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半导体设备及材料行业深度研究报告:国产加速(下)

时间:2022-08-01 11:42:33 来源: 财经新闻网 作者: 中华财经 阅读:106

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(报告出品方/作者:国盛证券,郑震湘、佘凌星、刘嘉元)

七、测试设备:用于测试晶圆片及成品

半导体测试包括晶圆允收测试(WAT)、晶圆检测(CP)、成品测试(FT) 。WAT 环 节涉及测试机、分选机、探针台;CP 由测试机、探针台搭配完成;FT 涉及测试机、分 选机搭配完成。晶圆检测(CP)是指在晶圆完成后进行封装前,通过探针台和测试机的配合使用,对 晶圆上的裸芯片进行功能和电参数测试。成品测试(FT)是指芯片完成封装后,通过分选机和测试机的配合使用,对封装完成 后的芯片进行功能和电参数测试。

半导体设备及材料行业深度研究报告:国产加速(下)

测试机行业面临的测试任务日益复杂,测试机的测试能力和配置需求都在提高。随着 集成电路管脚数增多、测试时间增长,包括华峰测控在内的测试机企业越来越多地采用 多工位并测的方案来降低测试时间,推出测试覆盖面更广、资源更多的测试设备,不断 提高测试系统的可靠性和稳定性,以降低客户平均到每颗器件的测试成本。测试技术要求不断提高。测试产品技术发展趋势主要包括:(1)并行测试数量和测试 速度的要求不断提升;(2)功能模块需求增加;(3)对测试精度的要求提升;(4)要 求使用通用化软件开发平台;(5)对数据分析能力提升。

半导体测试设备市场呈现寡头垄断格局。集成电路检测在测试精度、速度、效率和可 靠性等方面要求高。全球先进测试设备制造技术基本掌握在美国、日本等集成电路产业 发达国家厂商手中,市场格局呈现泰瑞达、爱德万、科休、科利登等四家厂商寡头垄断。各家厂商在检测设备侧重点也有所区别,如泰瑞达(Teradyne)主要产品为测试机,爱 德万(Advantest)主要产品为测试机和分选机,科利登(Xcerra)主要产品为测试机, 东京电子(Tokyo Electron)主要产品为探针台,北京华峰主要产品为测试机,上海中 艺主要产品为分选机。爱德万和泰瑞达在全球测试设备合计市场份额达到 70%以上。华峰测控——国内半导体测试设备龙头,SoC 及大功率测试逐步突破。公司是一家聚 焦模拟和混合信号测试设备企业,主要面向集成电路封测、晶圆制造和集成电路设计企 业等客户。公司主要产品为半导体自动化测试系统和测试系统配件,公司的测试系统包 括 STS8200 系列、STS8250 系列和 STS8300 系列;测试系统配件主要包括浮动 V/I 源 表、时间测量、数字测量、及电器控制、交流 V/I 源表等关键测试模块。

半导体设备及材料行业深度研究报告:国产加速(下)

公司已成长为国内最大的半导体测试系统本土供应商,也是为数不多进入国际封测市 场供应商体系的中国半导体设备厂商。目前全球半导体专用设备生产企业主要集中于欧 美和日本等,中国半导体专用设备自给率低。为推动我国半导体专用设备制造的技术升 级。公司通过承担 02 专项自主研发的 STS 8200 模拟器件测试系统、高端模拟混合电 路测试系统已得到客户认可和使用。新产能顺利释放,加大新产品布局投放。2021 年 9 月,公司天津产业基地正式启用。随着新基地的投入使用,公司产能瓶颈问题将得到大幅解决,并为公司研发、生产能力 更上一台阶奠定基础。公司持续推出新产品、新测试模块,以适应于 SoC、GaN、大功 率测试等更多增量需求,进一步拓宽测试能力。

长川科技——半导体测试设备优质标的,技术研发实力强劲。公司主要产品为测试机、 分选机、探针台和 AOI 设备及自动化设备,主要面向集成电路封测、制造、设计企业等 客户。公司的测试机包括大功率测试机(CTT系列)、模拟/数字混合测试机(CTA系列);分选机包括重力下滑式分选机(C1、C3、C3Q、C37、C5、C7、C8、C9、C9Q 系列)、 平移式分选机(C6、C7R 系列)等。

半导体设备及材料行业深度研究报告:国产加速(下)

整合 AOI 检测优质标的,技术与客户互补效应强。长川科技于 2019 年收购 STI,STI 是研发和生产为芯片以及 wafer 提供光学检测、分选、编带等功能的集成电路封装检测 设备商。STI 的主要产品为 AT468 机台、Hexa 机台、iSort 机台及 iFocus 机台四种型号 高精度光学检测设备,面向市场包括传统封装、BGA、QFN、有引线封装、晶圆级封装 等封装测试市场。技术研发方面,STI 的 2D/3D 高精度光学检测技术(AOI)位于行业 前列,长川科技于 STI 通过深入研发合作,STI 可为公司探针台等产品在光学领域技术 难题的突破提供有力支持,客户方面,STI 与 TI、安靠、三星、日月光、美光、力成等 多家全球领先的 IDM 及封测厂建立长期稳定合作关系,为长川科技进入国际知名半导 体企业的供应体系提供有力支持。

八、化学机械抛光:全局纳米级平坦化

CMP 设备工艺复杂、研制难度大,为集成电路工艺流程中使用的主要设备之一。芯片 制造主要包括光刻、CMP、刻蚀、薄膜和掺杂等关键工艺技术,其中 CMP 是在芯片制 造制程和工艺演进到一定程度、摩尔定律因没有合适的抛光工艺无法继续推进之时才诞 生的一项新技术。CMP 设备主要用于单晶硅片制造和芯片制造前道工艺,依托 CMP 技 术的化学-机械动态耦合作用原理,通过化学腐蚀与机械研磨的协同配合作用,实现晶圆表面多余材料的高效去除与全局纳米级平坦化——全局平整落差 5nm 以内的超高平 整度,CMP 设备集摩擦学、表/界面力学、分子动力学、精密制造、化学/化工、智能控 制等多领城最先进技术于一体,工艺复杂。

CMP 设备结合机械抛光和化学抛光长处,在超大规模集成电路中有广泛应用。CMP 的 主要检测参数包括研磨速率、研磨均匀性和缺陷量。研磨均匀性又分为圆片内研磨均匀 性和圆片间研磨均匀性。对于 CMP 而言,主要的缺陷包括直接影响产品的成品率的表 面颗粒、表面刮伤、研磨剂残留等。传统的机械抛光和化学抛光去除速率均低至无法满 足先进芯片量产需求, CMP 技术利用了磨损中的“软磨硬”原理,综合两者优势,避 免了由单纯机械抛光造成的表面损伤,即用较软的材料来进行抛光以实现高质量的表面 抛光,将化学腐蚀和机械研磨作用达到一种平衡,最终实现晶圆表面的超高平整度。未 经加工的原料晶圆裸片的表面凹凸不平,无法直接在上面印制电路图形。因此,需要先 通过研磨和化学刻蚀工艺去除表面瑕疵,然后通过抛光形成光洁的表面,再通过清洗去 除残留污染物,即可获得表面整洁的成品晶圆。因而,CMP技术为后续重复进行光刻、 刻蚀、薄膜和掺杂等关键工艺提供了重要的基础。

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