碳化矽材料零部件廣泛應用於外延生長、氧化/擴散/退火等設備

2023-10-19   普華有策

原標題:碳化矽材料零部件廣泛應用於外延生長、氧化/擴散/退火等設備

碳化矽材料零部件廣泛應用於外延生長、氧化/擴散/退火等設備

1、半導體設備行業概況

根據工藝流程,半導體設備主要分為製造設備和封測設備兩類。其中,製造設備主要用於矽片製造和晶片製造環節,包括長晶爐、外延爐、光刻機、刻蝕機、擴散/氧化/退火設備、離子注入機、薄膜沉積設備等;封測設備主要用於晶片封裝測試環節,包括劃片機、引線鍵合機、測試機、探針台、分選機等。

根據 SEMI 國際半導體產業協會數據,晶圓廠建設推動半導體設備總銷售額連續兩年突破1000億美元大關,2022年全球半導體設備總銷售額約1085億美元,創下歷史新高,多個市場的新興應用為未來十年半導體行業的顯著增長設定了預期目標,這需要進一步加大投資以擴充產能。相比2021年總銷售額的1025億美元,增長了5.9%,連續三年取得創紀錄的收入。

2、半導體設備零部件行業概況

半導體行業遵循「一代技術、一代工藝、一代設備」的產業規律,半導體設備的升級疊代很大程度上有賴於其零部件的技術突破。核心精密零部件不僅是半導體設備製造環節中難度較大、技術含量較高的環節之一,也是我國半導體設備發展較薄弱的環節之一。半導體設備零部件處於半導體產業鏈上游位置,下游包括半導體設備廠商和晶圓廠商。半導體設備廠商在設備生產階段需要採購各種通用、定製化零部件,安裝、調試後對外銷售;而晶圓廠商採購的零部件通常為耗材、備件,用於生產線上持續使用的設備的定期更換。

半導體設備零部件種類繁多,不同零部件功能和技術難點差異較大,整體市場競爭格局較為分散,但主要細分市場內部集中度極高,主要被美日歐等海外廠商占據,各細分領域龍頭供應商大多是專長於單一或少數品類。

按照主要材料不同,半導體設備零部件可以分為矽/碳化矽件、石英件、陶瓷件、金屬件、石墨件、塑料件等。

按照使用周期不同,半導體設備零部件又可分為非耗材類和耗材類。非耗材類零部件使用周期較長,更換頻率較低。非耗材類零部件的典型代表為腔體框架、傳輸系統、真空泵、射頻電源等。耗材類零部件通常位於高溫、腐蝕性等惡劣環境中,在設備正常使用過程中會出現正常損耗,耗材類零部件需定期更換以保障性能和質量,使用周期較短。因此,耗材類零部件的需求既與設備廠設備生產量相關,也與晶圓廠設備裝機量、開機率相關性較大。

3、碳化矽零部件行業概述

碳化矽(SiC)作為重要的高端精密半導體材料,由於具有良好的耐高溫、耐腐蝕性、耐磨性、高溫力學性、抗氧化性等特性,在半導體、核能、國防及空間技術等高科技領域具有廣闊的應用前景。碳化矽零部件,即以碳化矽及其復合材料為主要材料的設備零部件,被廣泛應用於外延生長、等離子體刻蝕、快速熱處理、薄膜沉積、氧化/擴散、離子注入等主要半導體製造環節的設備中。

根據晶體結構不同,碳化矽主要分為六方或菱面體的α-SiC和立方體的β-SiC等。

資料來源:公開資料整理

根據製造工藝不同,碳化矽零部件可分為化學氣相沉積碳化矽(CVD SiC)、反應燒結碳化矽、重結晶燒結碳化矽、常壓燒結碳化矽、熱壓燒結碳化矽、熱等靜壓燒結碳化矽等。

資料來源:公開資料整理

各類工藝製備的碳化矽與其他材料參數差異如下表所示:

資料來源:公開資料整理

可以看出相比其他材料部件,碳化矽材料零部件具備密度高、熱傳導率高、彎曲強度大、彈性模數大等特性,能夠適應晶圓外延、刻蝕等製造環節的強腐蝕性、超高溫的惡劣反應環境,因此廣泛應用於外延生長設備、刻蝕設備、氧化/擴散/退火設備等主要半導體設備。

更多行業資料請參考普華有策諮詢《2023-2029年碳化矽材料零部件行業市場調研及發展趨勢預測報告》,同時普華有策諮詢還提供產業研究報告、產業鏈諮詢、項目可行性報告、項目後評價報告、十四五規劃、BP商業計劃書、產業圖譜、產業規劃、藍白皮書、IPO募投可研、IPO工作底稿諮詢等服務。