半导体设备说明？

一、半导体设备说明？

1、 单晶炉

单晶炉是一种在惰性气体（氮气、氦气为主）环境中，用石墨加热器将多晶硅等多晶材料熔化，用直拉法生长无错位单晶硅的设备。在实际生产单晶硅过程中，它扮演着控制硅晶体的温度和质量的关键作用。

由于单晶直径在生长过程中可受到温度、提拉速度与转速、坩埚跟踪速度、保护气体流速等因素影响，其中生产的温度主要决定能否成晶，而速度将直接影响到晶体的内在质量，而这种影响却只能在单晶拉出后通过检测才能获知，单晶炉主要控制的方面包括晶体直径、硅功率控制、泄漏率和氩气质量等。

2、 气相外延炉

气相外延炉主要是为硅的气相外延生长提供特定的工艺环境，实现在单晶上生长与单晶晶相具有对应关系的薄层晶体。外延生长是指在单晶衬底（基片）上生长一层有一定要求的、与衬底晶向相同的单晶层，犹如原来的晶体向外延伸了一段，为了制造高频大功率器件，需要减小集电极串联电阻，又要求材料能耐高压和大电流，因此需要在低阻值衬底上生长一层薄的高阻外延层。

气相外延炉能够为单晶沉底实现功能化做基础准备，气相外延即化学气相沉积的一种特殊工艺，其生长薄层的晶体结构是单晶衬底的延续，而且与衬底的晶向保持对应的关系。

3、 氧化炉

硅与含有氧化物质的气体，例如水汽和氧气在高温下进行化学反应，而在硅片表面产生一层致密的二氧化硅薄膜，这是硅平面技术中一项重要的工艺。氧化炉的主要功能是为硅等半导体材料进行氧化处理，提供要求的氧化氛围，实现半导体预期设计的氧化处理过程，是半导体加工过程的不可缺少的一个环节。

4、 磁控溅射台

磁控溅射是物理气相沉积的一种，一般的溅射法可被用于制备半导体等材料，且具有设备简单、易于控制、镀膜面积大和附着力强等优点。在硅晶圆生产过程中，通过二极溅射中一个平行于靶表面的封闭磁场，和靶表面上形成的正交电磁场，把二次电子束缚在靶表面特定区域，实现高离子密度和高能量的电离，把靶原子或分子高速率溅射沉积在基片上形成薄膜。

5、 化学机械抛光机

一种进行化学机械研磨的机器，在硅晶圆制造中，随着制程技术的升级、导线与栅极尺寸的缩小，光刻技术对晶圆表面的平坦程度的要求越来越高，IBM公司于1985年发展CMOS产品引入，并在1990年成功应用于64MB的DRAM生产中，1995年以后，CMP技术得到了快速发展，大量应用于半导体产业。

化学机械研磨亦称为化学机械抛光，其原理是化学腐蚀作用和机械去除作用相结合的加工技术，是目前机械加工中唯一可以实现表面全局平坦化的技术。在实际制造中，它主要的作用是通过机械研磨和化学液体溶解“腐蚀”的综合作用，对被研磨体（半导体）进行研磨抛光。

6、 光刻机

又名掩模对准曝光机、曝光系统、光刻系统等，常用的光刻机是掩膜对准光刻，一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀等工序。在硅片表面匀胶，然后将掩模版上的图形转移光刻胶上的过程将器件或电路结构临时“复制”到硅片上的过程。

7、 离子注入机

它是高压小型加速器中的一种，应用数量最多。它是由离子源得到所需要的离子，经过加速得到几百千电子伏能量的离子束流，用做半导体材料、大规模集成电路和器件的离子注入，还用于金属材料表面改性和制膜等 。

在进行硅生产工艺里面，需要用到离子注入机对半导体表面附近区域进行掺杂，离子注入机是集成电路制造前工序中的关键设备，离子注入是对半导体表面附近区域进行掺杂的技术目的是改变半导体的载流子浓度和导电类型，离子注入与常规热掺杂工艺相比可对注入剂量角度和深度等方面进行精确的控制，克服了常规工艺的限制，降低了成本和功耗。

8、 引线键合机

它的主要作用是把半导体芯片上的Pad与管脚上的Pad，用导电金属线（金丝）链接起来。引线键合是一种使用细金属线，利用热、压力、超声波能量为使金属引线与基板焊盘紧密焊合，实现芯片与基板间的电气互连和芯片间的信息互通。在理想控制条件下，引线和基板间会发生电子共享或原子的相互扩散，从而使两种金属间实现原子量级上的键合。

9、 晶圆划片机

因为在制造硅晶圆的时候，往往是一整大片的晶圆，需要对它进行划片和处理，这时候晶圆划片机的价值就体现出了。之所以晶圆需要变换尺寸，是为了制作更复杂的集成电路。

10、 晶圆减薄机

在硅晶圆制造中，对晶片的尺寸精度、几何精度、表面洁净度以及表面微晶格结构提出很高要求，因此在几百道工艺流程中，不可采用较薄的晶片，只能采用一定厚度的晶片在工艺过程中传递、流片。晶圆减薄，是在制作集成电路中的晶圆体减小尺寸，为了制作更复杂的集成电路。在集成电路封装前，需要对晶片背面多余的基体材料去除一定的厚度，这一工艺需要的装备就是晶片减薄机。

当然了，在实际的生产过程中，硅晶圆制造需要的设备远远不止这些。之所以光刻机的关注度超越了其它半导体设备，这是由于它的技术难度是最高的，目前仅有荷兰和美国等少数国家拥有核心技术。近年来，国内的企业不断取得突破，在光刻机技术上也取得了不错的成绩，前不久，国产首台超分辨光刻机被研制出来，一时间振奋了国人，随着中国自主研发的技术不断取得进步，未来中国自己生产的晶圆也将不断问世。

二、半导体常用设备？

有晶圆制造设备、半导体封装设备和测试设备。晶圆制造设备是用于生产半导体晶圆的设备，包括光刻机、薄膜沉积设备、离子注入设备等。这些设备能够在硅片上制造出微小的电子元件，如晶体管和电容器等。半导体封装设备用于将制造好的芯片封装成最终的半导体器件，以保护芯片并提供连接引脚。常见的封装设备有贴片机、焊接机、封装机等。测试设备用于对制造好的半导体器件进行功能和性能的测试，以确保其质量和可靠性。测试设备包括测试仪器、测试夹具、测试程序等。这些在半导体产业中起到至关重要的作用。晶圆制造设备能够实现芯片的制造，封装设备能够将芯片封装成最终产品，而测试设备则能够确保产品的质量和性能。这些设备的发展和创新不仅推动了半导体技术的进步，也促进了电子产品的发展和普及。

三、半导体：半导体设备行业高景气？

由于半导体设备制造公司看手头订单量的主要数据是存货和预付款，而技术实力的增长主要是研发支出，所以本篇从这两个方面进行分析

（一）存货

由上述数据可见，目前北方华创的在手未发出订单所产生的存货一直是在稳定向上增长的，不过存货上涨幅度有所减缓，而中微公司从2019年第四季度开始进入存货负增长阶段，而2020年一季报更是大幅度负增长

在这里还有另外一个问题，两者2019年的存货增长幅度均大幅低于预期，北方华创相比之下低于预期的幅度较低（低于预期20%），而中微公司的存货就是大幅度低于预期了（低于预期37%），未来还是要看半年报的数据是否能够支持中微公司的股价上行

（二）预收款

由于会计准则改变，以往的预收款在2020年一季度改成合同负债，中微公司从2019年起预收款由于产能受限，无大幅度预收款增长，而北方华创在2020年一季度预收款大幅增长，进入业务高速扩张期，多平台业务全面开花

（三）研发投入

北方华创3年来研发投入一直维持大幅增长的势头，而中微公司在2019年研发投入仅小幅增长

上图研发费用预期为2019年下半年的研发费用预期，北方华创研发费用增长大幅高于预期（高于预期31.25%），而中微仅小幅高于预期

北方华创在维持较高的研发资本化的情况下，研发费用仍然大幅度增长

在半导体设备行业高速发展的4年时间中，随着两家龙头企业营收的不断增长，研发投入占营收比必然是不断在下降的，但是北方华创在2019年不仅研发投入占营收比没有下降，还进一步的出现增长

总结：如果就这三个方面的数据而言，我必然更倾向于北方华创会在短期内优于中微公司，中微公司受限于产能无法在短期内取得营收的大幅度增长，但是北方华创在多次融资和项目的先发优势下，已经进入了资本兑现的时期，高速发展不足以形容现在的北方华创，我个人更倾向于用中国半导体一个璀璨的明珠这句话来形容北方华创

四、半导体生产设备有哪些？

半导体专用设备泛指用于生产各类半导体产品所需的生产设备，属于半导体行业产业链的关键支撑环节。

半导体专用设备是半导体产业的技术先导者，芯片设计、晶圆制造和封装测试等需在设备技术允许的范围内设计和制造，设备的技术进步又反过来推动半导体产业的发展。

以半导体产业链中技术难度最高、附加值最大、工艺最为复杂的集成电路为例，应用于集成电路领域的设备通常可分为前道工艺设备（晶圆制造）和后道工艺设备（封装测试）两大类。其中的前道晶圆制造中有七大步骤，如下图所示：

半导体设备主要应用在半导体产业链中的晶圆制造和封装测试环节。硅片制造是半导体制造的第一大环节，硅片制造主要通过硅料提纯、拉晶、整型、切片、研磨、刻蚀、抛光、清洗等工艺将硅料制造成硅片，然后提供给晶圆加工厂。

半导体工业中有两种常用方法生产单晶硅，即直拉单晶制造法（CZ 法）和悬浮区熔法（FZ 法）。CZ 法是硅片制造常用的方法，它较 FZ 法有较多优点，例如只有 CZ 法能够做出直径大于 200mm 的晶圆，并且它的价格较为便宜。

CZ 法的原理是将多晶硅硅料置于坩埚中，使用射频或电阻加热线圈加热熔化，待温度超过硅的熔点温度后，将籽晶浸入、熔接、引晶、放肩、转肩等径等步骤，完成一根单晶硅棒的拉制。

单晶生长炉是生产单晶硅的主要半导体设备。

单晶硅棒完成后，还需要经过一系列加工才能得到硅片成品，主要涉及的半导体设备有切片机、研磨机、湿法刻蚀机、清洗机、抛光机和量测机。

晶圆制造是半导体制造过程中最重要也是最复杂的环节，整个晶圆制造过程包括数百道工艺流程，涉及数十种半导体设备。晶圆制造主要的工艺流程包括热处理、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜沉积、化学机械研磨和清洗。

热处理主要包括氧化、扩散和退火工艺。氧化是一种添加工艺，是将硅片放入高温炉中，加入氧气与之反应，在晶圆表面形成二氧化硅。扩散是通过分子热运动使物质由高浓度区移向低浓度区，利用扩散工艺可以在硅衬底中掺杂特定的掺杂物，从而改变半导体的导电率，但与离子注入相比扩散掺杂不能独立控制掺杂物浓度和结深，因此现在应用越来越少。

退火是一种加热过程，通过加热使晶圆产生特定的物理和化学变化，并在晶圆表面增加或移除少量物质。

热处理工艺使用的半导体设备为氧化扩散设备，其实质为高温炉。高温炉分为直立式和水平式高温炉，高温炉主要包括五个基本组件：控制系统、工艺炉管、气体输送系统、气体排放系统和装载系统。高温炉必须具有稳定性、均匀性、精确的温度控制、低微粒污染、高生产率和可靠性。

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光刻工艺流程中最核心的半导体设备是光刻机，光刻机是半导体设备中技术壁垒最高的设备，其研发难度大，价值量占晶圆制造设备中的 30%。

光刻工序所使用的半导体设备除了核心设备光刻机外，还需要涂胶显影设备。涂胶显影设备是光刻工序中与光刻机配套使用的涂胶、烘烤及显影设备，包括涂胶机、喷胶机和显影机，在 8 英寸及以上晶圆的大型生产线上，此类设备一般都与光刻设备联机作业，组成配套的圆片处理与光刻生产线，与光刻机配合完成精细的光刻工艺流程。

刻蚀工艺使用的半导体设备为刻蚀机。

离子注入所使用的半导体设备为离子注入机，离子注入机是非常庞大的设备，包括了气体系统、电机系统、真空系统、控制系统和最重要的射线系统。根据离子束电流和束流能量范围，一般可以把离子注入机分为低能大束流离子注入机、高能离子注入机和中低束离子注入机。

CVD 工艺使用的半导体设备是化学气相沉积设备，全球的化学气相沉积设备市场主要由应用材料、泛林半导体和东京电子所垄断，CR3 为 70%。

从 CVD 设备种类来看，PECVD、APCVD 和 LPCVD 三类 CVD 设备合计市场份额约占总市场份额的 70%，仍旧是 CVD 设备市场的主流。

目前 ALD 设备尚未在集成电路行业中大规模使用，应用材料、泛林半导体和东京电子都已经推出了 ALD 设备，国内设备生产商在 ALD 设备方面也有布局。

PVD 工艺使用的半导体设备为 PVD 设备，全球 PVD 设备市场基本上为应用材料所垄断，其市场份额高达 85%，其次为 Evatec 和 Ulvac，市场份额分别为 6%和 5%。

CMP 工艺使用的半导体设备是化学机械研磨机。常见的 CMP 系统包括研磨衬垫、可以握住晶圆并使其表面向下接触研磨衬垫的自旋晶圆载具，以及一个研磨浆输配器装置。

在全球清洗设备市场，市场集中度较高。国内的清洗设备领域主要有盛美半导体、北方华创、芯源微、至纯科技。

测试设备通过探针台和分选机将设备与芯片链接，通过施加激励信号并收集反馈，测试芯片的电流、电压等主要参数，判断芯片在不同工作环境下的性能有效性是否达到设计要求。1）设计检测是对晶圆样品和集成电路封装样品进行有效性验证；2）CP 检测是在晶圆制造环节提早发现失效产品；3）FT 检测是芯片产品投入市场之前最后的把关环节。

ATE 设备应用最多的是后道封测环节，我国半导体封测产能和技术方面均处于全球领先地位。半导体探针台设备行业集中度较高。

分选机按照系统结构可以分为三大类别，即重力式分选机、转塔式分选机、平移拾取和放置式分选机。全球分选机市场由爱德万、科休、爱普生三家企业所垄断，国内的分选机生产商主要有长川科技。

根据 SEMI 数据，预计 2021 年全球半导体专用设备市场规模突破 700 亿美元，中国半导体设备市场规模达 164 亿美元，同比增速保持 10%以上。Gartner 数据统计，测试类设备占半导体设备总市场的 8-9%，推算 2020 年全球测试设备市场规模约 55 亿美元。

半导体测试设备主要可分为测试机、探针台和分选机三大类，其中测试机占比约65%。根据赛迪咨询数据，2018 年我国半导体测试机按应用领域划分，存储类占比43.8%，SoC 类占比 23.5%，其余还包括数字、模拟和分类器件等。

测试类设备占半导体设备总市场的 8-9%，推算 2020 年中国大陆测试设备市场规模约 80 亿人民币，其中测试机市场约 50 亿元。

全球半导体后道测试市场被海外龙头高度垄断，前三企业合计市场占比达 98%。国际龙头厂商在技术和市场占有率均处于绝对领先地位，产品布局集中在 SoC 和存储器测试领域。

封装是将芯片在基板上布局、固定及连接，并用可塑性绝缘介质灌封形成电子产品的过程，目的是保护芯片免受损伤，保证芯片的散热性能，以及实现电能和电信号的传输，确保系统正常工作。封装设备主要有切割减薄设备、引线机、键合机、分选测试机等。

半导体设备位于产业链的上游，其市场规模随着下游半导体的技术发展和市场需求而波动。2013-2018 年，在智能手机和消费电子快速发展的推动下，半导体设备进入了一个持续上升的行业周期，市场规模从 317.9亿美元增长到了 645.3 亿美元，5 年 GACR 为 15%。而 2019 年全球半导体设备支出为 597.5 亿美元，同比下降7.4%，增长势头稍有回落。

根据 SEMI 预测，2020 年全球半导体设备市场规模达创纪录的 689 亿美元，同比增长 16%，2021 年将达 719 亿美元，同比增长 4.4%，2022 年仍旧保持增长态势，市场将达 761 亿美元，同比增长 5.8%。

随着 PC 和消费电子在国内的市场不断扩大，对于集成电路的旺盛需求带来了国内对于集成电路产业的持续投资。自 2013 年以来国内的半导体设备市场规模不断增长，2013 年国内半导体设备市场规模 33.7 亿美元，根据 SEMI 预测，2020 年市场规模预计达 181 亿美元，七年 CAGR 达 27%。在 2019 年全球半导体资本支出低迷的情况下，国内半导体设备支出仍旧保持了增长态势，市场规模达 134.5亿美元。同比增长 2.5%。

在国家政策和资金支持下，2021 和 2022 年中国大陆的半导体设备支出将持续保持高位，市场规模将保持在 180 亿美元。2019 年国产半导体设备销售额为 161.82 亿元，同比增长 30%。其中集成电路设备销售额为 71.29 亿元，同比增长 55.5%。而中国大陆 2019 年半导体设备市场规模 134.5 亿美元，国产化率约 17%，具备较大国产替代空间。

当前我国半导体设备依旧高度依赖于海外企业，并且在核心技术和零部件上受到一定的限制。半导体设备涉及数学、物理、化学、光学、力学等多个基础学科，技术壁垒高，研发难度大周期长，是整个产业中最关键的环节之一。

半导体设备直接关系芯片设计能否落成实物，产品可靠性和良率能否达到设计标准，国内行业是否能够参与全球竞争。因此要实现我国半导体产业链的自主可控，半导体设备至关重要。

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五、半导体设备知识讲解？

半导体设备是用于制造半导体器件和集成电路的设备。这些设备在半导体制造过程中扮演着至关重要的角色，包括晶圆制造、封装和测试等环节。以下是一些常见的半导体设备：

1. 光刻机：光刻机是半导体制造中最关键的设备之一，用于在硅片上印制图案，以便制造半导体器件。

2. 刻蚀机：刻蚀机用于在硅片上刻蚀出所需的图案，以便制造半导体器件。

3. 清洗设备：清洗设备用于清洗硅片表面的杂质和污染物，以确保制造的半导体器件的质量。

4. 氧化设备：氧化设备用于在硅片表面形成氧化层，以便制造半导体器件。

5. 薄膜沉积设备：薄膜沉积设备用于在硅片表面沉积各种薄膜，如金属、绝缘体和半导体材料等。

6. 测试设备：测试设备用于测试制造的半导体器件的性能和质量，以确保其符合要求。

7. 封装设备：封装设备用于将制造好的半导体器件封装在保护壳中，以便在电路板上使用。

这些设备都需要高度的精度和可靠性，以确保制造的半导体器件的质量和性能。随着半导体技术的不断发展，半导体设备也在不断升级和改进，以满足更高的制造要求。

六、生产半导体的设备？

半导体生产过程中的主要设备：

1、单晶炉。设备功能：熔融半导体材料，拉单晶，为后续半导体器件制造，提供单晶体的半导体晶坯。

2、气相外延炉。设备功能：为气相外延生长提供特定的工艺环境，实现在单晶上，生长与单晶晶相具有对应关系的薄层晶体，为单晶沉底实现功能化做基础准备。气相外延即化学气相沉积的一种特殊工艺，其生长薄层的晶体结构是单晶衬底的延续，而且与衬底的晶向保持对应的关系。

3、分子束外延系统。设备功能：分子束外延系统，提供在沉底表面按特定生长薄膜的工艺设备；分子束外延工艺，是一种制备单晶薄膜的技术，它是在适当的衬底与合适的条件下，沿衬底材料晶轴方向逐层生长薄膜。

4、氧化炉（VDF）。设备功能：为半导体材料进行氧化处理，提供要求的氧化氛围，实现半导体预期设计的氧化处理过程，是半导体加工过程的不可缺少的一个环节。

5、低压化学气相淀积系统。设备功能：把含有构成薄膜元素的气态反应剂或液态反应剂的蒸气及反应所需其它气体引入LPCVD设备的反应室，在衬底表面发生化学反应生成薄膜。

6、等离子体增强化学气相淀积系统。设备功能：在沉积室利用辉光放电，使其电离后在衬底上进行化学反应，沉积半导体薄膜材料。

7、磁控溅射台。设备功能：通过二极溅射中一个平行于靶表面的封闭磁场，和靶表面上形成的正交电磁场，把二次电子束缚在靶表面特定区域，实现高离子密度和高能量的电离，把靶原子或分子高速率溅射沉积在基片上形成薄膜。

七、efem半导体设备介绍？

EFEM具有独特的技术优势，能够满足集成电路制造过程中的晶圆传输需求。

果纳半导体设备前端模块EFEM采用固定式多关节单臂双叉型机器人，具有更高的稳定性、传片效率，能够满足长期使用的高洁净度要求；具有优异的内部气流导向结构设计，保证了内部空间微环境的洁净度满足ISO Class 1级别要求，甚至能达到更高的无尘要求，因此在设计阶段对系统整体的稳定性要求非常高。

不仅如此，EFEM还可以根据需求订制晶圆承载台数量，兼容所有符合 SEMI 标准的 FOUP、FOSB 、SMIF和OC料盒 。

八、什么是半导体设备？

半导体，指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。如二极管就是采用半导体制作的器件。半导体是指一种导电性可受控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料。 半导体设备有激光打标机，激光喷码机，包装机，纯水机等等

九、半导体设备是什么？

半导体设备即为利用半导体元件制造的电气设备。

半导体，指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。如二极管就是采用半导体制作的器件。半导体是指一种导电性可受控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料。

半导体设备有激光打标机，激光喷码机，包装机，纯水机等等

十、半导体设备控制原理？

半导体激光器通过一定的激励方式，在半导体物质的能带（导带与价带）之间，或者半导体物质的能带与杂质（受主或施主）能级之间，实现非平衡载流子的粒子数反转，当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时便产生受激发射作用。

半导体激光器的激励方式主要有三种：

1、电注入式

电注入式半导体激光器一般是由GaAS（砷化镓）、InAS（砷化铟）、Insb（锑化铟）等材料制成的半导体面结型二极管，沿正向偏压注入电流进行激励，在结平面区域产生受激发射。

2、电子束激励式;

电子束激励式半导体激光器一般用N型或者P型半导体单晶（PbS、CdS、ZhO等）作为工作物质，通过由外部注入高能电子束进行激励。

3、光泵浦激励式;

光泵浦激励式半导体激光器一般用N型或P型半导体单晶（GaAS、InAs、InSb等）作为工作物质，以其它激光器发出的激光作光泵激励。