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知识课:光刻机——中国半导体产业的“微雕革命”

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从另一个维度看:世界是由无数的0和1组成。

芯片。其内部结构是由几百万甚至几十亿个晶体管构成的复杂网络,作为处理这些海量0与1字符串数据的核心。

1961年、Fairchild(仙童公司)第一款芯片上只有4个晶体管。2024年、该技术有望将晶体管数量从目前的1000亿个提升到1万亿个,国际固态电路大会(ISSCC 2024)上,台积电正式公布了先进封装技术。

从4到1万亿。这或许正是摩尔定律的魅力所在,却只需要更低的运算成本,更强大的计算能力。

而维持摩尔定律的关键,正是光刻机。

光刻机:芯片界的“微雕艺术家”

想象一下。这需要极其精细的技艺和稳定的心神,用笔在纸上绘制出仅头发丝万分之一粗细的图案。光刻机正是在纳米尺度上进行这种精细创作的“艺术家”。光刻机利用激光作为“画笔”、在硅片上“绘制”出复杂的电路图案,其原理类似于童年时代的阳光印刷,将设计图案精准地转移到硅片上,通过光线的穿透和遮挡。

光刻工艺是半导体制造中最为关键的环节之一、为芯片的制造奠定了基础,它通过图形转移技术。

1)首先,晶圆经过涂胶显影设备的预处理,如脱水烘焙,在表面涂覆光刻胶,并进行软烘干;

2)然后,晶圆被送入光刻机,经过精确的扫描对准,光线透过掩膜版对光刻胶进行曝光,形成所需的图案;

3)最后。完成整个光刻过程,形成电路图案,晶圆返回涂胶显影设备,通过显影液处理,使曝光区域的光刻胶溶解,随后进行硬烘干和后续的刻蚀或离子注入工艺。


光刻工艺不仅在芯片生产流程中占据核心地位,而且光刻机本身也是技术的集大成者。

从成本角度来看、占总成本的30%,通常需要进行20至30次,光刻工序在整个集成电路制造过程中占有重要比重,且耗费的时间约占整个硅片工艺的40%至60%。

高技术壁垒下的“三国演义”市场格局

目前、形成了高集中度的市场格局,全球光刻机市场由ASML、Nikon和Canon三家公司主导。2023年、这三家公司的光刻机销售量分别为449台、45台和187台、显示了它们在市场上的主导地位,总计681台。

EUV(极紫外)光刻技术作为市场上最先进的光刻技术、能够制造7nm及以下工艺的芯片。ASML作为全球唯一能够生产EUV光刻机的公司、其技术领先地位为市场带来了新的增长点。同时、为市场提供了多样化的选择,其他光刻技术如ArF浸没式光刻、多镜头投影光学系统等也在不断发展。

市场数据统计显示。2018至2022年间,年复合增长率(CAGR)达到了13%,三大光刻机供应商的营收总额从123亿美元增长至198亿美元。预测数据指出、全球光刻机市场规模将从约83亿美元增长至约310亿美元,2017至2026年,年复合增长率(CAGR)大约为15.8%,总体呈上升趋势。

数据来源:Gartner,《半导体制造光刻机发展分析》,平安证券研究所

创新驱动着芯片需求的增长。随着人工智能、物联网、5G通信、自动驾驶等新兴技术的快速发展,对高性能芯片的需求不断攀升。这些技术对芯片的计算能力、功耗和集成度提出了更高的要求,推动着半导体技术的持续进步。

芯片产业的供应链错综复杂、涉及全球范围内的合作与分工。一颗芯片的诞生、根据英国公司提供的蓝图进行设计,可能始于加州或中国的工程师团队,他们或使用美国设计软件。设计完成后。该工厂从日本采购超纯硅片及特殊气体,利用荷兰公司制造的光刻机,将设计精准地刻画在硅片上,可能在中国台湾的工厂进行生产。这些高性能芯片在东南亚完成封装与测试后。被运往全球各地,应用于手机、电脑、汽车等多种产品。

芯片。已成为现代生活不可或缺的一部分。

国产光刻机的漫长征程

在全球光刻机市场中、中国正逐渐成为一股不可忽视的力量。多年来的不懈努力、使得中国光刻机技术取得了显著进步。2019年、打破了国际巨头在高端光刻机市场的垄断,上海微电子成功研发出我国首台分辨率达到28纳米的国产光刻机。在光刻机产业链上游。尤其是在双工件台、光源和光学镜头等关键子系统方面,中国也取得了关键性的突破。


这些突破不仅为中国半导体产业注入了新的活力。也为全球光刻机市场带来了新的竞争力量。kb88凯时官网下载大科技研究总监王贵重指出。半导体有很强的国产替代逻辑。作为国家战略性产业。半导体行业是国家竞争力的重要组成部分,预计将持续受到政策和产业的推动。从半导体到信息创新。全面国产化是未来发展的必然趋势,特别是在光刻机这样的关键环节,从高端准备到新材料。

展望未来。有助于进一步推动先进制程的扩产,预期光刻机等关键技术问题将得到解决。市场将密切关注下游终端需求的复苏力度,以及国产算力芯片及设备等国产份额的提升节奏。同时,也需关注潜在风险因素对板块的影响。整体而言,那些能够实现业绩和兑现逻辑的公司将展现出更好的持续性,预计未来板块将走向分化。

根据市场研究机构的数据、占全球市场份额的近30%,2019年中国进口光刻机数量超过400台。这表明。以提升国产光刻机的性能和市场占有率,但仍需继续努力,中国在光刻机技术方面已取得显著进展。

政府出台的一系列政策。为半导体产业的发展提供了有力支持,如资金补助、税收优惠、人才培养等。这些政策有助于推动国产光刻机的研发和产业化。减少对外依赖,提升国内半导体产业的整体竞争力。

国产光刻机的崛起,预示着市场将迎来新的活力和增长潜力。

*风险提示:基金投资需谨慎。投资人应当阅读《基金合同》《招募说明书》《产品资料概要》等法律文件、了解基金的风险收益特征,并根据自身投资目的、投资经验、资产状况等判断是否和自身风险承受能力相适应,特别是特有风险。基金管理人承诺以诚实信用、谨慎尽责的原则管理和运用基金资产,但不保证基金一定盈利或本金不受损失。过往业绩不预示其未来业绩,其他基金业绩不构成本基金业绩的保证。


知识课:光刻机——中国半导体产业的“微雕革命”

2024-04-09 来源:kb88凯时官网下载

从另一个维度看:世界是由无数的0和1组成。

芯片。其内部结构是由几百万甚至几十亿个晶体管构成的复杂网络,作为处理这些海量0与1字符串数据的核心。

1961年、Fairchild(仙童公司)第一款芯片上只有4个晶体管。2024年、该技术有望将晶体管数量从目前的1000亿个提升到1万亿个,国际固态电路大会(ISSCC 2024)上,台积电正式公布了先进封装技术。

从4到1万亿。这或许正是摩尔定律的魅力所在,却只需要更低的运算成本,更强大的计算能力。

而维持摩尔定律的关键,正是光刻机。

光刻机:芯片界的“微雕艺术家”

想象一下。这需要极其精细的技艺和稳定的心神,用笔在纸上绘制出仅头发丝万分之一粗细的图案。光刻机正是在纳米尺度上进行这种精细创作的“艺术家”。光刻机利用激光作为“画笔”、在硅片上“绘制”出复杂的电路图案,其原理类似于童年时代的阳光印刷,将设计图案精准地转移到硅片上,通过光线的穿透和遮挡。

光刻工艺是半导体制造中最为关键的环节之一、为芯片的制造奠定了基础,它通过图形转移技术。

1)首先,晶圆经过涂胶显影设备的预处理,如脱水烘焙,在表面涂覆光刻胶,并进行软烘干;

2)然后,晶圆被送入光刻机,经过精确的扫描对准,光线透过掩膜版对光刻胶进行曝光,形成所需的图案;

3)最后。完成整个光刻过程,形成电路图案,晶圆返回涂胶显影设备,通过显影液处理,使曝光区域的光刻胶溶解,随后进行硬烘干和后续的刻蚀或离子注入工艺。


光刻工艺不仅在芯片生产流程中占据核心地位,而且光刻机本身也是技术的集大成者。

从成本角度来看、占总成本的30%,通常需要进行20至30次,光刻工序在整个集成电路制造过程中占有重要比重,且耗费的时间约占整个硅片工艺的40%至60%。

高技术壁垒下的“三国演义”市场格局

目前、形成了高集中度的市场格局,全球光刻机市场由ASML、Nikon和Canon三家公司主导。2023年、这三家公司的光刻机销售量分别为449台、45台和187台、显示了它们在市场上的主导地位,总计681台。

EUV(极紫外)光刻技术作为市场上最先进的光刻技术、能够制造7nm及以下工艺的芯片。ASML作为全球唯一能够生产EUV光刻机的公司、其技术领先地位为市场带来了新的增长点。同时、为市场提供了多样化的选择,其他光刻技术如ArF浸没式光刻、多镜头投影光学系统等也在不断发展。

市场数据统计显示。2018至2022年间,年复合增长率(CAGR)达到了13%,三大光刻机供应商的营收总额从123亿美元增长至198亿美元。预测数据指出、全球光刻机市场规模将从约83亿美元增长至约310亿美元,2017至2026年,年复合增长率(CAGR)大约为15.8%,总体呈上升趋势。

数据来源:Gartner,《半导体制造光刻机发展分析》,平安证券研究所

创新驱动着芯片需求的增长。随着人工智能、物联网、5G通信、自动驾驶等新兴技术的快速发展,对高性能芯片的需求不断攀升。这些技术对芯片的计算能力、功耗和集成度提出了更高的要求,推动着半导体技术的持续进步。

芯片产业的供应链错综复杂、涉及全球范围内的合作与分工。一颗芯片的诞生、根据英国公司提供的蓝图进行设计,可能始于加州或中国的工程师团队,他们或使用美国设计软件。设计完成后。该工厂从日本采购超纯硅片及特殊气体,利用荷兰公司制造的光刻机,将设计精准地刻画在硅片上,可能在中国台湾的工厂进行生产。这些高性能芯片在东南亚完成封装与测试后。被运往全球各地,应用于手机、电脑、汽车等多种产品。

芯片。已成为现代生活不可或缺的一部分。

国产光刻机的漫长征程

在全球光刻机市场中、中国正逐渐成为一股不可忽视的力量。多年来的不懈努力、使得中国光刻机技术取得了显著进步。2019年、打破了国际巨头在高端光刻机市场的垄断,上海微电子成功研发出我国首台分辨率达到28纳米的国产光刻机。在光刻机产业链上游。尤其是在双工件台、光源和光学镜头等关键子系统方面,中国也取得了关键性的突破。


这些突破不仅为中国半导体产业注入了新的活力。也为全球光刻机市场带来了新的竞争力量。kb88凯时官网下载大科技研究总监王贵重指出。半导体有很强的国产替代逻辑。作为国家战略性产业。半导体行业是国家竞争力的重要组成部分,预计将持续受到政策和产业的推动。从半导体到信息创新。全面国产化是未来发展的必然趋势,特别是在光刻机这样的关键环节,从高端准备到新材料。

展望未来。有助于进一步推动先进制程的扩产,预期光刻机等关键技术问题将得到解决。市场将密切关注下游终端需求的复苏力度,以及国产算力芯片及设备等国产份额的提升节奏。同时,也需关注潜在风险因素对板块的影响。整体而言,那些能够实现业绩和兑现逻辑的公司将展现出更好的持续性,预计未来板块将走向分化。

根据市场研究机构的数据、占全球市场份额的近30%,2019年中国进口光刻机数量超过400台。这表明。以提升国产光刻机的性能和市场占有率,但仍需继续努力,中国在光刻机技术方面已取得显著进展。

政府出台的一系列政策。为半导体产业的发展提供了有力支持,如资金补助、税收优惠、人才培养等。这些政策有助于推动国产光刻机的研发和产业化。减少对外依赖,提升国内半导体产业的整体竞争力。

国产光刻机的崛起,预示着市场将迎来新的活力和增长潜力。

*风险提示:基金投资需谨慎。投资人应当阅读《基金合同》《招募说明书》《产品资料概要》等法律文件、了解基金的风险收益特征,并根据自身投资目的、投资经验、资产状况等判断是否和自身风险承受能力相适应,特别是特有风险。基金管理人承诺以诚实信用、谨慎尽责的原则管理和运用基金资产,但不保证基金一定盈利或本金不受损失。过往业绩不预示其未来业绩,其他基金业绩不构成本基金业绩的保证。