半导体材料课件ppt

Posted on 8月 29 2022 by admin

CMP技术所采用的设备及消耗品包括:抛光机、抛光液、抛光垫、后CMP清洗设备、抛光终点测及工艺控制设备、废物处理和检测设备等。

抛光垫产业链抛光垫技术壁垒高,认证时间长。

如涉及作品版权问题,请与本知乎账号后台联系。

IC制造各环节所需电子特气介绍电子特气的纯度对半导体及相关电子产品的生产至关重要。

南大光电300346公司是全球MO源领导供应商之。

-2022年全球半导体销售额及增长资料来源:WSTS、智研咨询整理中国是制造业大国,也是全球最大的半导体消费市场。

……重点个股推荐3.1半导体产业链:3.1.1兴森科技:项目落地,兴森控股,大力扩产IC载板3.1.2鼎龙股份:传统耗材业务稳步增长,电子新材料放量在即3.1.3晶瑞股份:扩张持续进行,客户优质稳定3.1.4万润股份:显著低估的材料龙头公司,看好公司成为”中国的UDC”3.1.5南大光电:光刻胶领域新星,MO源系列持续助力光电材料国产替代3.1.6深南电路:龙头恒强,持续突破3.1.7昊华科技:5G驱动,氟塑料及电子气体龙头高增长可期3.1.8联瑞新材:硅微粉龙头,半导体及5G带动下行业迎来发展良机3.1.9雅克科技:转型跻身半导体,传统业务稳步复苏3.1.10江丰电子:高纯度金属材料逐步自给,加快完善靶材市场布局3.1.11江化微:龙头企业稳步发展,技术与量产并行上升3.1.12中环股份:光伏供不应求,顺势扩大产能3.1.13上海新阳:半导体持续发展,扩产迫在眉睫3.1.14华特气体:特种气体国产化势在必行,为客户打造一站式服务3.1.15阿石创:溅射靶材的新星,持续加大研发力度……3.2新型显示产业链3.2.1万润股份:显著低估的材料龙头公司,看好公司成为”中国的UDC”3.2.2双象股份:立足原料优势,看好公司PMMA产业链一体化布局3.2.3濮阳惠成:OLED及氢化双酚A打开市场空间3.2.4三利谱:偏光片龙头恒强,产能持续扩张3.2.5激智科技:5G+8K引领高端显示,光学膜龙头成为最大受益方3.2.6苏大维格:微纳加工龙头企业,行业机遇即将到来……(报告来源:国盛证券)获取报告请登陆未来智库www.vzkoo.com。

**鲍蕾给贝儿和小叶子烫了同款卷发,再也分不清姐姐和妹妹了**陆毅家的两个小公主是越来越美了,并且越长越像。

以上厂商均为美国公司,因而通信基站芯片对美国厂商依赖性极高。

单晶硅炉型号有两种命名方式,一种为投料量,一种为炉室直径。

之后,经过2英寸,3英寸,和4英寸。

半导体工业集成电路的尺寸越来越小,集成度越来越高,并能够按照摩尔定律向前发展,其内在驱动力就是光刻技术的不断深入发展。

这些新兴产业的特殊需求使得半导体新材料的需求在未来3-5年将会大增,而由于材料特性和工艺问题,这些新材料的生产难度远大于硅材料,成本也更高,目前主要是依托性能优势打出性价比,得以扩大应用。

电子特气的分离和提纯方法原理上可分为精馏分离、分子筛吸附分离以及膜分离三大类,在实际提纯分离过程中,为了达到更好的分离效率,往往会利用多种分离方法进行组合,工艺更为复杂。

按照应用领域的不同,光刻胶又可以分为印刷电路板(PCB)用光刻胶、液晶显示(LCD)用光刻胶、半导体用光刻胶和其他用途光刻胶。

光电子器件半导体发光、摄象器件和激光器件的发展使光电子器件成为一个重要的领域。

而塑料封装成本低廉、性能稳定,是很好的替代品,还能让设计人员采用传统的表面贴装方法,进一步降低供应链成本。

化合物半导体供应商竞争力外延生长市场中,英国IQE市场占比超60%为绝对龙头。

主要包括抛光液和抛光垫。

根据SEMI统计数据,电子特种气体在半导体整个制程应用中成本占比仅为5%~6%,但是由于其品种繁多,在半导体制程工艺中覆盖广泛,因此成为衡量半导体技术的核心产品。

从国内有效专利上看,当前我国有效专利主要来自于广东、江苏、北京等省市,67.28%的专利申请人为企业,33.28%的专利申请人为大专院校和科研单位,而前10申请人主要为高校或科研院所,西安电子科技大学、华南理工大学、中国科学院半导体研究所等机构有效专利数量排名前列。

过去平均每6-8年,新的大尺寸硅片就能占据主流,但由于制造设备更换和良品率等问题,更进一步的18英寸硅片的研制已经投入许多年,却仍旧无法解决成本高、回报低的问题,目前也未有消息称取得突破性进展。

**刻蚀作为晶圆前道生产工艺中最重要的三类设备之一,价值量占比25%。

**3.2.3历史规律难以逆转**考虑到半导体材料产业链是围绕芯片生产为中心,以晶圆为基础配套形成的,晶圆出货量可以大致反映全体半导体材料的需求量,所以,用历年半导体材料市场销售额除以当年晶圆出货量就可以大致估测出半导体材料的单价。

电子器件包括PA功率放大器、LNA低噪声放大器、射频开关、数模转换、微波单片IC、功率半导体器件、霍尔元件等。

电子特种气体从生产到分离提纯以及运输供应阶段都存在较高的技术壁垒,市场准入条件高,全球市场主要被几家跨国巨头垄断。

现业已证实,InP制造的晶体管与用其它任何材料制造的器件相比其速度快50%。

利用光化学反应,经曝光、显影、刻蚀等工艺将所需要的微细图形从掩模版转移到待加工基片上的图形转移介质

应用分类:PCB印制电路板光刻胶、LCD液晶显示器光刻胶、半导体光刻胶三大类

全球市场规模40亿美元,中国50亿元

在光刻工艺中,光刻胶被均匀涂布在衬底上,经过曝光(改变光刻胶溶解度)、显影(利用显影液溶解改性后光刻胶的可溶部分)与刻蚀等工艺,将掩膜版上的图形转移到衬底上,形成与掩膜版完全对应的几何图形,技术分类:正性、负性

技术路线:紫外宽谱300-450nm→G线436nm→i线365nm→KrF248nm→ArF193nm→EUV13.5nm

全球日本JSR合成橡胶、东京应化、住友化学、富士电子Fujifilm、信越化学、美国罗门哈斯、韩国东进等

中国北京科华、苏州瑞红、潍坊星泰克、南大光电、容大感光、上海新阳等

89.掩膜版Photomask:台积电、三星、英特尔垄断掩膜版在集成电路行业中的作用就像照相行业中的胶卷底片,主要负责图形底片的转移,即用光刻机在原材料上刻出相应的图形,整个光刻过程主要通过透光与非透光的方式进行图像复制

全球市场规模35亿美元,中国60亿元

掩膜版是布满IC电路图像的铬金属薄膜石英玻璃片,石英玻璃作为衬底,在其上面镀上一层金属铬和感光胶,成为一种感光材料,把已设计好的电路图形通过电子激光设备曝光在感光胶上,被曝光的区域会被显影出来,在金属铬上形成电路图形,成为类似曝光后的底片的光掩模版,然后应用于对集成电路进行投影定位,通过集成电路光刻机对所投影的电路进行光刻

英特尔、三星、台积电三家全球最先进的芯片制造厂,其所用的掩膜版大部分由自己的专业工厂生产,非先进制程掩膜版外包趋势明显,全球美国福尼克斯Photronic、日本DNP、日本凸版印刷Toppan、台湾光罩、SK-Electronics等

中国分为3类第一类是科研院所,包括中科院微电子中心,中国电科13所、24所、47所、55所等第二类是独立的掩膜版制造厂商,主要有无锡迪思微电子、无锡中微,路维光电、深圳清溢光电等第三类是芯片厂配套的掩膜厂,以中芯国际掩膜厂为代表

90.电子特气:110余种气体在集成电路制造中使用110余种气体,约占全部生产材料的三分之一,气体的纯度、洁净度直接影响到电子元器件的质量、集成度、特定技术指标和成品率,并从根本上制约着电路和器件的精确性和准确性

全球市场规模45亿美元,中国20亿美元

提纯:低温精馏、膜分离、吸附分离三大技术,达到4N99.99%~5N以上检测:ppm级→ppt级,离线分析→在线分析(on-line)→原位分析(insitu)储运:负压气瓶技术

全球美国空气化工、普莱克斯、德国林德集团、法国液化空气、日本大阳日酸株式会社等

中国广东华特、苏州金宏、中船重工718所、江苏南大光电、天津绿菱、江苏雅克等

91.化学品Chemicals:超净高纯试剂、功能性材料湿电子化学品指为微电子、光电子湿法工艺(主要包括湿法刻蚀、清洗、显影、互联等)制程中使用的各种电子化工材料,主要用于清洗颗粒、有机残留物、金属离子、自然氧化层等污染物,通过蚀刻液与特定薄膜材料发生化学反应,从而除去光刻胶未覆盖区域的薄膜等

按用途可分为通用化学品(超净高纯试剂)和功能性化学品(以光刻胶配套试剂为代表)

全球湿电子化学品市场规模50亿美元,中国80亿元

湿电子化学品杂质含量标准SEMI国际标准分为五个等级,集成电路用超高纯试剂集中在G3、G4、G5水平

湿电子化学品关键生产技术包括混配、分离、纯化、分析检验、环境处理与监测等

全球德国巴斯夫,美国Ashland亚什兰化学、Arch化学,日本关东化学、三菱化学、京都化工、住友化学,台湾联仕、鑫林,韩国东友精细化工等

中国江阴江化微、苏州晶瑞、江阴润玛、浙江巨化、上海新阳等

92.CMP抛光材料:抛光液、抛光垫、修整盘CMP化学机械抛光(ChemicalMechanicalPolishing)是在一定压力及抛光液下,被抛光工件相对于抛光垫做相对运动,借助于纳米粒子的研磨作用与氧化剂的腐蚀作用之间的有机结合,在被研磨的工件表面形成光洁表面,应用在单晶硅片抛光及介质层抛光中,材料包括抛光液、抛光垫和修整盘等

全球20亿美元,中国28亿元

抛光液主要是为抛光对象提供研磨及腐蚀溶解,一般由超细固体粒子研磨剂(如纳米级SiO2、Al2O3粒子等)、表面活性剂、稳定剂、氧化剂等组成,技术壁垒在于调整抛光液组成以改善抛光效果

全球美国卡博特Cabot、普莱克斯、杜邦、Rodel、Eka、德国世泰科、日本Fujimi、Hinomoto、韩国ACE、台湾汉民等,中国安集微电子、上海新安纳电子、北京国瑞升科技等

抛光垫传输抛光液,传导压力和打磨发生化学反应的材料表面,材料通常为聚氨酯或聚酯中加入饱和的聚氨酯,技术壁垒在于沟槽设计及提高寿命改良

全球陶氏化学、嘉柏微电子、3M、卡博特、日本东丽、台湾三方化学等,中国成都时代立夫、湖北鼎龙、宁波江丰电子、苏州观胜半导体、深圳嵩洋微电子等

CMP修整盘将金刚石颗粒镶嵌在金属胎体上,在抛光过程中对抛光垫进行修正,以保证抛光工艺的稳定性和重复性,全球美国3M、韩国Saesol、中国台湾中砂等93.靶材:金属、合金、化合物靶材是溅射工艺中原材料,溅射利用离子源产生的离子轰击固体表面,使固体表面的原子离开固体并沉积在基底表面,被轰击的固体称为溅射靶材

按照成分不同可分为金属靶极(纯金属铝、钛、铜、钽等)、合金靶极(镍铬合金、镍钴合金等)和陶瓷化合物靶极(氧化物、硅化物、碳化物、硫化物等)

靶材制备工艺主要包含熔炼铸造法、粉末烧结法两大技术路径

市场规模全球130亿美元,中国280亿元

全球日本日矿金属、东曹、住友化学、爱发科、美国霍尼韦尔、普莱克斯等

中国宁波江丰、北京有研、福建阿石创、河南隆华节能等

**二十封装材料**94.分类:基板、框架、焊线、树脂、陶瓷等封装材料是指在晶圆上形成有引出管脚和钝化保护壳的独立芯片过程中用到的各类材料和工具,主要包含基板、引线框架、键合丝、陶瓷封装材料、封装树脂、粘晶材料等

市场规模全球200亿美元,基板占比最大

95.基板:无机、有机、复合封装基板作为芯片封装核心材料,一方面能够保护、固定、支撑芯片,增强芯片导热散热性能,保证芯片不受物理损坏,另一方面封装基板的上层与芯片相连,下层和印刷电路板相连,以实现电气和物理连接、功率分配、信号分配,以及沟通芯片内部与外部电路等功能随着封装技术向多引脚、窄间距、小型化的趋势发展,封装基板逐渐取代传统引线框架成为主流封装材料

全球市场规模100亿美元,中国100亿元

材料分类:无机基板、有机基板、复合基板三大类无机基板由各种无机陶瓷制成,耐热性好、布线较易且尺寸稳定,但成本高、材料毒性,逐渐被有机基板和复合基板取代,主要应用于对可靠性要求较高的领域,如军工产业有机基板由有机树脂、环氧树脂等有机材料制成,介电常数较低且易加工,适用于导热性要求不高的高频信号传输,可分为刚性和柔性两种,刚性应用于基带芯片、应用处理器芯片、功率放人器芯片、数字模块芯片等领域,柔性应用于晶体管液晶显示器芯片等领域复合基板则是根据不同需求的特性来复合不同有机、无机材料

与PCB工艺类似但技术难度更高,封装基板工艺分为减成法、加成法、半加成法等三大类加成法以化学镀铜的方法在胶板上镀出铜线路图形,形成以化学镀铜层为线路的印制板,主要用于制造廉价的双面板半加成法采用覆铜板制作印制线路板,让通孔中形成铜连接层,将双层或多层板之间的线路连接起来减成法在覆铜板上印制图形后,将图形部分保护起来,再将印有抗蚀膜的多余铜层腐蚀掉,以减掉铜层的方法形成印制线路

全球中国台湾、韩国、日本三地占据90%份额,全球前十大封装基板厂商占据80%

中国大陆深南电路、珠海越亚、兴森科技、丹邦科技等

96.封装材料:引线框架、键合丝、陶瓷封装、芯片粘结材料等引线框架是一种借助于键合丝实现芯片内部电路引出端与外部电路(PCB)的电气连接,形成电气回路的关键结构件,类型有TO、DIP、SIP、SOP、SSOP、QFP、QFN、SOD、SOT等,主要用模具冲压法和蚀刻法进行生产,国内康强电子等

键合丝是用来焊接连接芯片与支架,承担着芯片与外界之间关键的电连接功能,根据应用领域以及需求的不同,可以选择金、银、铜、铝各种不同的金属复合丝,全球市场规模35亿美元,中国45亿元,全球日本贺利氏、田中贵金属、新日铁等,中国康强电子等

陶瓷封装材料用于承载电子元器件的机械支撑、环境密封和散热等功能,耐湿性好,良好的线膨胀率和热导率,在电热机械等方面性能极其稳定,但是加工成本高,具有较高的脆性,技术路线BeO→Al2O3→AIN,全球市场规模25亿美元,中国35亿元,全球日本京瓷、住友化学、NTK公司等,中国三环集团等

芯片粘结材料是采用粘结技术实现管芯与底座或封装基板连接的材料,在物理化学性能上要满足机械强度高、化学性能稳定、导电导热、低固化温度和可操作性强的要求,包括银浆粘接技术、低熔点玻璃粘接技术、导电胶粘接技术、环氧树脂粘接技术、共晶焊技术,环氧树脂是应用比较广泛的粘结材料,全球市场规模8亿美元,中国25亿元,飞凯材料、联瑞新材、宏昌电子等

**二十产业化**97.全球:美日欧主导,龙头各不相同从行业竞争格局看,全球半导体材料产业依然由日、美、台、韩、德等国家占据绝对主导,国产半导体材料的销售规模占全球比重不到5%半导体材料行业细分领域众多,技术上存在较大差异,因此各个子行业龙头各不相同

美国科锐Cree:化合物材料龙头美国科锐Cree成立于1987年,1993年上市,2018年以3.5亿欧元收购英飞凌RF部门,全球GaNonSiC龙头,全球最大的GaN射频器件供应商,2018年营收14.9亿美元

日本JSR合成橡胶:光刻胶龙头1957年成立,1977年进入半导体光刻胶业务,2017年与比利时IMEC微电子研究所成立EUVRMQC光刻胶制备和认证中心

美国空气化工AirProducts:电子特气龙头美国空气化工核心业务是工业气体以及相关设备,1987年进入中国在深圳蛇口设立气体工厂,是西方气体公司在中国成立的第一家合资企业

德国巴斯夫BASF:化学品龙头1865年成立,是全球最大的化工公司,也是全球主要的半导体材料制造商之一,半导体材料产品主要包括抛光材料、超净高纯试剂、电镀液等

美国卡博特Cabot:抛光材料龙头卡博特微电子CabotMicroelectronics是全球第一大抛光液和第二大抛光垫供应商,2004年与中国蓝星(集团)公司成立了气相金属氧化物合资企业

日本日矿金属:靶材龙头

日本揖斐电:封装基板龙头日本揖斐电(IBIDEN)创立于1912年,电子板块主要从事印刷电路板(PCB)、封装衬底、PCB设计,在IC封装基板方面,CavityBGA、FCPGA封装基板占全球40%的份额

98.中国大陆:三大梯队根据我国半导体材料细分产品竞争力,分为三大梯队:第一梯队:靶材、封装基板、CMP抛光材料、湿电子化学品,引线框等部分封装材料,部分产品技术标准达到全球一流水平,本土产线已实现中大批量供货第二梯队:电子气体、硅片、化合物半导体、掩模版,个别产品技术标准达到全球一流水平,本土产线已小批量供货或具备较大战略意义第三梯队:光刻胶,技术和全球一流水平存在较大差距,目前基本未实现批量供货

晶圆材料:群雄混战,龙头未显

北京科华:光刻胶龙头北京科华成立于2004年8月,I线365nm光刻胶产能500吨/年、KrF248nm光刻胶产能10吨/年,ArF193nm干法光刻胶中试产品完成测试,EUV13.5nm光刻胶完成关键材料设计、制备和合成工艺研究、配方组成和制备,与国际先进水平只差一代

华特股份:电子特气龙头1999年成立于广东省佛山市南海区里水镇,主营工业气体生产,以氟碳类气体见长,2017年Ar/F/Ne、Kr/Ne、Ar/Ne和Kr/F/Ne等4种混合气通过全球最大的光刻机ASML产品认证,中国第一,全球前四,2019年登陆科创板

江华微:化学品龙头目前国内生产规模最大、品种最齐全、配套性最强的超高纯湿电子化学品专业集成服务提供商,建有年产8万吨的超高纯湿电子化学品生产基地,硝酸、氢氟酸、氨水等细分产品达到G4、G5行业水平

安集微电子:CMP抛光材料龙头安集微电子2006年成立于上海,2019年科创板上市,主要产品为化学机械抛光液、清洗液、光阻去除液、抛光垫等,抛光液覆盖130nm~28nm,进入16-10nm产品研发阶段

江丰电子:靶材龙头江丰电子主营高纯溅射靶材的研发、生产和销售,主要有四种:铝、钛、钽、钨钛靶,应用于半导体、平面显示以及太阳能等,在14/16纳米技术节点实现批量供货,完成国家02重大专项(300mm硅片工艺用Al、Ti、Ta靶材制造技术研发与产业化)项目验收

深南电路:基板龙头PCB、封装基板、电子装联三大业务,硅麦克风微机电系统封装基板全球市场占有率超过30%,公司已授权专利223项,人才数量达1194人

最后一张图总结

分享本文至朋友圈,打赏10元进群,20元获取完整报告,加作者好友即可!最后来个投票,第三代半导体材料中,哪家中国企业最有希望成为龙头呢?,半导体材料人们很早就按导电性能把各种材料分成三大类:导体(电阻率10-6Ω·cm),绝缘体(电阻率1012Ω·cm)以及电阻率介于两者之间的半导体.后来逐步了解到半导体材料具有许多特殊性能,例如:负电阻温度系数,很高的热电势,整流效应,光敏性以及Hall效应等.随着固体能带理论的提出与发展,更清楚地了解到:半导体的价电子是处在被电子充满的能带中,这个被电子充满的能带与更高的允许电子占据的能带之间,隔着一个禁带,禁带的宽度大于零、小于2e…(本文共840字)阅读全文>>相关文献

光源与照明0引言半导体材料具有非常特殊的物理和化学属性,在现代社会生产和科技发展中发挥了重要作用,促进了现代科技尤其是电子技术的飞速发展。

而其中由于美国经济的衰退,导致了半导体市场的下滑,即由1995年的1500多亿美元,下降到1998年的1300多亿美元。

b.不同K值的杂质,提纯效果不同,K值与1相差愈大,杂质的最终分布愈好。

**材料和设备行业是目前半导体国产化程度最低的环节**半导体五大环节中,封测技术含量最低,最依靠人力,所以国内发展最快;设计环节在专用芯片方面已经有所突破;制造环节受大基金一期的大额投入,增长可期;材料的竞争对手多是老牌的、有着长期经营历史的、国际影响力极强的国际巨头,半导体材料国产化的未来发展之路还很漫长。

江丰电子:江丰电子是国内最大半导体芯片用靶材生产商,目前已可量产用于90-7nm半导体芯片的钽、铜、钛、铝靶材,其中钽靶材在台积电7nm芯片中已量产,5nm技术节点产品也已进入验证阶段。

纯度上,半导体级硅片普遍要求硅片纯度达到11N(即99.999999999%)以上。

目前芯片制造工艺在180-130nm之间主要用铝及铝合金靶材作为导电层,90-65nm主要应用铜靶材。

这种方法不用坩埚,能避免坩埚污染,因而可以制备很纯的单晶,也可采用此法进行区熔。

主要有硅、锗、硒等,以硅、锗应用最广。

目前广泛运用于半导体、太阳能硅片、LED和平板显示等电子元器件的清洗和蚀刻等工艺环节。

相比同为产业链上游的半导体设备市场,半导体材料市场更细分,单一产品的市场空间很小,所以少有纯粹的半导体材料公司。

氮化镓可以与氮化铟(Eg=1.9eV)、氮化铝(Eg=6.2eV)形成合金InGaN、AlGaN,这样可以调制禁带宽度,进而调节发光管、激光管等的波长。

全球生产掩膜版的企业主要是日本的TOPAN、大日本印刷、HOYA、SK电子,美国的Photronic等。

衬底市场:高技术门槛导致化合物半导体衬底市场寡占,日本、美国、德国厂商主导。

严格地说,只有在绝对零度时,硅和锗中的价带才是被填满的,导带才是全空的,此时材料的电导率才为零。

**电子级多晶硅的等级及相关技术要求**电子级多晶硅材料的生产与太阳能级多晶硅相比,对产品纯度、杂质控制的要求都非常苛刻,此过程中氯硅烷的分离提纯工艺是关键步骤。

核心产业链:完成半导体产品的设计、制造和封装。

英国IQE及中国***全新光电两家份额合计达80%。

从材料体系上看,GaN—on—Si器件主要的应用于笔记本、高性能服务器、基站的开关电源等200~1200V的中低压领域;而GaN—on—SiC则集中在大于1200V的高压领域,如太阳能发电、新能源汽车、高铁运输、智能电网的逆变器等器件。

近年来关于Si1-xGex材料的研究倍受重视。

直拉法应用最广,80%的硅单晶、大部分锗单晶和锑化铟单晶是用此法生产的,其中硅单晶的最大直径已达300毫米。

发表回复

您的电子邮箱地址不会被公开。