2.2 前段:核心零部件制造加速本土化,产品迭代和技术突破推进自动 化发展
前段的零部件主要有集成电路(IC)、印刷电路板(PCB)、液晶模组、背光模组、触摸屏、电池、外 壳、摄像头等,零部件制造所需加工设备比较多。
2.2.1 主板 IC 部分:美日荷占据 50%的市场份额;3D NAND 技术催生刻蚀/CVD设备需求
IC 产线可以分成 7 个独立的生产区域:扩散(Thermal Process)、光刻(Photo- lithography)、刻蚀 (Etch)、离子注入(Ion Implant)、薄膜生长(Dielectric Deposition)、抛光(CMP)、金属化(Metalization)。 扩散属于高温工艺(目的是掺杂);光刻利用光刻胶的感光性将掩膜版上的图形转移到光刻胶薄膜上;刻蚀 将光刻胶上的图形复制在硅片上;离子注入是对硅片进行掺杂;薄膜区是淀积介质和金属层;抛光是将硅 片上表面凹凸不平的区域平坦化;金属化是制备金属互联线和形成接触。
这 7 个主要的生产区域和相关步骤以及测量等都是在晶圆洁净厂房进行的。在这几个生产区都放置有 若干种半导体设备,满足不同的需要。例如在光刻区,除了光刻机之外,还会有配套的涂胶/显影和测量设 备。具体的工艺和所需设备如下图所示。
集成电路设备市场被美日荷垄断。集成电路设备制造技术含量高,投入成本大,目前市场处于相对垄 断地位,全球前十集成电路设备供应商主要来自美日荷,占据 50%的市场份额。
3DNAND 趋势下设备需求不断提升。存储工艺从 2DNAND 转向 3DNAND,刻蚀、薄膜生长工序数量成倍增长,相应设备需求量翻倍以上增长。在传统 2DNAND 生产产线中,刻蚀、薄膜生长设备占整条产线约 30%的投资额,而在 3DNAND 产线中,刻蚀、薄膜生长工序数量大幅上升,设备投资占到了 70%以上。3DNAND 的思路在于堆叠层数的增加,可以做到兼顾容量、性能和可靠性,鉴于大数据、云计算的应用需求,未来对于数据存储容量和计算速度的要求只会越来越高。目前各大厂商加大了对于 3DNAND 的研发投入,得益于这个背景,刻蚀、薄膜生长等设备市场规模有望保持快速增长。
2.2.2 主板 PCB 部分: PCB 自动化设备被外资企业垄断;国内市场进入壁垒高、竞争小
PCB 的生产工艺流程非常复杂,大体可分为内层制作和外层制作两部分。图 24、25 简单列示了 PCB 的内外层制作生产工艺。
由于 PCB 的生产工艺流程的复杂性,生产线上所需的设备种类繁多、功能各异,如图 26、27 所示。 可分为 PCB 制前设备(自动冲片机、显影、电镀、蚀刻、除膜等机器喷嘴)、PCB 机械加工设备(真空层 压机、PCB 基板磨砂研磨机等)、电镀/湿制程设备(显影蚀刻脱膜等)、网印/干制程设备(各种 UV 固化 机)、PCB 测试/品管设备等。