀沉积形成薄膜层，因此，这种技术在理论上能够更好地解决大显示屏的尺寸问题。爱普生采用了与喷墨打印机相同的按需喷墨工艺，可以精确地按所需量将有机材料沉积在适当位置。由于喷墨系统对材料的利用率非常高，因此，制造商可以降低生产成本。此外，当应用于OLED电视生产流程时，由于无需使用遮光板，其工艺步骤将少于真空热蒸镀技术，因此，喷墨技术将有望大幅提高产量。 目前，喷墨打印技术是制备OLED面板的主流技术。喷墨打印技术能有效解决大尺寸OLED面板制造中的有机材料均匀度问题。 FASwitch（flexible array switch）是一种用于置换液晶面板等的开关器件里使用的薄膜晶体管TFT的器件。与现有TFT相比，FASwitch可以实现低成本大批量生产，如它不需要昂贵的真空制膜设备，而且超净室的清洁度要求也比生产TFT工厂低2-3个数量级，因此，有望大幅度削减早期的设备投资。与现行TFT是电子开关不同，FASwitch是机械开关，它是利用静电作用使背面的薄膜基板产生机械运动的原理：当带有电极的前面基板和背面的薄膜之间是相互分离时，开关处于断开状态；当背面薄膜基板受