《ChipInsights:2019年全球光刻机市场分析》

  • 来源专题:集成电路
  • 编译者: shenxiang
  • 发布时间:2020-02-28
  • (转自芯思想SEMI-NEWS)根据芯思想研究院(ChipInsights)的数据表明,2019年全球半导体、面板、LED用光刻机出货约550台,较2018年减少50台。其中半导体前道制造用光刻机出货约360台;半导体封装、面板、LED用光刻机出货约190台。

    一、前道用光刻机情况

    2019年ASML、Nikon、Canon三巨头半导体用光刻机出货359台,较2018年的374台减少15台,跌幅为4%。

    从EUV、ArFi、ArF机型的出货来看,全年共出货154台。其中ASML出货130台,占有84%的市场,较2018年下降6个百分点。

    EUV方面还是ASML独占鳌头,市占率100%;ArFi方面ASML市占率高达88%;ArF方面ASML占有63%的市场份额;KrF方面ASML也是占据63%的市场份额;在i线方面ASML也拿下了该拿的份额。

    从总营收来看,2019年ASML、Nikon、Canon三巨头光刻机总营收954亿元人民币,较2018年小幅增长。从营收占比来看,ASML占据74%的份额。虽然2019年光刻机出货数量有所下滑,但高端机台EUV、ArFi、ArF的出货量增加,也使得总体营收微幅增长。

    ASML

    2019年ASML光刻机营收达704亿元人民币,较2018年成长9%,增幅明显收窄(2018年较2017年成长36%)。

    2019年ASML共出货229台光刻机,较2018年224年增加5台,增长2.23%。其中EUV光刻机出货26台,较2018年增加8台;ArFi光刻机出货82台,较2018年减少4台;ArF光刻机出货22台,较2018年增加6台;KrF光刻机出货65台,较2018年减少13台;i-line光刻机出货34台,较2018年增加8台。

    2019年ASML的EUV光刻机营收达217亿元人民币,较2018年增加70亿元人民币。2019年单台EUV平均售价超过8亿元人民币,较2018年单台平均售价增长3%。

    值得注意的是,2019年第三季度,ASML开始出货NXE:3400C,这是最新型的EUV光刻机,吞吐量达175wph(300毫米晶圆)。NXE:3400C目前累计出货9台,估算单价接近10亿元人民币。

    2019年中国FAB建设高潮,多个FAB搬入设备,其中搬入ASML光刻机的有中芯南方基地、华虹无锡FAB7、粤芯半导体等。

    Nikon

    2019年,Nikon光刻机业务营收约156亿元人民币,较2018年下滑5.4%。

    2019年,Nikon半导体用光刻机出货46台,较2018年增加10台。其中ArFi光刻机出货11台,较2018年度增加6台;ArF光刻机出货13台,较2017年度增加4台;KrF光刻机出货4台,较2017年度减少1台;i-line光刻机出货18台,较2017年度增加1台。

    2019年度,Nikon半导体用光刻机出货46台中,其中全新机台出货28台,翻新机台出货18台。

    Canon

    2019年,Canon光刻机营收约为94亿元人民币,较2018年下降21.3%。

    2019年,Canon半导体用光刻机出货达84台,较2018年出货量114台,减少30台,下滑26.3%;全部i-line、KrF两个低端机台出货。

    2019年12月,Canon宣布推出FPA-3030iWa型光刻机,预计2020年2月下旬发售。该机型采用的投影透镜具有52毫米x52毫米的广角,NA可从0.16到0.24范围内可调。新设备可以在2英寸到8英寸之间自由选择晶圆尺寸的处理系统,方便支持各种化合物半导体晶圆,可运用在预计未来需求增长的汽车功率器件、5G相关的通信器件、IoT相关器件(如MEMS和传感器等)的制造工艺中。

    二、面板、封装、LED用光刻机情况

    Nikon

    2019年,Nikon面板(FPD)用光刻机出货40台,较2018年减少33台。2019年,Nikon面板用光刻机虽然出货减少33台,但我们也看到其10.5代线用光刻机出货量增长不错,从2018年出货14台增长到2019年的22台,爆增60%。

    Canon

    2019年,Canon面板(FPD)用光刻机出货50台,较2018年出货量69台,减少19台,下滑27.5%。

    上海微电子SMEE

    上海微电子装备(集团)股份有限公司光刻机主要用于广泛应用于集成电路前道、先进封装、FPD、MEMS、LED、功率器件等制造领域,2019年出货预估在50+台,和2018年基本持平,主要集中在先进封装、LED方面,在FPD领域也有出货。

    SUSS

    德国SUSS光刻机主要用于半导体集成电路先进封装、MEMS、LED,2019年光刻机收入约7亿元人民币,和2018年几乎持平。

    VEECO

    2017年Veeco收购Ultratech,增加了光刻市场的收入,主要是来自先进封装和LED领域,销售客户包括先进封装、晶圆制造、LED生产商。2019年公司来自先进封装和LED用光刻机的营收约为3亿元人民币,预估销售台数在20台以内。

    EVG

    公司的光刻设备主要应用于先进封装、面板等行业,当然公司也出售对准仪等。

    三、EUV进展

    从2018年以来,公司一直在加速EUV技术导入量产;二是实验以0.55 NA取代目前的0.33 NA,具有更高NA的EUV微影系统能将EUV光源投射到较大角度的晶圆,从而提高分辨率,并且实现更小的特征尺寸。

    2019年第三季度,ASML已经出货EUV新机型NXE:3400C,每小时吞吐量为175片,完全满足7纳米和5纳米工艺。

    预估2021年将推出0.55 NA的新机型EXE:5000样机,可用于2纳米生产,按照之前的情况推测,真正量产机型出货可能要等到2024年。当然0.55 NA镜头的研发进度也会影响新机型的出货时间。

    2019年ASML全年出货26台EUV光刻机,还是因为产能有限所致。

    DRAM公司将在2020年底搬入EUV光刻机,表示着EUV将进入存储器产线,这将对ASML的未来产量提出更多挑战。

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    • 来源专题:集成电路
    • 编译者:shenxiang
    • 发布时间:2020-12-01
    • 比利时的独立半导体高科技研究机构——imec每年都会在东京举办“imec Technology Forum(ITF) Japan”,并介绍他们的年度研发成果,今年考虑到新冠肺炎的蔓延,于11月18日在线举行。 此次“imec Technology Forum(ITF) Japan”会议上,imec的CEO兼总裁Luc Van den hove先生做了主题演讲并介绍了imec的整体研究内容,并强调“摩尔定律不会总结”,imec通过与ASML通力合作研发并实现新一代高解析度EUV曝光技术(高NA EUV Lithography),促使摩尔定律继续发挥作用,且即使工艺微缩化达到1纳米后,摩尔定律也会继续存在。 不仅是日本半导体企业,其他很多半导体企业也都认为“摩尔定律已经终结”、“成本高、收益低”,因此相继放弃研发工艺的微缩化,imec始终提倡为摩尔定律续命,因此是当下全球最尖端的微缩化研究机构。 日本的曝光设备厂家也在研发阶段放弃了EUV曝光技术(这对实现超微缩化是必须的),而imec和ASML合作拿公司的命运做赌注,时至今日一直在研发。 Imec公布了1纳米以后的逻辑半元件的技术蓝图 Imec在ITF Japan 2020上公布了3纳米、2纳米、1.5纳米以及1纳米及后续的逻辑元件的技术蓝图。 Imec的逻辑元件的微缩化技术蓝图。(图片出自:ITF Japan 2020上的演讲资料) 第一行的技术节点(Node)名下面记录的PP为Poly-silicon排线的中心跨距(Pitch,nm),MP为金属排线的中心跨距(Pitch,nm)。此处,我们需要注意的是,以往的技术节点指的是最小加工尺寸、栅极(Gate)的长度,如今不再指某个特定场所的物理长度,而是一个符号。 此处的展示的采用了BPR、CFET、2D材料的沟槽(Channel)结构以及材料已经在别处的演讲中提及。 EUV的高NA化对于进一步实现微缩化至关重要 TSMC和三星电子从7纳米开始在一部分工程中导入了NA=0.33的EUV曝光设备,也逐步在5纳米工艺中导入,据说,2纳米以后的超微缩工艺需要更高解析度的曝光设备、更高的NA化(NA=0.55)。 随着逻辑元件工艺微缩化的发展,EUV曝光设备的技术蓝图。(图片出自:ITF Japan 2020上的演讲资料) ASML已经完成了高NA EUV曝光设备的基本设计(即NXE:5000系列),预计在2022年前后实现商业化。这款新型设备由于光学方面实现了大型化,因此尺寸较大,据说可达到以往洁净室(Clean Room)的天花板。 现有的、用于量产的EUV曝光设备(NA=0.33,前图)和新一代的高NA EUV曝光设备(NA=0.55,后图)的尺寸的比较。(图片出自:ITF Japan 2020上的演讲资料) 一直以来,ASML都和imec以合作的形式研发光刻技术,为了推进采用了高NA EUV曝光设备的光刻工艺的研发,imec在公司内新设立了“IMEC-ASML HIGH NA EUV LAB”,以共同研发,且计划和材料厂家共同研发光掩模(Mask)、光刻胶(Resist)等材料。 最后,Van den hove先生表示未来会继续推进微缩化:“实现逻辑元件工艺微缩化的目的在于俗称的PPAC,即Power(功耗)的削减、Performance(电气性能)的提高、Area(空间面积)的缩小、Cost(成本)的削减。当微缩化从3纳米、2纳米、1.5纳米发展到1纳米以后,即发展到Sub-1纳米的时候,需要考虑的因素不仅是以上四项,还有环境(Environment)因素,希望未来继续发展适用于可持续发展社会的微缩化工艺。” 在工艺微缩化过程中,不仅重视以往的PPAC,还增加了E(环境),即PPAC-E。(图片出自:ITF Japan 2020上的演讲资料)