全球五大光刻机制造商,中国占一席

B站影视 2025-01-20 07:06 2

摘要:如今,全球范围内有五家制造商在光刻机领域脱颖而出,它们凭借各自独特的技术、创新能力和市场策略,在这个竞争激烈的舞台上占据着重要地位。

毫不夸张地说,光刻机的先进程度直接决定了芯片的性能、功能以及制程水平。

如今,全球范围内有五家制造商在光刻机领域脱颖而出,它们凭借各自独特的技术、创新能力和市场策略,在这个竞争激烈的舞台上占据着重要地位。

接下来,让我们一同深入了解这五大光刻机制造商,探寻它们的非凡之处与成功秘诀。

阿斯麦成立于 1984 年,由电子巨头飞利浦和芯片机制造商先进半导体材料国际公司(ASMI)合资创立 ,总部位于荷兰的费尔德霍芬市。

自成立以来,阿斯麦始终专注于高端光刻机的设计与生产,经过多年的技术积累与创新,逐渐在光刻机领域崭露头角。

在其发展历程中,1990 年左右推出的 PAS5500 系列光刻机,成功打破了美日光刻机巨头的垄断,为公司后续发展奠定了坚实基础。

随后,通过一系列的技术突破与市场拓展,阿斯麦不断巩固其在全球光刻机市场的地位。

阿斯麦在光刻技术方面展现出了无可比拟的优势,尤其在 EUV(极紫外光刻)和 DUV(深紫外光刻)光刻机技术上处于行业领先地位 。

其 EUV 光刻机采用极紫外光技术,能够实现极小的线宽光刻,为制造 7 纳米及以下制程的先进芯片提供了可能,这使得芯片能够集成更多的晶体管,从而显著提升芯片的性能和功能。

在 DUV 光刻机技术上,阿斯麦的浸入式光刻技术通过在光刻过程中使用液体介质,有效减少了光学散射和波动,进一步提高了分辨率和光刻精度,能够生产出更为精细的芯片电路图案。

阿斯麦在全球光刻机市场占据着绝对的主导地位。

据相关数据显示,在高端光刻机领域,尤其是 EUV 光刻机市场,阿斯麦的占有率高达 100%,几乎处于垄断地位。

其客户群体涵盖了全球众多知名的半导体制造商,如英特尔、三星、海力士、台积电、中芯国际等。

近期,阿斯麦在技术研发和市场策略上都有重大动态。

在技术突破方面,其首台采用 0.55 数值孔径(NA)投影光学系统的高数值孔径(High - NA)极紫外(EUV)光刻机已经成功印刷出首批图案,这一成果标志着光刻技术的又一重大里程碑。

与传统的 13 纳米分辨率的 EUV 光刻机相比,新型光刻机能够实现 8 纳米的超高分辨率,这将为未来 2 纳米及以下制程芯片的制造提供有力支持。

尼康(Nikon):老牌光学巨头的光刻之路

尼康,这家闻名遐迩的日本企业,创立于 1917 年,最初名为日本光学工业株式会社,在长达一个多世纪的发展历程中,尼康在光学领域深耕细作,成果斐然。

早期,尼康专注于生产望远镜、显微镜等光学仪器,凭借精湛的光学技术和卓越的工艺品质,在光学行业站稳脚跟。

20 世纪 80 年代,尼康敏锐地捕捉到半导体产业崛起带来的机遇,凭借深厚的光学技术底蕴,毅然进军光刻领域。

在光刻技术发展的早期阶段,尼康凭借其在光学镜头制造方面的优势,迅速推出了一系列具有竞争力的光刻机产品。

其光刻机在当时的市场上以高精度和高可靠性著称,为尼康在半导体光刻领域赢得了一席之地,与当时的其他光刻巨头展开了激烈的竞争。

尼康的光刻机在技术上具备诸多鲜明特点。

在光学系统方面,尼康凭借其深厚的光学技术积累,采用了先进的极紫外光源(EUV)或深紫外(DUV)光源,并通过高级透镜系统的精确校准,实现了纳米级别的图案化,为芯片制造提供了高精度的光刻支持。

在对准精度上,尼康光刻机通过先进的对准技术,能够确保每一层的图案都可以准确叠加,这对于保证芯片的高性能和可靠性至关重要,有效减少了芯片制造过程中的误差,提高了芯片的良品率。

在过去,尼康在全球光刻机市场曾占据重要地位。

在 20 世纪 90 年代,尼康的光刻机产品凭借先进的技术和可靠的性能,一度在市场份额上领先。

然而,随着阿斯麦在 EUV 光刻技术上取得重大突破并实现产业化,尼康在高端光刻机市场的份额受到了严重挤压。

近年来,尼康在全球光刻机市场的份额约为 7% ,与阿斯麦的差距逐渐拉大。

佳能(Canon):多元化发展下的光刻实力

佳能作为一家在全球具有广泛影响力的综合性企业,其业务领域极为广泛,涵盖了影像产品、办公产品以及工业设备等多个重要领域。

在影像产品方面,佳能的数码相机、镜头等产品凭借卓越的画质、先进的技术和可靠的性能,深受摄影爱好者和专业摄影师的喜爱,在全球相机市场占据重要地位。

在办公产品领域,佳能的打印机、复印机等办公设备以高效、稳定、多功能等特点,广泛应用于各类办公场所,为企业和机构提供了便捷的办公解决方案。

在佳能的多元化业务布局中,光刻业务虽然并非其核心主导业务,但却占据着不可或缺的战略地位。

光刻业务不仅为佳能带来了稳定的收入来源,还进一步强化了佳能在光学、精密制造等核心技术领域的优势,为公司在其他业务板块的技术创新和产品升级提供了有力支持。

通过在光刻业务上的持续投入和技术积累,佳能不断提升自身在高端制造领域的技术实力和品牌影响力,从而实现各业务板块之间的协同发展与良性互动。

佳能在光刻技术方面展现出了独特的创新能力。

在光学系统上,佳能充分发挥其在光学领域的深厚技术底蕴,采用了先进的光学组件和高精度的光学调校技术,确保了光刻机能够实现高分辨率的光刻成像。

例如,佳能的某些光刻机产品配备了具有特殊设计的镜头,能够有效减少像差和色差,从而提高光刻图案的精度和质量,为芯片制造提供了更为精准的光刻支持。

佳能在光刻技术上的另一大创新亮点是其纳米压印光刻技术。

该技术摒弃了传统光刻技术中依赖强光照射和复杂透镜系统的方式,而是借鉴了喷墨打印机和照相机的技术原理。

具体来说,它通过将极少的树脂滴到半导体晶圆上,再利用类似盖印章的方式,将刻有凹凸电路图案的掩模压印到晶圆上,从而一次性完成电路的制作。

这种技术不仅耗电量仅为传统光刻设备的十分之一,大幅降低了能耗成本,而且制造成本也相对较低,为半导体制造企业提供了一种更具成本效益的光刻解决方案。

更为重要的是,纳米压印光刻技术在制造精度上表现出色,能够实现 5 纳米甚至更精细线宽的芯片制造,展现出了强大的技术潜力,有望在未来的半导体制造领域发挥重要作用。

上海微电子装备(集团)股份有限公司,简称 SMEE,于 2002 年在上海正式成立,由上海电气控股集团有限公司、上海科技投资公司等机构联合创立。

在成立之初,上海微电子便肩负起了为中国半导体产业研发先进光刻机的重任 。

2002 年,光刻机被列入国家 863 重大科技攻关计划,上海微电子应运而生,承担起这一艰巨的研发任务。

在成立初期,公司面临着诸多困难,如国内相关行业基础薄弱,专业人才匮乏,配套零件供应链不完善等。

但上海微电子的团队并未退缩,他们深知自主研发光刻机对于国家半导体产业的重要性,毅然踏上了艰难的研发之路 。

2008 年,国家启动 “02” 科技重大专项,上海微电子持续深入攻关。经过多年的不懈努力和技术积累,上海微电子在光刻技术领域取得了一系列重要突破。

2009 年,企业生产的首台先进封装光刻机产品 SSB500 交付用户,这一成果标志着上海微电子在封装光刻机领域迈出了重要一步,为后续产品的研发和市场拓展奠定了基础。

2018 年,上海微电子生产的可用于 90 纳米半导体制程的 600 系列光刻机,获评第 20 届中国国际工业博览会银奖,展示了其在芯片制造前道光刻机领域的技术实力。

2019 年,用于 LED 制造的 300 系列光刻机入选中国制造业单项冠军产品名录,进一步证明了上海微电子在特定领域的领先地位 。

在过去的二十多年里,上海微电子不断发展壮大,形成了一支逾 1000 人的优秀人才队伍,其中博士和硕士超过 40%,团队中拥有国家万人计划专家、国家中青年科技创新领军人才等众多高层次人才。

公司通过了多项国际认证,成为国家级企业技术中心、国家技术创新示范企业等,在国内半导体产业中占据着举足轻重的地位 。

上海微电子在光刻技术方面取得了显著的突破与成就,尤其在中低端光刻机领域展现出了强大的技术实力 。

在先进封装光刻机领域,上海微电子处于国际领先水平。

其研发的先进封装光刻机能够满足多种先进封装形式的需求,如 2.5D/3D 等先进封装形式,可实现重新布线(RDL)等制程的晶圆级光刻工艺,在国内市场的占有率连续多年排名第一。

这些先进封装光刻机不仅技术先进,而且稳定性高,为国内半导体封装企业提供了可靠的设备支持,有力地推动了国内半导体封装产业的发展 。

在芯片制造前道光刻机方面,上海微电子也取得了重要进展。

目前,公司已成功研发出可用于 90 纳米半导体制程的光刻机,并实现了量产。

这一成果对于中国半导体产业具有重要意义,它使得国内芯片制造企业在一定程度上摆脱了对国外光刻机的依赖,能够自主生产 90 纳米制程的芯片,为国内半导体产业的发展提供了重要的技术支撑。

尽管与国际先进水平相比,90 纳米制程的光刻机在精度和制程能力上还有一定差距,但上海微电子的这一突破为后续更高制程光刻机的研发积累了宝贵经验,奠定了坚实基础 。

1967 年,在美国加州海岸这片集成电路商业化发展的热土上,众多创业公司纷纷涌现,全球半导体市场格局尚不明朗,此时 Michael McNeilly 看到半导体器件制造领域的全新契机,美国应用材料公司(AMAT)就此踏上征程。

成立之初,应用材料公司专注于薄膜沉积设备领域。

1968 年,公司推出高温外延硅沉积系统 AMV 800D、低温外延氧化物薄膜沉积系统(CVD)AMS 2600 Silox,以及集成电路塑料封装氧化物钝化膜沉积系统 Nitrox MN - 710,这些创新产品为公司在半导体设备市场奠定初步基础。

凭借技术优势和市场机遇,截至 1972 年上市时,应用材料公司业务营收突破 630 万美元,且以每年超 40% 的增长率高速增长,完成初期财富积累。

仅仅依靠薄膜沉积设备无法满足应用材料在半导体市场的扩张野心。

1974 年,应用材料将目光投向了上游硅晶圆制造领域,收购了 Galamar Industries,次年又与仙童相机仪器公司合资成立硅片生产中心,迈出拓展硅片制造业务的重要一步。

然而,20 世纪 70 年代中期,全球半导体行业陷入衰退危机,持续扩张未给应用材料带来预期收益,反而使其发展陷入困境。

1975 年,应用材料遭受重创,年销售额同比大幅下降 55%,一度濒临破产边缘。

关键时刻,James C. Morgan 临危受命,出任公司总裁兼 CEO,他果断砍掉硅晶圆制造业务,将公司业务重新聚焦于半导体设备领域。

这一 “修剪旁枝,聚焦主干” 的改革效果显著,到 1983 年,应用材料营收成功突破 1 亿美元,逐渐走出困境。此后,应用材料积极投身研发创新,1981 年推出 AME8100 刻蚀系统,进一步丰富产品线,为后续业务拓展奠定坚实基础。

1997 年,应用材料正式开启大规模并购扩张之路,先后收购多家企业,涉足集成电路生产过程监测和控制设备市场等多个细分领域,从一家专注薄膜沉积设备的公司,逐步发展成为产品种类齐全的半导体设备供应商,业务覆盖半导体制造的多个关键环节,为全球半导体制造商提供更全面的解决方案。

20 世纪 80 年代,随着中国改革开放推进,中国市场展现巨大潜力。

到 2022 年,应用材料在中国的全职员工超过 3000 人,业务与服务据点覆盖 16 个城市 ,在中国拥有半导体、全球服务、显示及相关市场三大事业部,深度参与并推动中国半导体产业发展。

在全球半导体设备市场的激烈竞争中,应用材料始终占据举足轻重的地位。近年来,其市场份额持续保持高位,彰显强大市场竞争力。

2021 年全球半导体设备市场规模达到 1026 亿美元,应用材料凭借广泛的产品线和先进的技术,实现约 241 亿美元的营收,占比高达 23.5%,稳居全球半导体设备企业首位。

为保持技术领先地位,应用材料每年投入巨额资金用于研发,2021 年研发支出达到约 34 亿美元,占营收的比例超过 14%。这些资金用于吸引全球顶尖科研人才、建设先进研发设施以及开展前沿技术研究。

在全球范围内,应用材料拥有众多研发中心,汇聚不同领域的专家和学者,凭借强大技术实力和持续创新能力,在半导体设备领域不断引领技术发展潮流,成为全球半导体产业不可或缺的重要力量。

来源:威的故事汇

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