
The original article was published in the 5th issue of "Developing a World Science and Technology Power" in 2025, special issue "Developing a World Science and Technology Power" -Special Topic "The current situation and welding Thinking High Making" Ye Tianchun 1* Zhu Yu 2 Zhang 11 Institute 3 Du Xiaoli 4 Lei Zhenlin Yuan Pengpeng 11 Institute of Microelectronics of Chinese of Sciences 2 Tsinghua University 3集成电路设备创新联盟4集成电路设计创新联盟5集成电路零件创新联盟的针对“ 15五年计划”。我国家的半导体设备行业面临技术阻塞和供应链的双重挑战。它需要从“追赶和更换”到“变革之路”,以打破国际技术系统的希望。本文研究了三个主要需求:支持自力更生和自我完善(破坏高级过程设备和零件的瓶颈),Develo使用中国属性(探索新技术路径,例如GAA和3D集成),并促进智能升级(AI和数字技术集成)。同时,建议使用“全球化”方法来处理反全球化,并通过协调内部流通和国际双重流通来恢复全球半导体产业链。 Currently, domestic equipment has made breakthroughs in mature processes, but the high-end field is still monopolized by the United States, Japan and Europe, and faces problems such as low-level repeated competitions and "bottlenecks" in the supply chain.It is recommended to avoid spinning through systematic scientific and technological research and cooperation of flowing and downfall, focusing on the benefits of asymmetric technology, and achieving a leap from freedom and self-control and自尊心和自我完善。半导体已经穿透了各种F全球经济和社会发展的税收,以及升级网络的工业,数字变革,智能应用和信息基础设施以及主要国家应战斗的战略高度命令的基础。我国家的半导体行业已成为世界上不能忽视的力量,并且在美国和西部的各个方面都以前所未有的方式被卷入,这一直是中国与美国之间游戏领域的重点。作为半导体行业的首次支持,半导体设备是实现半导体技术突破和行业升级的关键。在处理第15五年计划和新国际局势的要求时,我国家的半导体设备将必须克服现有轨道上的困难,还采取主动行动来进行途径变更,以支持新的全球半导体生态系统,并具有中国物业。 1。在第15五年计划计划中,半导体制造分为前渠道制造,后包装和试验。道路前部的制造设备主要包括九类,包括光刻,干蚀刻,掺杂,胶片,平面化,热处理,湿法,湿法,测量和探索以及工厂中的辅助设备。总共有大约190个细分类型。不同的制造工艺需要配置各种制造设备。通常,每一代进化过程和升级过程都需要升级现有设备,并增加10%-20%的新设备。例如,28 nm逻辑芯片生产线具有约120种类型的设备,而14 nm生产线需要添加到约140种类型的设备中。半导体存储制造和逻辑制造在很大程度上与DOPI的设备要求有很大不同NG和扩散过程以及几乎30%的不同类型的设备。后包装和测试设备包括稀疏设备,设备切割,测试机,机器分类和其他设备。随着芯片整合不断改善,制造过程的持续改进,半导体制造过程也提出了更高的设备要求。扩展全文
查看“ 15五年计划”,半导体设备的机会和需求主要反映在以下三个方面。
1.1支持我国家的半导体行业从独立的自我控制和自我依赖中转变
自2016年以来,奥巴马,特朗普和拜登的三个政府在美国继续采取政策步骤,而不必镇压我国家的高科技行业。自2018年以来,美国一直专注于半导体产业链,并继续o引入限制步骤,一步一步地逐步按下,试图打断开发我国半导体的半导体的创新过程,减慢了我国国家的发展发展发展,并限制了我国的半导体行业发展。
2022年10月7日,美国引入了新的限制,以进一步打破与高端芯片相关的技术系统,工业系统和人才系统的联系,以试图在我国实现“高端锁定”。 2023年10月17日,美国进一步发布了将半导体出口控制升级到中国的政策。 2024年12月2日,美国发布了一项临时最终规则,一旦重新提出了对我国半导体相关物品的出口控制的限制,重点是半导体设备公司。目前,主要的半导体设备公司被包括在美国实体列表中。
从2008年到现在,十多年的国家主要科学技术项目,国家综合电路行业基金以及科学技术研究计划的持续支持,再加上一系列政策支持步骤,例如科学和技术创新委员会,我的国家 /地区的半导体设备和组件在担保方面确立了主要保证,并在保证中找到了专业的保证,并在保证方面找到了一项独立的流程,并具有独立的控制。但是,先进的过程设备及其支持组件的弱点需要全面,系统和长期的研究,以支持我国家的半导体行业朝着自力更生和自我改善迈进。
1.2支持我国家的半导体,以促进具有中国特征的变化生态系统
全球半导体技术的发展途径正在发生不确定的变化建立了70年。尽管设备功能的大小逐渐接近物理极限,但进一步的晶体管大小变得困难和昂贵,并且通过减少晶体管大小来改善性能的传统方法变得困难。为了满足流行导体进化的要求,我们需要做出巨大的努力来打破半导体制造过程和设备技术,尤其是前渠道中的半导体工艺设备,这将继续促进摩尔法的进一步发展。
表1集成电路逻辑设备的技术路线图
同时,半导体行业积极探索新的技术途径,例如三维结构,光子芯片和量子计算等新兴领域,以打破物理限制并实现性能跳跃。同时,高级包装技术,例如2.5D/3D堆叠的集成电路(ICS),混蛋PACKaging等。这些创新技术不仅改变了半导体产品的设计和制造方法,而且还会深深影响整个电子信息行业的模式。此外,将绝缘体中完全耗尽的硅(FDSOI)与现有的主流鳍片效果晶体管(FIN)具有简单过程,低成本制造,高速制造,高速和低电力消耗的优势,并且对1-2代的高级光刻机器的需求较低,并且具有少20%的设备制造类型。国内和材料设备具有完整的支持功能,可以为制造国内高端芯片提供新的高级流程。
我的国家应该占据这个历史性的机会,改变半导体领域,摆脱道路,探索新的创新途径,重新调整半导体芯片是一种工业系统,创造了新的生态学,一个新的生态学,一个nd走中国特性独立变化的道路。在此过程中,半导体设备将由重要的支持和领导作用在“摩尔法律具有中国财产”的发展中发挥作用。
1.3满足了半导体对网络,数字化和智能的需求
作为开发信息技术的基础,半导体技术促进了信息技术的发展,信息技术也促进了半导体技术的开发。近年来,信息技术的发展加速了半导体领域到智能制造的发展。智能制造可以通过传统的制造技术融合了信息技术,例如人工智能(AI),数字化和网络技术。通过理解,分析,推理,决策和控制,它运行了产品设计,生产的各个方面分配和服务,并对产品需求产生动态响应。目前,半导体制造设备的智能水平继续升级,并逐渐朝着整个过程的智能和半导体制造的链接介绍。对工业研究机构的国际设备和系统路线图(IRD)的分析表明,将来,半导体设备将遵循表2中计划的技术进化路径,并在阶段实现更完整的智能功能。
表2半导体设备的智能技术路线图
2。半导体设备开发的Kasacurrent状态
2.1全球状态
全球半导体设备市场显示出高度全球化的劳动力产品部门的竞争状况和高度的单一产品垄断。美国,日本和欧洲(荷兰)制造商占据了80%以上的市场份额。其中,岩性Raphy机器主要由荷兰和日本制造商提供,干燥,掺杂,膜,平面化,热处理,湿法,测量和发现,辅助设备等。美国和日本制造商主要提供。 Cinno IC研究发布的有关半导体设备的最新研究报告表明,全球半导体制造商收入的前10名半导体收入超过1,100亿美元,同比增长了近10%。
在2024年,制造商半导体设备的全球十大尺寸中,荷兰ASML公司(ASML)先前在2024年被排名;美国应用公司(AMAT)材料在2024年排名第二,收入约为250亿美元;日本东京电子公司(TEL)和美国Kelei Corporation(KLA)分别排名第三,第四和第五。作为SINgle中国半导体设备在前10名中,北华旺技术集团有限公司,有限公司,2023年首次进入前10名,从8号到6th到2024年。图片1图片1全球10前10的全球半导体设备标记设备标记尺寸制造商制造商标记尺寸的制造商标记尺寸的制造商标记了Mark Size Mark Size Mark sign In Mark Sigans In 2024 In 2024 In 2024
资料来源:Cinno•IC研究
2.2我们国家的当前情况
在2008年之前,我国的12英寸半导体钥匙设备几乎是空白的,其中有少量的8英寸原型设备。因此,当建造国内芯片生产线时,从美国进口的过程和测试设备的50%,需要从欧洲进口的20%的设备(主要是光刻机器),而30%的设备从日本和其他国家进口。在过去的十年中,国家科学技术项目等主要科学和技术计划以及关键技术研究项目以及国家半导体行业基金和科学技术创新委员会等工业政策已经开发了一个有效的“技术领导力”羞耻,工业后续行动和财务支持的模型,并创造了一种情况,即工业链,现代链,现代链和金融连锁店的“三链整合”的情况下,中国的快速制造业促进了技术的快速制造。包装和测试,设备和材料已正确整合,最初拥有提供独立供应和更改半导体设备的能力。
在产品设计方面,国内技术能力得到了极大的提高,并通过处理器(CPU),基于程序的阵列(FPGA),基于通信的芯片(SOC)(SOC)等进行突破,从制造过程的角度来看,技术W生病使Maheffexative的发展。从包装集成的角度来看,从中和低端到高端,是世界上第一个包装的传统排名,而高级包装达到了国际高级水平。特别是,国家科学技术主要项目已在集成巡回赛,包装和试验,设备,材料和零件的领域种植了200多家主要的骨干业务,其中近60家上市公司形成了支持整个行业发展的“四个支柱”。该行业有超过500,000人的才能,其中包括近100,000个主要变革团队。总体而言,我国的半导体领域已经开发了一个技术系统,并建立了一个工业链,其工业竞争大大改善,差距非常狭窄。
在Tsememenductor设备中:12英寸的高端设备,例如蚀刻,化学去除蒸汽,物理在前渠道劳动力设备中清除蒸汽,化学机械抛光,离子种植,氧化和退火,湿法(清洁/粘合),测试等。等离子蚀刻机,等离子体蒸汽(PECVD)和其他产品等各种产品也已用于国际前线客户的高级流程中。表3显示了我国半导体设备的主要业务。从市场增长的角度来看,2024年半导体设备公司的总销售额约为853亿元人民币,比2008年的17亿元人民币增长了50.1倍,这极大地改善了目前对外国外国设备的部位制造的依赖。
表3我国家的基本半导体设备
同时,还应注意,中国市场中半导体设备的竞争观点主要由T他的美国,日本和欧洲(荷兰),尤其是在高端领域。其中,美国应用材料公司的价格占中国设备市场的27.4%,Panlin Companies的价格为14.8%,Kelei Companies的价格为6.8%,电子东京公司的价格为16.2%,荷兰ang Simai Company的成本为10.1%,总计超过70%。
3。半导体设备面临的挑战
3.1删除道路的希望,改变道路并获得发展计划
半导体是劳动链与合作全球工业部门最成功的技能。在过去的20年中,我国家的半导体行业一直积极地与国际流通融为一体,随着主要方法的“赶上”和“替代”,建立了一个全球化的生态系统的营地,逐渐增强了其实力,试图扩大其领土,现在和现在的基础是,但我的勃起是,但现在,Passive,Passive,Passive,Passive,Passive,Passive,Passive,Passive the Indection位置。
它必须承认,这是一个很大程度上取决于国际体系的发展模型。它本质上是“在别人的计划中建造建筑物,在其他人的建筑材料中建造横梁,并根据其他人的方法建造它们”。在带来“节省焦虑和努力”的好处的同时,它不可避免地陷入了弥补和有限的发展。在美国和西方迫使我国家衰败的反全球化情况下,我的国家很难从国外获得先进的技术,高端人才,资金和其他资源。继续使用先前开发技术的基础逐渐消失。有必要建立一种新的开发模型,以使用自己的图纸实现“建筑”建筑物,用可靠的建筑材料建造横梁,并根据您的专业方法进行开发”,并了解主动性和主动性和主动性和优势发展。
3.2由于开裂技术的发展,对半导体设备的更高要求
在包括摩尔法和新摩尔法(包括新摩尔法)的进化过程中,半导体设备在前渠道制造和后渠道制造中面对挑战:
在前通道制造中,虽然节点过程继续缩小,但GAA等晶体管被引入半导体制造,从而增加了对制造设备的挑战。
①种植离子的过程需要从传统的掺杂到调整兴奋剂技术,以实现三维纳米结构中掺杂的平等分布;
②薄膜去除和蚀刻的薄过程需要控制原子水平的准确性,这涉及先进的过程技术,例如原子层沉积(ALD)和原子层蚀刻(ALE);
③其他基本工艺设备,包括化学机械抛光(CMP),电化学沉积(ECD)nd湿设备,所有这些都需要技术升级,以满足纳入更高的精确处理,非包纸互连材料和新的高级金属应用(HKMG)(HKMG)(HKMG)(HIGH-K金属门)材料的要求。
如果制造制造业,为了继续提高包装效率并优化生产成本,晶圆包装技术将受到传统包装到高级包装的开发。示例:板级包装技术需要基于圆形基板设计的现有过程设备的自适应转换,以适应矩形基板的几何特性;玻璃基板技术具有低热膨胀系数,出色的介电和光学性能,适合SA大包装电脑,但它也需要开发相应的特殊设备;关于通过Silicon(TSV)技术,需要在设备级别上解决诸如高密度和高深度和比率蚀刻的问题;在超薄的晶圆处理链接中,需要解决晶圆翘曲和松脆的裂缝之类的问题。
3.2解决供应链问题,例如上游半导体组件,作为一个复杂的系统,该系统由十千个精度组成,半导体设备直接决定整个机器设备的可靠性和稳定性。半导体组件在很大程度上包括机械,电气,机械,气体输送系统,气动液压系统,真空系统,仪器,光学等。射频功率的产物,密封电表等。尽管国内半导体市场的规模持续了,近年来仍在扩大了当前的一般技术级别和国际技术级别之间的明显差异。当地企业仍然不符合严格的设备要求和WAFER制造商在基本技术能力,制造过程水平,产品准确性控制和可靠性验证方面。随着全球宏观政治和经济复杂性的增加,美国继续阻止和防止我国半导体行业的发展,迫切地解决了零件的问题,半导体设备,“瓶颈”。
3.3解决低级重复引起的无意问题
目前,与我国半导体产业链的主要链接显示出不同水平的旋转水平。它主要表示为“国内替代”,它在“替代家用产品”,中和低端产品和生产能力迅速扩张并具有巨大竞争时出现,新生物继续涌入半导体领域,并且耐风险较差。以设备行业为例,几乎每个实现国内生产的领域都有超过5 dOMSEC企业。
评估因素,从外部因素,美国阻止我国家的半导体发展到低于14 nm的高级过程,企业转向水平扩张;从内部因素来看,地方政府的股息和支持清单吸引了数量的资本和大量的新业务,以进入半导体设备领域,以及诸如高偷猎和同质竞争的高薪之类的混乱继续出现。一些公司依靠工业连锁店的好处来占据资源,重复大量的成人家用产品,这些产品严重浪费了现代资源。
低端旋转导致疾病,低水平和恶性竞争,导致供应方面和资源不匹配的失衡结构,以及从中间和高端移动到基本变化,技术和行业的“动力不足”,形成了低调且难以实现的情况中间和高端,高效果,贫穷和高端的半导体makabagag生态系统中断。
4。下一步建议
半导体的特征是技术密集型,有才华的密集型资本。技术和升级之间的差异非常快。创新和研发在行业发展的主要方向和以技术为中心的行业的领先方向中发挥了领导作用。遵循行业领先的发展的科学和技术变化是实现半导体的整体,长期和可持续发展的关键。
在处理第15五年计划的情况下,我的国家需要以“追赶”和“替代”的关键基调来改变发展模型,严格改变道路,以多种方式开放新的曲目,并在上游和下游合作以培养新的生态,并形成一个完整的链条链,可以支持产品的定义,制造特色的定义,制造特色的定义,并为制造特色的定义,并形成链条的定义,S和供应链。促进新路径和传统路径的竞争和整合,开发新的基本轨道,发展技术高度,建立不对称的技术和战略检查和平衡能力的优势,并赢得发展计划。为了再次与全球化作斗争,建立内部循环和指导性循环,重塑了国际半导体循环系统。利用有效利用国际资源,努力促进中国的标准,中国技术,中国产品和中国应用,鼓励工业工业在国际流通的内部流通,促进国内和国际双重流通,并重塑全球工业链。
对于第15五年计划,我们应该严格计划对半导体设备技术设备进行系统的研究romote基本供应链产品的验证和应用,快速复发和升级基本产品,并开发完整的半导体设备供应链系统。获得先进的节点过程,供应链的技术水平进一步改善,发展快速重复,并支持我国半导体行业的独立,控制和健康发展。再加上我国家的超级普遍性导体的供应链生态系统,它支持我国家的独特收益。相关的国家科学和技术计划应在时间表之前部署,分阶段布置,重点关注关键点和系统研究,以解决研发过程,工业布局和能力构建的方法。继续遵守“技术领导,工业后续和财政支持”的发展模式,并建立有效的紧密联系机制,科学和技术计划以及相关投资行业投资计划的出色协调和共同发展。在此过程中,我们将破坏行业的“内部”,并始终将变更放在首位,有效地发挥财政资金的指导作用,避免使用有限的资金来扩大低技术水平的量;指导地方政府确定半导体行业的布局;指导向上和向下的工业链遵守业务政策,并与行业合作伙伴建立良好的共享机制;并改善并改善与半导体行业特征相对应的整合和获取机制。
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Ye Tianchun是中国科学院微电学研究所的研究员,也是我国合并电路和设备技术领域的主要学术领导者之一。基础研究领域:综合流程和开发人员电路飞行员,放射线辐射电路,纳米加工和其他基本技术的冰。
文章的来源
Ye Tianchun,Zhu Yu,Zhang Guoming等。第15五年计划的半导体设备机会的挑战。中国科学院的方法,2025,40(5):844-851。
doi:10.3724/j.issn.1000-3045.20250429001。
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