中國離子注入設(shè)備行業(yè)全景速覽

-1-中國離子注入設(shè)備行業(yè)全景速覽一、發(fā)展環(huán)境：政策持續(xù)發(fā)力，推動本土化進程2023年，離子注入設(shè)備相關(guān)政策頻出。1月17日，工信部等六部門印發(fā)《關(guān)于推動能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》，提出加強面向新能源領(lǐng)域的關(guān)鍵信息技術(shù)產(chǎn)品開發(fā)的應(yīng)用，主要包括功率半導(dǎo)體、傳感類器件、發(fā)光二極管等；2月9日，上海市經(jīng)濟信息化委、市生態(tài)環(huán)境局印發(fā)《上海市推動四大工藝行業(yè)高質(zhì)量提升發(fā)展實施意見（2023-2025）》，提出到2025年，本市四大工藝（鑄造、鍛造、電鍍、熱處理）行業(yè)數(shù)字化、綠色化、專業(yè)化、集約化水平明顯提升，形成10家上海市級智能工廠、打造30個智能特色場景、突破50項先進技術(shù)工藝裝備。其中熱處理包含離子注入；10月27日，廣州市黃浦區(qū)工業(yè)和信息化局、廣州開發(fā)區(qū)經(jīng)濟和信息化局印發(fā)《廣州開發(fā)區(qū)、廣州市黃埔區(qū)促進集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展辦法》，提出鼓勵發(fā)展離子注入等設(shè)備、關(guān)鍵零部件及工具國產(chǎn)化替代。以上政策的出臺，進一步推動離子注入設(shè)備在各領(lǐng)域中的應(yīng)用和需求，促進離子注入設(shè)備本土化生產(chǎn)和應(yīng)用。二、發(fā)展現(xiàn)狀：離子注入機市場持續(xù)發(fā)展，技術(shù)創(chuàng)新和國產(chǎn)化成為關(guān)鍵離子注入是半導(dǎo)體器件和集成電路生產(chǎn)的關(guān)鍵工藝之一，其提供的高精度和高均勻性可以大幅度提高集成電路的成品率。因此，離子注入機與光刻機、刻蝕機和鍍膜設(shè)備并稱為芯片制造的四大核心工藝裝備。根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)顯示，2022年，全球半導(dǎo)體離子注入設(shè)備市場規(guī)模達到206億元，同比增長14.44%。中國大陸半導(dǎo)體離子注入設(shè)備市場規(guī)模則更加驚人，達到66億元，同比增長26.92%，增速遠(yuǎn)超國際市場。目前，全球離子注入機仍以大束流離子注入機為主。據(jù)Gartner數(shù)據(jù)披露，大束流離子注入機占離子注入機市場總份額的61%。中低束流離子注入機和高能離子注入機分別占20%和18%。然而，近年來，新一代離子注入機具備更高的精度和控制能力，可以實現(xiàn)更精細(xì)的注入過程，同時也能提供多能量、多種離子注入的功能。這些新技術(shù)的引入將會極大地改變離子注入機市場的格局。預(yù)計到2023年，全球半導(dǎo)體離子注入設(shè)備市場規(guī)模將增長到211億元，同比增長2.43%。在中國大陸，半導(dǎo)體離子注入設(shè)備市場規(guī)模將增長到74億元，同比增長12.12%。隨著技術(shù)的不斷進步和市場需求的不斷增加，離子注入機市場仍將保持良好的發(fā)展態(tài)勢，為半導(dǎo)體器件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供有力保障。三、企業(yè)格局：國內(nèi)廠商加大研發(fā)投入和創(chuàng)新力度，追趕國際領(lǐng)先水平全球離子注入機的領(lǐng)先企業(yè)主要分布在美國、日本和中國，美國企業(yè)有漢辰科技、應(yīng)用科技、Axcelis、Intevac等公司；日本企業(yè)包括日新離子機、日本真空、住友重工等企業(yè)；中國企業(yè)包括凱世通、北京中科信等。整體來看，國外廠商仍然處于領(lǐng)先地位，尤其是在高能離子注入機領(lǐng)域，美國Axcelis公司幾乎壟斷了市場。國內(nèi)廠商雖然在低能大束流和中低束流離子注入機領(lǐng)域有所突破，但仍然存在一定的技術(shù)差距。近幾年，國內(nèi)廠商也在不斷加大研發(fā)投入和創(chuàng)新力度，借鑒國外先進技術(shù)和經(jīng)驗，結(jié)合國內(nèi)用戶需求和特點，開發(fā)出符合市場需求的離子注入機產(chǎn)品。尤其是在高能離子注入機領(lǐng)域，中科信公司已經(jīng)實現(xiàn)了重大突破，有望打破國外廠商的壟斷。四、發(fā)展趨勢：下游市場需求持續(xù)擴大，國產(chǎn)化進程加速隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，芯片制程不斷升級，行業(yè)門檻也日益提高。在這一趨勢下，離子注入設(shè)備作為半導(dǎo)體生產(chǎn)線上的關(guān)鍵設(shè)備扮演著重要角色。芯片結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，器件尺寸更加微小，摻雜工藝更加精密，這意味著離子注入設(shè)備面臨著更高的技術(shù)要求。例如，需要具備高能量、高精度、高均勻度以及低污染等特性，以適應(yīng)新型芯片制程的需求。同時，隨著芯片制程的不斷升級，新增的特殊工藝需求如SOI（絕緣體硅片）和MEMS（微電子機械系統(tǒng)）等也對離子注入設(shè)備提出了新的挑戰(zhàn)。為滿足這些特殊工藝的摻雜需求，需要開發(fā)新型的離子注入機，以確保其能夠精準(zhǔn)、可靠地完成對芯片的摻雜操作。因此，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和芯片制程的持續(xù)升級，離子注入設(shè)備需要不斷創(chuàng)新和升級，以適應(yīng)日益復(fù)雜和多樣化的芯片制程需求。這也將促使離子注入設(shè)備制造商加大研發(fā)投入，不斷提升設(shè)備的性能和功能，以滿足半導(dǎo)體行業(yè)對高性能、高精度設(shè)備的不斷增長的需求。關(guān)鍵詞：離子注入設(shè)備、發(fā)展環(huán)境、發(fā)展現(xiàn)狀、企業(yè)格局、發(fā)展趨勢一、發(fā)展環(huán)境：政策持續(xù)發(fā)力，推動本土化進程離子注入設(shè)備通過離子源得到所需要的離子，并將其加速，得到幾百千電子伏能量的離子束流，用作半導(dǎo)體材料、大規(guī)模集成電路和器件的離子注入，還用于金屬材料表面改性和制膜等。離子注入設(shè)備主要分為三種類型：低能大束流注入機、高能注入機和中束流注入機，對應(yīng)市場容量分別為60%；20%和20%。離子注入設(shè)備是集成電路制造前工序中的關(guān)鍵設(shè)備，離子注入是對半導(dǎo)體表面附近區(qū)域進行摻雜的技術(shù)，其目的是改變半導(dǎo)體的載流子濃度和導(dǎo)電類型，提高電路的集成度、開啟速度、成品率和壽命，降低了成本和功耗。離子注入設(shè)備上游主要由離子源、離子引出和質(zhì)量分析器、加速管、掃描系統(tǒng)、工藝腔組成。中游包括設(shè)備的設(shè)計和制造商。下游包括集成電路、IGBT、太陽能電池、AMOLED等制造。2023年，離子注入設(shè)備相關(guān)政策頻出。1月17日，工信部等六部門印發(fā)《關(guān)于推動能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》，提出加強面向新能源領(lǐng)域的關(guān)鍵信息技術(shù)產(chǎn)品開發(fā)的應(yīng)用，主要包括功率半導(dǎo)體、傳感類器件、發(fā)光二極管等；2月9日，上海市經(jīng)濟信息化委、市生態(tài)環(huán)境局印發(fā)《上海市推動四大工藝行業(yè)高質(zhì)量提升發(fā)展實施意見（2023-2025）》，提出到2025年，本市四大工藝（鑄造、鍛造、電鍍、熱處理）行業(yè)數(shù)字化、綠色化、專業(yè)化、集約化水平明顯提升，形成10家上海市級智能工廠、打造30個智能特色場景、突破50項先進技術(shù)工藝裝備。其中熱處理包含離子注入；10月27日，廣州市黃浦區(qū)工業(yè)和信息化局、廣州開發(fā)區(qū)經(jīng)濟和信息化局印發(fā)《廣州開發(fā)區(qū)、廣州市黃埔區(qū)促進集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展辦法》，提出鼓勵發(fā)展離子注入等設(shè)備、關(guān)鍵零部件及工具國產(chǎn)化替代。以上政策的出臺，進一步推動離子注入設(shè)備在各領(lǐng)域中的應(yīng)用和需求，促進離子注入設(shè)備本土化生產(chǎn)和應(yīng)用。二、發(fā)展現(xiàn)狀：離子注入機市場持續(xù)發(fā)展，技術(shù)創(chuàng)新和國產(chǎn)化成為關(guān)鍵離子注入是半導(dǎo)體器件和集成電路生產(chǎn)的關(guān)鍵工藝之一，其提供的高精度和高均勻性可以大幅度提高集成電路的成品率。因此，離子注入機與光刻機、刻蝕機和鍍膜設(shè)備并稱為芯片制造的四大核心工藝裝備。根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)顯示，2022年，全球半導(dǎo)體離子注入設(shè)備市場規(guī)模達到206億元，同比增長14.44%。中國大陸半導(dǎo)體離子注入設(shè)備市場規(guī)模則更加驚人，達到66億元，同比增長26.92%，增速遠(yuǎn)超國際市場。目前，全球離子注入機仍以大束流離子注入機為主。據(jù)Gartner數(shù)據(jù)披露，大束流離子注入機占離子注入機市場總份額的61%。中低束流離子注入機和高能離子注入機分別占20%和18%。然而，近年來，新一代離子注入機具備更高的精度和控制能力，可以實現(xiàn)更精細(xì)的注入過程，同時也能提供多能量、多種離子注入的功能。這些新技術(shù)的引入將會極大地改變離子注入機市場的格局。預(yù)計到2023年，全球半導(dǎo)體離子注入設(shè)備市場規(guī)模將增長到211億元，同比增長2.43%。在中國大陸，半導(dǎo)體離子注入設(shè)備市場規(guī)模將增長到74億元，同比增長12.12%。隨著技術(shù)的不斷進步和市場需求的不斷增加，離子注入機市場仍將保持良好的發(fā)展態(tài)勢，為半導(dǎo)體器件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供有力保障。離子注入機的技術(shù)壁壘主要有三點：一是角度控制，注入角度精度±0.1°，隨著制程的縮小，對注入角度要求更高；二是劑量控制，即對均勻性、濃度的控制要求高；三是能量控制，要求能量控制在±1%。由于國際地緣政治摩擦和貿(mào)易壁壘的影響，我國在芯片制造領(lǐng)域面臨著供應(yīng)鏈安全和自主可控的問題。2023年1-11月，我國制造半導(dǎo)體器件或集成電路用的離子注入機（簡稱離子注入機）進口量為372臺，同比下降84.49%；進口金額為82.65億元，同比增長26.71%。同期，我國離子注入機出口量為153臺，同比下降93.05%；出口金額為0.36億元，同比下降38.94%。我國進口雖緩慢增長，但進口金額從2017年開始一直呈現(xiàn)出不斷攀升態(tài)勢。這表明我國市場需求開始向高端離子注入機轉(zhuǎn)型，但國內(nèi)產(chǎn)能尚未完全滿足需求。目前，國家和企業(yè)都在加大對芯片制造設(shè)備國產(chǎn)化的投入和支持，以打破國外廠商的技術(shù)封鎖和壟斷。為了打破國外廠商的技術(shù)封鎖和壟斷，我國政府和企業(yè)都加大了對芯片制造設(shè)備國產(chǎn)化的投入和支持。通過引進先進技術(shù)、加強研發(fā)創(chuàng)新并制定相關(guān)政策，國內(nèi)離子注入機廠商有望提升自身技術(shù)水平和競爭力。同時，積極推進國際合作，加強與其他國家的技術(shù)交流與合作，共同推動全球芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。三、企業(yè)格局：國內(nèi)廠商加大研發(fā)投入和創(chuàng)新力度，追趕國際領(lǐng)先水平全球離子注入機的領(lǐng)先企業(yè)主要分布在美國、日本和中國，美國企業(yè)有漢辰科技、應(yīng)用科技、Axcelis、Intevac等公司；日本企業(yè)包括日新離子機、日本真空、住友重工等企業(yè)；中國企業(yè)包括凱世通、北京中科信等。整體來看，國外廠商仍然處于領(lǐng)先地位，尤其是在高能離子注入機領(lǐng)域，美國Axcelis公司幾乎壟斷了市場。國內(nèi)廠商雖然在低能大束流和中低束流離子注入機領(lǐng)域有所突破，但仍然存在一定的技術(shù)差距。近幾年，國內(nèi)廠商也在不斷加大研發(fā)投入和創(chuàng)新力度，借鑒國外先進技術(shù)和經(jīng)驗，結(jié)合國內(nèi)用戶需求和特點，開發(fā)出符合市場需求的離子注入機產(chǎn)品。尤其是在高能離子注入機領(lǐng)域，中科信公司已經(jīng)實現(xiàn)了重大突破，有望打破國外廠商的壟斷。1、萬業(yè)企業(yè)萬業(yè)企業(yè)旗下凱世通公司所涉核心裝備業(yè)務(wù)是以離子束技術(shù)為核心的集研發(fā)、制造于一體的高科技項目，也是國內(nèi)唯一一家擁有自主知識產(chǎn)權(quán)和完整產(chǎn)業(yè)鏈的離子注入機供應(yīng)商。其離子注入機產(chǎn)品主要以KST品牌為主，KST是一款基于國際先進技術(shù)和國內(nèi)用戶需求開發(fā)的新型離子注入機，具有高精度、高均勻度、低污染和低成本等優(yōu)點。2023年上半年萬業(yè)企業(yè)專用設(shè)備制造業(yè)營業(yè)收入為1.03億元，同比增長17.79%；營業(yè)成本為0.94億元，同比增長66.57%。2023年上半年，公司已生產(chǎn)交付多款高端離子注入機系列產(chǎn)品，新增兩家12英寸芯片晶圓制造廠客戶，新增訂單金額超1.6億元。公司持續(xù)加大資金投入生產(chǎn)，上半年啟用上海浦東金橋研發(fā)制造基地，增強離子注入機系列產(chǎn)品的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化能力，提升自身的研發(fā)實力、客服水平、產(chǎn)能保障等綜合競爭力。2、爍科中科信北京爍科中科信電子裝備有限公司是中國電子科技集團旗下的一家專業(yè)從事半導(dǎo)體設(shè)備研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的公司，也是國內(nèi)最早從事離子注入機研究的單位之一。其離子注入機產(chǎn)品主要以CETC品牌為主，CETC是一款集成了多項自主創(chuàng)新技術(shù)的高性能離子注入機，具有高精度、高均勻度、高效率和高可靠性等特點。中科信公司的離子注入機產(chǎn)品已經(jīng)成功實現(xiàn)百萬電子伏特高能離子加速，性能達國際主流先進水平，并在2021年推出首臺高能離子注入機。北京中科信技術(shù)最為領(lǐng)先，已研發(fā)出三類離子注入設(shè)備，包括大/中束流離子注入設(shè)備、高能量離子注入設(shè)備、多功能離子注入設(shè)備，技術(shù)和產(chǎn)品線布局完整是國內(nèi)離子注入技術(shù)發(fā)展最快速的設(shè)備商。其離子注入設(shè)備已經(jīng)在中芯國際12寸晶圓廠的65nm成熟制作產(chǎn)線驗證中，技術(shù)可望持續(xù)突破。2023年7月14日，中國電子科技集團公司第48研究所研發(fā)生產(chǎn)的第100臺國產(chǎn)離子注入機發(fā)往用戶。這標(biāo)志著國內(nèi)首家離子注入機自研量產(chǎn)企業(yè)誕生，也代表國產(chǎn)離子注入機已成功通過產(chǎn)業(yè)化考驗。四、發(fā)展趨勢：下游市場需求持續(xù)擴大，國產(chǎn)化進程加速1、下游市場需求持續(xù)擴大，進一步帶動行業(yè)市場需求隨著全球信息技術(shù)的不斷發(fā)展，半導(dǎo)體和光伏產(chǎn)業(yè)是離子注入機的主要應(yīng)用領(lǐng)域，其發(fā)展水平和需求量直接影響著離子注入機的市場需求。隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)的推廣應(yīng)用，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)將迎來新一輪的增長周期，以上行業(yè)所使用的芯片需要經(jīng)過嚴(yán)格的制造工藝，而離子注入設(shè)備作為其中的關(guān)鍵設(shè)備，必須具備高精度、高穩(wěn)定性和高效率等特點，以滿足市場對半導(dǎo)體產(chǎn)品品質(zhì)和數(shù)量的要求。同時，光伏產(chǎn)業(yè)也在全球范圍內(nèi)呈現(xiàn)快速發(fā)展的態(tài)勢，對離子注入機的需求也將增加。2、芯片制程不斷升級，提高行業(yè)門檻高度隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，芯片制程不斷升級，行業(yè)門檻也日益提高。在這一趨勢下，離子注入設(shè)備作為半導(dǎo)體生產(chǎn)線上的關(guān)鍵設(shè)備扮演著重要角色。芯片結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，器件尺寸更加微小，摻雜工藝更加精密，這意味著離子注入設(shè)備面臨著更高的技術(shù)要求。例如，需要具備高能量、高精度、高均勻度以及低污染等特性，以適應(yīng)新型芯片制程的需求。同時，隨著芯片制程的不斷升級，新增的特殊工藝需求如SOI（絕緣體硅片）和MEMS（微電子機械系統(tǒng)）等也對離子注入設(shè)備提出了新的挑戰(zhàn)。為滿足這些特殊工藝的摻雜需求，需要開發(fā)新型的離子注入機，以確保其能夠精準(zhǔn)、可靠地完成對芯片的摻雜操作。因此，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和芯片制程的持續(xù)升級，離子注入設(shè)備需要不斷創(chuàng)新和升級，以適應(yīng)日益復(fù)雜和多樣化的芯片制程需求。這也將促使離子注入設(shè)備制造商加大研發(fā)投入，不斷提升設(shè)備的性能和功能，以滿足半導(dǎo)體行業(yè)對高性能、高精度設(shè)備的不斷增長的需求。3、國內(nèi)市場技術(shù)不斷突破，國產(chǎn)化進程加速近年來，隨著中國信息技術(shù)行業(yè)的迅猛發(fā)展和政府政策的支持，國內(nèi)市場對離子注入設(shè)備的需求與日俱增。同時，國內(nèi)企業(yè)在離子注入設(shè)備領(lǐng)域的技術(shù)實力也取得了長足的