半導(dǎo)體設(shè)備處于產(chǎn)業(yè)鏈上游 貫穿半導(dǎo)體生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)

• 洪前進(jìn) 2023年11月6日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 1444 95
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當(dāng)前，電子信息產(chǎn)業(yè)仍然以剛性器件和系統(tǒng)為主。經(jīng)過近百年的技術(shù)積累，剛性器件具有成熟的加工裝備、高運(yùn)行速度、高精確性、高穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。然而，經(jīng)典硅基電子學(xué)的局限性受摩爾定律的影響日益突出。柔性電子的誕生為經(jīng)典電子學(xué)的發(fā)展提供了新的方向，觸發(fā)了新形態(tài)電子

半導(dǎo)體設(shè)備處于產(chǎn)業(yè)鏈上游，貫穿半導(dǎo)體生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)。按照工藝流程可以分為四大板塊——前端相關(guān)設(shè)備、晶圓制造設(shè)備、封裝設(shè)備、測試設(shè)備。半導(dǎo)體設(shè)備處于產(chǎn)業(yè)鏈上游，貫穿半導(dǎo)體生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)。按照工藝流程可以分為四大板塊——晶圓制造設(shè)備、測試設(shè)備、封裝設(shè)備、前端相關(guān)設(shè)備。其中，晶圓制造環(huán)節(jié)設(shè)備投資占整體的70%以上，是制造IC的關(guān)鍵。七大工藝步驟(氧化/擴(kuò)散、光刻、刻蝕、離子注入、薄膜生長、清洗與拋光、金屬化)，對應(yīng)專用設(shè)備包括氧化/擴(kuò)散設(shè)備、光刻設(shè)備、刻蝕設(shè)備、清洗設(shè)備、離子注入設(shè)備、薄膜沉積設(shè)備、機(jī)械拋光設(shè)備等。其中光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、薄膜沉積設(shè)備為核心設(shè)備，分別占晶圓制造環(huán)節(jié)設(shè)備成本的24%、10%、18%。另外封裝及組裝設(shè)備約占10%，測試設(shè)備約占8%，其他設(shè)備約占5-10%。

當(dāng)前，電子信息產(chǎn)業(yè)仍然以剛性器件和系統(tǒng)為主。經(jīng)過近百年的技術(shù)積累，剛性器件具有成熟的加工裝備、高運(yùn)行速度、高精確性、高穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。然而，經(jīng)典硅基電子學(xué)的局限性受摩爾定律的影響日益突出。柔性電子的誕生為經(jīng)典電子學(xué)的發(fā)展提供了新的方向，觸發(fā)了新形態(tài)電子設(shè)備的產(chǎn)生，也將使人們的日常生活發(fā)生革命性的變化。如可折疊、可卷曲、柔性顯示器將改變現(xiàn)有圖片和影視的呈現(xiàn)形式，使得手機(jī)、電視等消費(fèi)電子產(chǎn)品的形態(tài)更加新穎和輕便。

柔性電子皮膚可集成多種柔性傳感器，通過優(yōu)化柔性器件與生物中樞神經(jīng)系統(tǒng)界面，幫助義肢實(shí)現(xiàn)感知功能，賦予機(jī)器人具有、甚至超越人類皮膚的智能仿生觸覺功能。柔性健康傳感器可以貼附于人體用來對體溫、心率、心電、腦電波、血壓、汗液和血液組分等健康參數(shù)持續(xù)檢測，并對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析和存檔，實(shí)現(xiàn)人體健康狀況的評估與疾病的遠(yuǎn)程診斷。柔性健康監(jiān)測系統(tǒng)，可隨時隨地持續(xù)監(jiān)測人體健康狀態(tài)。

圖表：2021-2023年中國柔性芯片行業(yè)的市場規(guī)模

數(shù)據(jù)來源：中研普華研究院

根據(jù)中研研究院《2023-2028年國內(nèi)芯片行業(yè)發(fā)展趨勢及發(fā)展策略研究報告》分析得知，目前柔性芯片行業(yè)處于應(yīng)用階段，技術(shù)表現(xiàn)還不成熟，但行業(yè)的增長速度較快，2023年中國柔性芯片行業(yè)的市場規(guī)模達(dá)到29.27億元，市場景良好。

柔性芯片的主要材料是非硅有機(jī)和無機(jī)半導(dǎo)體，包括聚合物和金屬氧化物半導(dǎo)體，因?yàn)槌杀臼莻鹘y(tǒng)硅芯片的一小部分，使得柔性芯片成為剛性硅電路非常好的替代品，可以用以生產(chǎn)一些簡單產(chǎn)品。

從柔性芯片產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)來看，柔性芯片產(chǎn)業(yè)鏈上游主要是硅基材料、柔性基板、光刻膠等原材料;產(chǎn)業(yè)鏈中游是晶圓制造和IC封裝;下游是通訊電子、醫(yī)療器械、智能穿戴以及航天軍工等柔性芯片的應(yīng)用領(lǐng)域。

從產(chǎn)業(yè)鏈上游來看：

1)硅基材料

目前國內(nèi)硅基材料供應(yīng)商相對較多有近700家，其中頭部企業(yè)主要有合盛硅業(yè)、東岳硅材、新安股份、興發(fā)集團(tuán)、瓦克化學(xué)等企業(yè)，五家企業(yè)合計占國內(nèi)硅基材料總產(chǎn)量的50%以上。

2)非硅基材料

相對硅基材料而言，非硅基材料在成本方面更加具有競爭性，因此非硅基材料的柔性芯片在成本方面更具優(yōu)勢，這也使得非硅基材料成為柔性芯片生產(chǎn)供應(yīng)商未來重要的研發(fā)方向。目前國內(nèi)非硅基材料供應(yīng)商數(shù)量較多，處于頭部的企業(yè)主要有新萊福、楚江新材等企業(yè)。

3)柔性基板

COF柔性封裝基板作為印制電路板產(chǎn)品中的重要高端分支產(chǎn)品，指還未裝聯(lián)上芯片、元器件的封裝型柔性基板。在芯片封裝過程中，起到承載芯片、電路連通、絕緣支撐的作用，特別是對芯片起到物理保護(hù)、提高信號傳輸速率、信號保真、阻抗匹配、應(yīng)力緩和、散熱防潮的作用。

目前，全球僅有少數(shù)廠家有能力獨(dú)立研發(fā)生產(chǎn)COF柔性封裝基板，主要原因是生產(chǎn)COF柔性封裝基板的核心原材料2L-FCCL制造工藝復(fù)雜。2L-FCCL主要是由銅箔和基膜兩種材料構(gòu)成，不含膠粘劑、更薄、更易于彎曲、折疊，可以將溫、濕度變形控制在極小的范圍內(nèi)，適合制造對穩(wěn)定性、精密度有極高要求的COF柔性封裝基板。目前，高端二層型柔性覆銅板的技術(shù)與市場主要由日本、韓國等國外企業(yè)形成壟斷，昂貴的價格大幅增加了COF基板的制造成本，嚴(yán)重制約了我國高端FPC行業(yè)的發(fā)展。

我國僅有少數(shù)企業(yè)有能力獨(dú)立生產(chǎn)COF柔性封裝基板，目前，我國廣東、華東地區(qū)有多家COF產(chǎn)品生產(chǎn)廠商，但生產(chǎn)的COF產(chǎn)品檔次較低，僅適用于較低端的終端產(chǎn)品。尤其在尖端產(chǎn)品，基本被韓國、臺灣、日本的幾個企業(yè)所壟斷，目前，全球COF制造企業(yè)能量產(chǎn)10微米等級COF產(chǎn)品的制造商，并且形成規(guī)?；a(chǎn)的主要為中國大陸以外的5家企業(yè)，分別為韓國的Stemco和LGIT、臺灣的欣邦和易華以及日本的新藤電子，在中國大陸地區(qū)尚沒有具備此能力的制造商。

目前外資企業(yè)主要以新藤電子(上海)有限公司為首，外資企業(yè)依托母公司強(qiáng)大的研發(fā)實(shí)力和完整的上下游產(chǎn)業(yè)鏈，同時掌握國內(nèi)大量現(xiàn)金專利技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，具有明顯的先發(fā)優(yōu)勢。

國內(nèi)企業(yè)以深圳丹邦科技股份有限公司為代表，通過多年的技術(shù)積累，丹邦科技是國內(nèi)極少的掌握高端2L-FCCL制造工藝并大批量生產(chǎn)的廠商之一，填補(bǔ)了我國在高端柔性印制電路板領(lǐng)域的空白，在一定程度影響著中國COF柔性封裝基板產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。

4)光刻膠

國內(nèi)半導(dǎo)體光刻膠布局及生產(chǎn)企業(yè)總計約有14家，真正實(shí)現(xiàn)了批量供應(yīng)的企業(yè)不足7家，且主要集中在紫外負(fù)膠/正膠、i/g線光刻膠，如：北京科華、蘇州瑞紅、濰坊星泰克、艾森半導(dǎo)體、江蘇漢拓等。

而高端的KrF光刻膠國產(chǎn)化率不足1%，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品供應(yīng)的有：北京科華、福建泓光半導(dǎo)體、江蘇漢拓、上海新陽等。

在技術(shù)附加值更高的ArF光刻膠產(chǎn)品上，目前國內(nèi)還未能真正實(shí)現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)訂單供應(yīng)，就數(shù)寧波南大光電、博康旗下漢拓光學(xué)以及廣州微納光刻材料在ArF光刻膠產(chǎn)品上有實(shí)質(zhì)性的技術(shù)突破。

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