正文
(1)光学检测技术以其快速、非接触的特点,在半导体行业中占据了主导地位。
这种技术通过计算分析光信号来获得检测结果,其优势在于检测速度快、无需与检测对象接触,并且易于集成到生产线上。根据中科飞测的招股书资料,光学检测技术的速度可比电子束技术快逾1000倍,适用于28纳米及以下的所有先进制程。在技术成熟度、通用性和可靠性等方面,光学检测技术已经赢得了晶圆制造厂的广泛认可,成为了半导体质量控制领域的主流检测手段。据中科飞测的招股书显示,2020年全球光学检测技术市场规模达到了57.5亿美元,其在量检测设备市场的份额高达75.2%。
尽管光学检测技术具有众多优势,但它也存在一定的局限性。传统光学检测技术基于瑞利散射原理,这在一定程度上限制了其对先进制程晶圆缺陷的高灵敏度检测能力。此外,光学检测结果常常包含大量的噪声缺陷,即非致命性缺陷,这些缺陷可能会干扰对致命性缺陷的识别和检测,从而影响质量控制的效果。因此,虽然光学检测技术在当前仍然是主流,但行业也在不断探索和开发新的检测技术,以应对先进制程中日益复杂的挑战。
(2)电子束检测技术以其高精度而著称,但在速率和设备成本方面存在劣势。
该技术通过将聚焦的电子束对准探测点,逐点扫描晶圆表面以生成图像,从而实现检测目的。由于电子束的波长远短于可见光的波长,电子束显微镜能够提供更高的分辨率,因此在测量精度上优于光学技术。然而,电子束检测的测量速度较慢,且设备成本高昂。此外,由于电子束检测主要依赖于入射电子激发产生的二次电子,它无法有效区分具有三维特征的深度信息,这就限制了其在某些检测应用中的使用,例如三维形貌量测、光刻套刻量测和多层膜厚量测等领域,这些通常更适宜采用光学检测技术。
根据中科飞测的招股书数据,2020年全球电子束检测技术市场规模为14.3亿美元,其在量检测设备市场的份额为18.7%。这表明虽然电子束检测技术在精度上有其独到之处,但由于成本和速度的限制,其在整体市场中的占比相对较低。电子束检测技术的这些局限性促使行业继续寻求更为高效和经济的技术解决方案,以适应日益复杂的半导体制造需求。
(3)暗场光学检测是一种关键的无图形检测手段,它在半导体制造中扮演着重要角色。无图形缺陷检测设备专门用于检测表面未刻蚀的晶圆,能够识别包括颗粒污染、凹坑、水印、划伤、浅坑、外延堆垛、CMP(化学机械抛光)突起等多种缺陷类型。这种技术在以下领域发挥着重要作用:1)在圆片制造领域,用于工艺研发中的缺陷检测以及圆片出厂前的最终检验流程;2)在芯片制造领域,用于来料品质检测、工艺控制(如薄膜沉积、CMP等)、圆片背面污染检测以及设备洁净度监测;3)在半导体设备制造领域,用于工艺研发中的缺陷检测和设备的工艺品质评估。
对于未经处理的裸晶圆片,颗粒和划痕是最常见的缺陷形式,这些缺陷在高频散射分量上表现出高灵敏度。因此,暗场显微镜等光学检测手段成为了检测这些缺陷的重要工具。
(4)相对而言,有图形检测主要依赖于明场光学技术。有图形缺陷检测设备用于检测集成电路上的刻蚀图案,其缺陷类型不仅包括纳米颗粒、凹陷、突起、划伤、断线、桥接等表面缺陷,还包括空洞、材料成分不均匀等亚表面和内部缺陷。由于图案的复杂性和材料种类的多样性,有图形缺陷检测更为复杂且挑战性更大。因此,高精密仪器、先进的建模方法和图像后处理算法的重要性日益凸显,它们是实现精确检测的关键。
(1)
2024年,全球半导体市场展现出强劲的复苏势头,预计将加速恢复增长。
据美国半导体产业协会(SIA)的数据显示,2023年11月,全球半导体行业的销售额达到了480亿美元,同比增长5.3%。这一数据标志着行业在经历了连续6个月的同比降幅收窄之后,首次实现了同比增长,同时也连续9个月实现了环比增长。
在这一背景下,国际数据公司(IDC)对全球半导体市场的规模预测进行了上调。根据半导体产业纵横公众号的报道,IDC将2023年全球半导体市场的规模预测值从5188亿美元调整至5265亿美元。同时,对于2024年的市场规模预测,也从原先的6259亿美元上调至6328亿美元,同比增长率达到20.2%。
这一市场回暖趋势表明,全球半导体市场正在逐步走出低谷,2024年起有望迎来加速增长的阶段。短期内,市场复苏的动力主要来源于消费电子市场的逐步回暖。华为、苹果等知名品牌的新品发布,带动了消费者的换机热潮,为半导体市场注入了活力。而从长期发展来看,车用、数据中心、工业及人工智能等新兴领域的增长点,将成为推动全球半导体市场持续增长的关键因素。
(2)
在当前全球半导体产业竞争加剧的背景下,中国大陆正积极加强在成熟制程产能方面的投资。
以行业领军企业中芯国际为例,其最新发布的三季报显示,公司对2023年全年的资本开支进行了上调,预计将达到约75亿美元,较去年同比增长约18%。这一投资规模的增加,体现了中国大陆在半导体制造领域扩大产能的决心。
据统计,2022年中国大陆在12英寸晶圆产能方面,已占据全球市场的22%。展望未来,预计到2026年,这一比例将进一步提升至25%。这一增长趋势表明,随着半导体行业需求的回暖,以及中国大陆晶圆厂的持续扩产,国内半导体设备市场有望实现长期稳健的增长。
根据日本半导体设备协会(SEAJ)的数据,2023年前三季度,中国大陆半导体设备的销售额达到了244.7亿美元,同比增长11.7%。特别是在第三季度,销售额同比增长了42.2%,这一显著的增长率进一步证明了国内半导体设备市场的强劲动力。随着中国大陆在半导体制造技术上的不断进步和产能的扩张,未来国内半导体设备市场的潜力巨大,将为全球半导体产业格局带来新的变化。