2015全球半导体设备制造商发展汇总

2011年全球半导体设备制造商发展概况

上海科学技术情报研究所董瑞青2013-01-28

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半导体设备是半导体产业发展的基础，也是半导体产业价值链顶端的“皇冠”。从全球范围看，美国、日本、荷兰等国家是世界半导体装备制造的三大强国，全球知名的半导体设备制造商主要集中在上述国家。如表1所示，2011年世界前十六大半导体设备生产商中，有美国企业7家，日本企业6家，荷兰企业2家，德国企业1家，其中荷兰阿斯麦（ASML）以78.8亿美元的销售额位居全球第一，美国应用材料公司以74.4亿美元的销售额位居第二，日本东京电子销售额为62.0亿美元，位列第三；从企业主要的半导体设备产品看，美国主要控制等离子刻蚀设备、离子注入机、薄膜沉积设备、掩膜板制造设备、检测设备、测试设备、表面处理设备等，日本则主要控制光刻机、刻蚀设备、单晶圆沉积设备、晶圆清洗设备、涂胶机/显影机、退火设备、检测设备、测试设备、氧化设备等，而荷兰则在高端光刻机、外延反应器、垂直扩散炉等领域处于领导地位。从国内看，近年来，在国家科技重大专项支持下，我国集成电路装备产业发展取得了显著进展。上海中微半导体的90nm-65nm等离子体介质刻蚀机、45nm-32nm等离子体介质刻蚀机及北方微电子装备的65nm硅栅刻蚀机已通过12英寸片生产线的考核验证，并实现销售。上海微电子装备的先进封装光刻机进入江苏长电科技集团的集成电路封装生产线正式使用。七星华创的12英寸氧化炉也进入大线试用。中科信12英寸大角度离子注入机已完成3台样机组装，正在进行测试验证。盛美半导体的12英寸单晶圆兆声波清洗机已进入韩国海力士12英寸晶圆生产线的使用，并取得了韩国海力士本部的书面认证。

资料来源：VLSI research inc。

参考文献：

[1] VLSI research公司网站.

[①] MEMS（微机电系统），是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。

[②] PECVD是指等离子体增强化学气相沉积，HDPCVD是指高密度等离子体化学气相沉积，MCVD是指金属化学气相沉积，ECD是指电化学气相沉积，PVD是指物理气相沉积。

[③] UVTP是指紫外热处理系统。

[④] CMP是指化学机械研磨。

[⑤]集束型设备（Cluster Tools）：半导体产业中要求制造设备对大面积晶圆的操作具有高真空、高洁度等特性。基于此，同时为了减少生产时间、提高产量及降低成本，国内外各半导体设备制造厂商均将数个具有相关性的加工模块聚集在一起成为一个生产设备，这种设备被成为集束型设备。集束型设备由传输模块、卡匣模块与加工模块三个部分组成。

[⑥]日立高新技术公司的测长电子显微镜（即测长SEM）是世界最顶级的电子显微镜。测长SEM是专

用于测量硅片上图形的尺寸的设备。

[⑦] 2011年11月10日，美国应用材料公司（Applied Materials）以现金49亿美元的代价收购维利安半导体设备有限公司（Varian Semiconductor Equipment），以巩固其在芯片制造用设备市场的领先地位。因此，维利安半导体设备有限公司现已成为美国应用材料公司的子公司。维利安半导体设备有限公司曾经是全球最大的高速离子注入设备供应商。但由于其兼并日期为2011年11月，故我们所用其销售额数据还是把它作为一个独立公司来看待。

[⑧] LPCVD是指低压化学气相沉积。

全球OLED设备制造商发展概况

上海科学技术情报研究所董瑞青2013-01-28

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OLED（有机发光显示器）是继CRT、LCD、LED及PDP（等离子显示屏）之后的新一代平板显示技术，具有显著的新兴产业特征。OLED是利用有机半导体材料在电场作用下发光的显示技术，是一种新型的纯固体（CRT和PDP等离子都拥有真空技术，LCD液晶则拥有液态技术）显示技术，兼具CRT和LCD两种显示技术的优势，具有自发光（无需背光源）、结构简单、超轻薄、响应速度快、宽视角、低功耗及可实现柔性显示等优点，被誉为“梦幻般的显示技术”（见表1和表2）。OLED两大主要应用市场为显示和照明，其中又以显示应用发展较为快速。当前，OLED显示技术要对市场产生真正的影响还需要克服一些挑战。首先，OLED显示屏制造工艺还不成熟，大尺寸屏难以量产。随着OLED显示屏尺寸的加大，成品率损失和制造损失也越来越大。其次，OLED显示屏材料的使用寿命仍需要进一步提高。

按驱动方式分类，OLED器件又可分为无源驱动（又称被动驱动，PMOLED）与有源驱动（又称主动驱动，AMOLED）。PMOLED器件不采用薄膜晶体管（TFT），一般适用于中小尺寸显示。AMOLED器件适用于中大尺寸显示，特别是大尺寸全彩色动态图像显示。与PMOLED相比，通常说的新型显示指的是AMOLED，其具有反应速度较快、视角较广等特点，有更大的应用领域。相比于传统的TFT-LCD液晶面板而言，AMOLED面板有着机体薄、对比度高、色彩丰富、分辨率高、视角宽广、耗电量低等诸多优点。另外，由于OLED面板内没有液体分子，其抗震性能更好、耐低温、结实耐用。同时，与毫秒级响应的TFT-LCD 面板相比，AMOLED面板的响应时间是其几千分之一，不会出现拖尾和动态画面抖动的问题。因此，AMOLED 已被业内共识为“新型平板显示技术”。目前中小尺寸AMOLED面板在高端手机上的应用已成定局，但在大尺寸电视方面还不足以产生革命。2011年OLED技术进展快速，而2012年将是AMOLED量产技术达到成

熟并应用到大型化面板量产的开始?未来十年内，OLED技术将持续蓬勃发展，尤其在有机发光材料、有机材料镀膜、电路驱动方式与封装等技术上都有很好进展。虽然目前OLED最大量产玻璃基板为5.5代，而5.5代以上的量产成本结构尚不明确，但随着AMOLED技术的逐渐成熟稳定，AMOLED面板制造商将开始导入量产于大尺寸应用上。

资料来源：工业和信息化部电子科学技术情报研究所资料搜集整理

资料来源：工业和信息化部电子科学技术情报研究所资料搜集整理

一般而言，OLED制造设备主要包括：有机蒸镀和封装等无源有机发光显示（PMOLED）用关键设备，溅镀台、等离子体增强化学气相沉积（PECVD）系统、真空热蒸发系统（VTE）等AMOLED用薄膜晶体管（TFT）薄膜沉积设备，涂胶机、曝光机、干湿法刻蚀机等AMOLED用TFT图形制作设备，退火炉、退火气体管道、激光退火设备等AMOLED用TFT退火设备，TFT电学测试设备、OLED光学测试设备等AMOLED 用检测设备，激光修补机等AMOLED用缺陷检测修补设备等。如表3所示，全球OLED设备制造商主要包括日本Tokki、Ulvac、Evatech公司、Anelva Technix、岛津（Shimadzu）公司、精工爱普生（Seiko Epson）、凸版印刷（Toppan Printing）、大日本印刷（DNP），韩国Sunic system、Advanced Neotech System（ANS）、Doosan Engineering&Construction（斗山工程建筑公司）、Digital Optics &Vision（DOV）、Viatron科技（ViatronTechnologies）、STI公司、周星工程（Jusung Engineering）、McScience公司，美国科特?莱思科（Kurt J.Lesker）、Rolltronics公司、整体视觉（Integral Vision）公司、MicroFab公司，德国爱思强股份有限公司（Aixtron AG）、M布劳恩（Mbraun）公司，荷兰OTBv公司等。

资料来源：工业和信息化部电子科学技术情报研究所资料搜集整理

参考文献：

[1] Tokki、Ulvac、Evatech公司、Anelva Technix、岛津（Shimadzu）公司、精工爱普生（Seiko Epson）、凸版印刷（Toppan Printing）、大日本印刷（DNP）等企业网站。

[①][①] 严格意义上的LED电视是指完全采用LED（发光二极管）做为显像器件的电视机，一般用于低精度显示或户外大屏幕。目前中国大陆地区家电行业中通常所指的LED电视严格的名称是“LED背光源液晶电视”，是指以LED做为背光源的液晶电视，仍是LCD的一种。它用LED光源替代了传统的荧光灯管，画面更优质，理论寿命更长，制作工艺更环保，并且能使液晶显示面板更薄。

[②] OLED蒸镀设备是OLED制造过程中的核心设施。它是把蒸发源的有机物加热蒸镀到基板上的设备。

[③]日本岛津公司质谱仪是用来对OLED发光材料（如小分子材料）进行结构分析的仪器。

[④] 2010年，日本爱普生公司发明了一种叫做喷墨均一成膜的新技术，这种喷墨技术，可以使有机材料均匀沉积，意味着大屏幕OLED电视具备了实施量产的条件。使玻璃底板上的有机材料形成均匀薄膜层的工艺，是生产OLED电视的关键要素。目前，真空热蒸镀（VTE）是应用最为广泛的一种技术。采用该技术的工艺流程必须在真空室中进行，要求紧邻玻璃底板放置一块遮光板，用以确定底板上沉积材料的图样。然而，真空热蒸镀技术在生产大屏幕OLED电视方面存在几大缺陷。比如，遮光板极易受工艺流程中的高温环境影响而发生偏移，导致很难在大尺寸底板上保持均匀的沉积率。喷墨印刷技术可以通过液态有机材料的均匀沉积形成薄膜层，因此，这种技术在理论上能够更好地解决大显示屏的尺寸问题。爱普生采用了与喷墨打印机相同的按需喷墨工艺，可以精确地按所需量将有机材料沉积在适当位置。由于喷墨系统对材料的利用率非常高，因此，制造商可以降低生产成本。此外，当应用于OLED电视生产流程时，由于无需使用遮光板，其工艺步骤将少于真空热蒸镀技术，因此，喷墨技术将有望大幅提高产量。

[⑤]目前，喷墨打印技术是制备OLED面板的主流技术。喷墨打印技术能有效解决大尺寸OLED面板

制造中的有机材料均匀度问题。

[⑥] FASwitch（flexible array switch）是一种用于置换液晶面板等的开关器件里使用的薄膜晶体管TFT 的器件。与现有TFT相比，FASwitch可以实现低成本大批量生产，如它不需要昂贵的真空制膜设备，而且超净室的清洁度要求也比生产TFT工厂低2-3个数量级，因此，有望大幅度削减早期的设备投资。与现行TFT是电子开关不同，FASwitch是机械开关，它是利用静电作用使背面的薄膜基板产生机械运动的原理：当带有电极的前面基板和背面的薄膜之间是相互分离时，开关处于断开状态；当背面薄膜基板受静电作用发生凹陷并与前面基板相接触时，则开关处于接通状态。在显示器里，正是利用这样的机械开关实现并控制各像素的接通或关断。Rolltronics公司是位于美国硅谷的一家高科技公司。

[⑦]德国爱思强股份有限公司（Aixtron AG）是全球半导体行业领先的沉积设备供应商，也是世界上最大的MOCVD（金属有机化学气相沉积）设备生产商。2011年，爱思强公司营业收入高达8.62亿美元。爱思强公司主要产品包括MOCVD设备，原子层沉积（ALD）设备，原子层气相沉积（AVD）设备，化学气相沉积（CVD）设备，有机气相沉积（OVPD）设备，碳纳米管和纳米光纤生产设备，半导体纳米导线设备等。其中，MOCVD设备是半导体照明（LED）产业外延芯片制造的关键核心设备，这一设备长期以来被德国爱思强Aixtron和美国VEECO所垄断。MOCVD设备是中国LED产业发展的瓶颈。目前，中国大陆有近20家企业在研发MOCVD设备，并且部分企业已经有了一定进展。如青岛杰生电气有限公司、江西南昌黄绿照明公司均已研制成功GaN（氮化镓）基MOCVD设备。目前，国产MOCVD设备面临的最大问题是设备的推广使用：首先，市场环境差，国产MOCVD设备生不逢时，前两年LED产业投资过热，企业进行大规模投资，目前包括三安、德豪润达等在内的大企业，其设备开工利用率不足30%，消化目前的产能需要2-3年的时间，因此，未来几年，国产MOCVD设备推广前景并不乐观。其次，设备关键零配件采购成本高。由于我国基础工业落后，部分关键零配件需要进口，大大增加了国产设备的拥有成本。最后，国内厂商的自轻心理，不相信国产设备的品质，也阻碍了国产设备的推广。

[⑧]荷兰OTBv公司全称为“OLED Technologies B.V.”（简称OTBv），是OTB集团的子公司。OTBv 公司所生产的内嵌式生产设备淘汰了绝对无尘室，实现了生产单件OLED产品时，在较短时间内以最低操作要求取得高产量的目标，从而大大降低了生产成本和前期投入。