電子發燒友網報道(文 / 吳子鵬)日前,第十三屆半導體設備與核心部件及材料展(CSEAC 2025)主論壇暨第十三屆中國電子專用設備工業協會半導體設備年會在無錫太湖之濱隆重開幕。本次年會以 “強化戰略引領,深化創新驅動,共筑半導體裝備產業新高地” 為主題,匯聚了國內半導體設備領域的頂尖專家與企業領袖。
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在大會的主題演講環節,中國電子專用設備工業協會副秘書長、工信部電子科技委專家委員李晉湘,中電科電子裝備集團有限公司黨委書記、總經理王平等重量級嘉賓,圍繞后摩爾時代半導體裝備創新、成熟工藝國產化設備進展、AI 時代裝備產業創新之路等關鍵議題分享行業洞見,為中國半導體設備產業的發展注入強勁思想動力,也勾勒出產業未來發展的清晰路徑。
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從機遇來看,后摩爾時代,人工智能與算力爆發成為核心驅動,集成電路發展路徑轉向多元化,為芯片技術升級和制造設備創新帶來良好機遇。裝備領域呈現三大特征:成熟制程和特殊工藝領域成為國產裝備重要陣地,先進制程領域是持續攻堅的主戰場,超越摩爾領域則開創全新賽道,為國產裝備提供差異化發展空間;同時,裝備發展從專業化向平臺化轉變,研發模式也借助 AI 賦能,實現從跟隨仿制到正向研發的跨越。
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在挑戰方面,國際層面,大國博弈下我國半導體裝備自主能力面臨嚴峻考驗,美國實體清單與關稅政策帶來諸多不確定性;國內層面,半導體裝備領域進入 “戰國時代”,國際巨頭憑借政策優勢實施低價傾銷與高端限制,國內頭部企業開啟平臺化布局,泛半導體裝備企業的融入進一步加劇市場競爭。
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針對這些機遇與挑戰,電科裝備開展多方面實踐:
·完善治理體系,實施內部改革,打造新型生產關系,明確研究所、產業公司、上市平臺的定位與職責,形成科學發展路徑;
·推動科技創新與產業創新深度融合,持續做強優勢產品,承擔市場射頻領域安全保底責任,開展正向與顛覆式技術創新,并積極融入開放創新產業生態;
·構建 “裝備 + 資本” 發展格局,通過資本運作提升資源獲取能力,借助價值投資優化資源配置,形成科技、產業、金融的良性循環。
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李晉湘首先明確成熟工藝與特色工藝的定義及市場地位:成熟工藝一般指 150nm 至 22nm 工藝,特色工藝是在成熟工藝基礎上,為滿足特定應用市場需求開發的專用制造工藝;28nm 以上的成熟特色工藝占據半導體行業 80% 的市場份額,是設備和材料的重要市場源泉。他指出,特色工藝在汽車芯片、光電芯片、射頻芯片等眾多領域應用廣泛,且對設備要求極高 —— 例如汽車芯片需在 - 40℃至 150℃的溫度范圍內安全運行,對設備和材料支撐提出更高標準。
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從設備現狀來看,李晉湘將集成電路設備分為五大類,逐一分析國產設備發展情況:
·圖形生成設備:光刻機國產樣機已進入產線研發驗證,但量產規模較小;涂膠顯影設備表現良好,但受限于進口光刻機;量測設備是長期存在的短板。
·芯片制造薄膜增材設備:固體膜設備基本滿足需求;液相膜的銅電鍍設備需提升成熟度;氣相膜設備品類齊全,但部分特殊制程仍受國外控制。
·芯片制造減材工藝設備:CMP(化學機械拋光)和干法刻蝕設備表現較好;濕法清洗設備潛力巨大,有待進一步挖掘。
·芯片制造材料改性設備:離子注入機存在高能大束流短板;激活設備技術有待突破。
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芯片制造量測設備:設備種類繁多,時效分析設備等核心設備涉足較少,電子束檢測技術與國外存在差距。
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最后,李晉湘提出發展國產設備的四點建議:
·高度重視設備培訓,借鑒國外經驗建立完整培訓體系,引入 VR 等技術提升工程師操作能力;
·緊跟特色工藝發展,加大 28nm 金屬柵、鍺硅量產設備研發力度,設備企業需加強工藝研究,提供 BKM(最佳已知方法)方案;
·重點突破量測設備,尤其是自主開發設備軟件,關注設備全生命周期成本與運維效率;
補齊特殊工藝設備短板,降低 COO(單位制造成本)成本,提升設備企業的經濟與社會回報。
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陳吉指出,人工智能正引領新一輪科技革命和產業變革,從芯片普及到 AI 芯片廣泛應用,AI 將重塑各行各業。預計到 2030 年,AI 市場規模將達萬億美元,這將帶動全球半導體設備近 40% 的增長,中國大陸半導體設備市場也將隨之持續擴張。
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在 AI 生態中,芯片裝備是重要基石。集成電路是支撐經濟發展的關鍵工業技術,AI 芯片作為硬件核心,對性能、速度、容量、穩定性和功耗提出更高要求。前道制程不斷追求晶體管密度提升,從 FinFET 到 GAA(全環繞柵極)再到 CFET(互補場效應晶體管),存儲技術也在持續演進 —— 這些技術創新均依賴裝備迭代升級,“一代技術、一代工藝對應一代裝備”,同時需要零部件協同創新。
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北方華創積極探索裝備智能化創新,借鑒國際主流大廠應用 AI 提升生產力、設備利用率和工藝質量的經驗,提出 “賦予裝備 AI 能力”:通過工藝優化、監控監測控制,為裝備注入新質生產力。裝備智能化并非簡單疊加軟件功能,而是需結合 AI 應用需求,突破硬件協議和系統瓶頸,構建開放互聯、可持續演進的新格局。具體實踐包括:在智能配方優化方面,結合機臺基礎原理與 AI 計算,縮短研發周期、降低成本;在智能調度與監控仿真方面,通過多維度模型訓練,大幅提升設備產出與產品良率。
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對于裝備業高質量發展,陳吉表示:2024 年中國集成電路裝備營收占全球市場 6%,北方華創營收位列全球第六 —— 雖取得階段性進步,但仍有巨大成長空間。產業發展依賴系統工程創新與高質量協同,從材料、零部件到設備,每個環節都需構建高質量標準,形成閉環生態鏈。北方華創今年推出多款新設備,并整合資源完善產品線,未來將邁向 “AI 設備 +” 時代,為客戶提供全方位解決方案,助力中國半導體產業發展。
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在全球半導體發展新形勢方面,王希指出:全球集成電路產業生態中,電子終端產品市場規模超 5 萬億美元,半導體裝備市場超 1100 億美元;中國制造在智能手機、筆記本電腦、白色家電、新能源汽車等終端消費市場占比均超 60%,部分品類甚至達 80%,國內終端市場需求為半導體行業提供強勁支撐。不過,中國集成電路進出口仍存在貿易逆差,產業發展內驅力強勁。從全球晶圓代工廠產能來看,中國大陸與中國臺灣是主要產能供給方,且中國大陸晶圓廠建設規模領先,對半導體裝備需求旺盛。2023-2024 年,全球半導體裝備市場規模穩定在 1100 億美元以上,中國大陸市場雖受外部壓力出現短期波動,但長期趨勢趨于穩定。
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在自主創新實踐方面,王希強調:面對美國設備管制與技術封鎖,國產裝備需擺脫路徑依賴,走自主創新與新路徑探索之路。盛美在濕法工藝、先進封裝、爐管、前道涂膠顯影、PECVD(等離子體增強化學氣相沉積)、面板級先進封裝等領域開展多項原始創新:
·濕法工藝領域:推出 TEBO 兆聲波技術,可在氣泡穩態不破的情況下實現超精細結構無損清洗;開發 Tahoe 技術,將槽式清洗與單片清洗結合,硫酸用量減少 75%,同時精準管控顆粒;將超臨界干燥設備與 TEBO 兆聲波技術組合,實現超精細多層 3D 結構高效清洗干燥,且超臨界干燥設備采用垂直上下開合的獨創傳送方式,降低二氧化碳用量。
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·先進封裝電鍍技術:通過第一陽極、第二陽極技術控制均一性,解決 notch(缺口)處電場集中問題。
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·爐管領域:開發超高溫爐管(溫度高于 1250℃),采用平板式設計解決晶圓橋接難題。
前道涂膠顯影 Track(軌道):采用垂直交叉結構,提升設備產出與效率,適配新一代光刻機需求。
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·PECVD 領域:創新采用三頭設計,可靈活適配不同工藝并優化均一性。
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·面板級先進封裝領域:開發水平式電鍍設備,通過獨創陽極設計與 “跑馬燈” 式通電方式,解決方片尖角部分電場控制難題,該技術獲美國 3D inCites 協會技術創新獎。
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王希還提到,自主創新需以 IP(知識產權)保護為根基,同時加大研發投入,以開放心態推動 “再全球化” 進程,才能實現國產裝備的持續突圍與發展。
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在大會的主題演講環節,中國電子專用設備工業協會副秘書長、工信部電子科技委專家委員李晉湘,中電科電子裝備集團有限公司黨委書記、總經理王平等重量級嘉賓,圍繞后摩爾時代半導體裝備創新、成熟工藝國產化設備進展、AI 時代裝備產業創新之路等關鍵議題分享行業洞見,為中國半導體設備產業的發展注入強勁思想動力,也勾勒出產業未來發展的清晰路徑。
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央企擔當,破局后摩爾時代挑戰
王平以《后摩爾時代半導體裝備創新的機遇和挑戰》為題,深入剖析行業發展態勢與企業實踐。?
從機遇來看,后摩爾時代,人工智能與算力爆發成為核心驅動,集成電路發展路徑轉向多元化,為芯片技術升級和制造設備創新帶來良好機遇。裝備領域呈現三大特征:成熟制程和特殊工藝領域成為國產裝備重要陣地,先進制程領域是持續攻堅的主戰場,超越摩爾領域則開創全新賽道,為國產裝備提供差異化發展空間;同時,裝備發展從專業化向平臺化轉變,研發模式也借助 AI 賦能,實現從跟隨仿制到正向研發的跨越。
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在挑戰方面,國際層面,大國博弈下我國半導體裝備自主能力面臨嚴峻考驗,美國實體清單與關稅政策帶來諸多不確定性;國內層面,半導體裝備領域進入 “戰國時代”,國際巨頭憑借政策優勢實施低價傾銷與高端限制,國內頭部企業開啟平臺化布局,泛半導體裝備企業的融入進一步加劇市場競爭。
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針對這些機遇與挑戰,電科裝備開展多方面實踐:
·完善治理體系,實施內部改革,打造新型生產關系,明確研究所、產業公司、上市平臺的定位與職責,形成科學發展路徑;
·推動科技創新與產業創新深度融合,持續做強優勢產品,承擔市場射頻領域安全保底責任,開展正向與顛覆式技術創新,并積極融入開放創新產業生態;
·構建 “裝備 + 資本” 發展格局,通過資本運作提升資源獲取能力,借助價值投資優化資源配置,形成科技、產業、金融的良性循環。
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肯定成熟工藝價值,補齊國產化短板
李晉湘的演講聚焦集成電路成熟工藝國產化設備進展,為行業發展提供關鍵參考。?
李晉湘首先明確成熟工藝與特色工藝的定義及市場地位:成熟工藝一般指 150nm 至 22nm 工藝,特色工藝是在成熟工藝基礎上,為滿足特定應用市場需求開發的專用制造工藝;28nm 以上的成熟特色工藝占據半導體行業 80% 的市場份額,是設備和材料的重要市場源泉。他指出,特色工藝在汽車芯片、光電芯片、射頻芯片等眾多領域應用廣泛,且對設備要求極高 —— 例如汽車芯片需在 - 40℃至 150℃的溫度范圍內安全運行,對設備和材料支撐提出更高標準。
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從設備現狀來看,李晉湘將集成電路設備分為五大類,逐一分析國產設備發展情況:
·圖形生成設備:光刻機國產樣機已進入產線研發驗證,但量產規模較小;涂膠顯影設備表現良好,但受限于進口光刻機;量測設備是長期存在的短板。
·芯片制造薄膜增材設備:固體膜設備基本滿足需求;液相膜的銅電鍍設備需提升成熟度;氣相膜設備品類齊全,但部分特殊制程仍受國外控制。
·芯片制造減材工藝設備:CMP(化學機械拋光)和干法刻蝕設備表現較好;濕法清洗設備潛力巨大,有待進一步挖掘。
·芯片制造材料改性設備:離子注入機存在高能大束流短板;激活設備技術有待突破。
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芯片制造量測設備:設備種類繁多,時效分析設備等核心設備涉足較少,電子束檢測技術與國外存在差距。
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最后,李晉湘提出發展國產設備的四點建議:
·高度重視設備培訓,借鑒國外經驗建立完整培訓體系,引入 VR 等技術提升工程師操作能力;
·緊跟特色工藝發展,加大 28nm 金屬柵、鍺硅量產設備研發力度,設備企業需加強工藝研究,提供 BKM(最佳已知方法)方案;
·重點突破量測設備,尤其是自主開發設備軟件,關注設備全生命周期成本與運維效率;
補齊特殊工藝設備短板,降低 COO(單位制造成本)成本,提升設備企業的經濟與社會回報。
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AI 賦能,引領裝備產業創新之路
北京北方華創微電子裝備有限公司總裁陳吉,以《AI 時代集成電路裝備產業的創新之路》為題,分享北方華創在 AI 時代的戰略布局與創新實踐。?
陳吉指出,人工智能正引領新一輪科技革命和產業變革,從芯片普及到 AI 芯片廣泛應用,AI 將重塑各行各業。預計到 2030 年,AI 市場規模將達萬億美元,這將帶動全球半導體設備近 40% 的增長,中國大陸半導體設備市場也將隨之持續擴張。
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在 AI 生態中,芯片裝備是重要基石。集成電路是支撐經濟發展的關鍵工業技術,AI 芯片作為硬件核心,對性能、速度、容量、穩定性和功耗提出更高要求。前道制程不斷追求晶體管密度提升,從 FinFET 到 GAA(全環繞柵極)再到 CFET(互補場效應晶體管),存儲技術也在持續演進 —— 這些技術創新均依賴裝備迭代升級,“一代技術、一代工藝對應一代裝備”,同時需要零部件協同創新。
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北方華創積極探索裝備智能化創新,借鑒國際主流大廠應用 AI 提升生產力、設備利用率和工藝質量的經驗,提出 “賦予裝備 AI 能力”:通過工藝優化、監控監測控制,為裝備注入新質生產力。裝備智能化并非簡單疊加軟件功能,而是需結合 AI 應用需求,突破硬件協議和系統瓶頸,構建開放互聯、可持續演進的新格局。具體實踐包括:在智能配方優化方面,結合機臺基礎原理與 AI 計算,縮短研發周期、降低成本;在智能調度與監控仿真方面,通過多維度模型訓練,大幅提升設備產出與產品良率。
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對于裝備業高質量發展,陳吉表示:2024 年中國集成電路裝備營收占全球市場 6%,北方華創營收位列全球第六 —— 雖取得階段性進步,但仍有巨大成長空間。產業發展依賴系統工程創新與高質量協同,從材料、零部件到設備,每個環節都需構建高質量標準,形成閉環生態鏈。北方華創今年推出多款新設備,并整合資源完善產品線,未來將邁向 “AI 設備 +” 時代,為客戶提供全方位解決方案,助力中國半導體產業發展。
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自主創新,探索國產設備突圍新路徑
盛美半導體設備(上海)股份有限公司銷售副總裁王希,以《新格局下國產設備突圍:技術創新與新路徑探索》為題,從全球半導體發展新形勢與盛美自主創新實踐兩方面,闡述國產設備的突圍之道。?
在全球半導體發展新形勢方面,王希指出:全球集成電路產業生態中,電子終端產品市場規模超 5 萬億美元,半導體裝備市場超 1100 億美元;中國制造在智能手機、筆記本電腦、白色家電、新能源汽車等終端消費市場占比均超 60%,部分品類甚至達 80%,國內終端市場需求為半導體行業提供強勁支撐。不過,中國集成電路進出口仍存在貿易逆差,產業發展內驅力強勁。從全球晶圓代工廠產能來看,中國大陸與中國臺灣是主要產能供給方,且中國大陸晶圓廠建設規模領先,對半導體裝備需求旺盛。2023-2024 年,全球半導體裝備市場規模穩定在 1100 億美元以上,中國大陸市場雖受外部壓力出現短期波動,但長期趨勢趨于穩定。
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在自主創新實踐方面,王希強調:面對美國設備管制與技術封鎖,國產裝備需擺脫路徑依賴,走自主創新與新路徑探索之路。盛美在濕法工藝、先進封裝、爐管、前道涂膠顯影、PECVD(等離子體增強化學氣相沉積)、面板級先進封裝等領域開展多項原始創新:
·濕法工藝領域:推出 TEBO 兆聲波技術,可在氣泡穩態不破的情況下實現超精細結構無損清洗;開發 Tahoe 技術,將槽式清洗與單片清洗結合,硫酸用量減少 75%,同時精準管控顆粒;將超臨界干燥設備與 TEBO 兆聲波技術組合,實現超精細多層 3D 結構高效清洗干燥,且超臨界干燥設備采用垂直上下開合的獨創傳送方式,降低二氧化碳用量。
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·先進封裝電鍍技術:通過第一陽極、第二陽極技術控制均一性,解決 notch(缺口)處電場集中問題。
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·爐管領域:開發超高溫爐管(溫度高于 1250℃),采用平板式設計解決晶圓橋接難題。
前道涂膠顯影 Track(軌道):采用垂直交叉結構,提升設備產出與效率,適配新一代光刻機需求。
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·PECVD 領域:創新采用三頭設計,可靈活適配不同工藝并優化均一性。
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·面板級先進封裝領域:開發水平式電鍍設備,通過獨創陽極設計與 “跑馬燈” 式通電方式,解決方片尖角部分電場控制難題,該技術獲美國 3D inCites 協會技術創新獎。
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王希還提到,自主創新需以 IP(知識產權)保護為根基,同時加大研發投入,以開放心態推動 “再全球化” 進程,才能實現國產裝備的持續突圍與發展。
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