2023年中国离子注入设备行业全景速览

2023年中国离子注入设备行业全景速览摘要：一、发展环境：政策持续发力，推动本土化进程2023年，离子注入设备相关政策频出。1月17日，工信部等六部门印发《关于推动能源电子产业发展的指导意见》，提出加强面向新能源领域的关键信息技术产品开发的应用，主要包括功率半导体、传感类器件、发光二极管等；2月9日，上海市经济信息化委、市生态环境局印发《上海市推动四大工艺行业高质量提升发展实施意见（2023-2025）》，提出到2025年，本市四大工艺（铸造、锻造、电镀、热处理）行业数字化、绿色化、专业化、集约化水平明显提升，形成10家上海市级智能工厂、打造30个智能特色场景、突破50项先进技术工艺装备。其中热处理包含离子注入；10月27日，广州市黄浦区工业和信息化局、广州开发区经济和信息化局印发《广州开发区、广州市黄埔区促进集成电路产业发展办法》，提出鼓励发展离子注入等设备、关键零部件及工具国产化替代。以上政策的出台，进一步推动离子注入设备在各领域中的应用和需求，促进离子注入设备本土化生产和应用。二、发展现状：离子注入机市场持续发展，技术创新和国产化成为关键离子注入是半导体器件和集成电路生产的关键工艺之一，其提供的高精度和高均匀性可以大幅度提高集成电路的成品率。因此，离子注入机与光刻机、刻蚀机和镀膜设备并称为芯片制造的四大核心工艺装备。根据SEMI数据显示，2022年，全球半导体离子注入设备市场规模达到206亿元，同比增长14.44%。中国大陆半导体离子注入设备市场规模则更加惊人，达到66亿元，同比增长26.92%，增速远超国际市场。目前，全球离子注入机仍以大束流离子注入机为主。据Gartner数据披露，大束流离子注入机占离子注入机市场总份额的61%。中低束流离子注入机和高能离子注入机分别占20%和18%。然而，近年来，新一代离子注入机具备更高的精度和控制能力，可以实现更精细的注入过程，同时也能提供多能量、多种离子注入的功能。这些新技术的引入将会极大地改变离子注入机市场的格局。预计到2023年，全球半导体离子注入设备市场规模将增长到211亿元，同比增长2.43%。在中国大陆，半导体离子注入设备市场规模将增长到74亿元，同比增长12.12%。随着技术的不断进步和市场需求的不断增加，离子注入机市场仍将保持良好的发展态势，为半导体器件产业的发展提供有力保障。三、企业格局：国内厂商加大研发投入和创新力度，追赶国际领先水平全球离子注入机的领先企业主要分布在美国、日本和中国，美国企业有汉辰科技、应用科技、Axcelis、Intevac等公司；日本企业包括日新离子机、日本真空、住友重工等企业；中国企业包括凯世通、北京中科信等。整体来看，国外厂商仍然处于领先地位，尤其是在高能离子注入机领域，美国Axcelis公司几乎垄断了市场。国内厂商虽然在低能大束流和中低束流离子注入机领域有所突破，但仍然存在一定的技术差距。近几年，国内厂商也在不断加大研发投入和创新力度，借鉴国外先进技术和经验，结合国内用户需求和特点，开发出符合市场需求的离子注入机产品。尤其是在高能离子注入机领域，中科信公司已经实现了重大突破，有望打破国外厂商的垄断。四、发展趋势：下游市场需求持续扩大，国产化进程加速随着信息技术的快速发展，芯片制程不断升级，行业门槛也日益提高。在这一趋势下，离子注入设备作为半导体生产线上的关键设备扮演着重要角色。芯片结构更加复杂，器件尺寸更加微小，掺杂工艺更加精密，这意味着离子注入设备面临着更高的技术要求。例如，需要具备高能量、高精度、高均匀度以及低污染等特性，以适应新型芯片制程的需求。同时，随着芯片制程的不断升级，新增的特殊工艺需求如SOI（绝缘体硅片）和MEMS（微电子机械系统）等也对离子注入设备提出了新的挑战。为满足这些特殊工艺的掺杂需求，需要开发新型的离子注入机，以确保其能够精准、可靠地完成对芯片的掺杂操作。因此，随着信息技术的不断发展和芯片制程的持续升级，离子注入设备需要不断创新和升级，以适应日益复杂和多样化的芯片制程需求。这也将促使离子注入设备制造商加大研发投入，不断提升设备的性能和功能，以满足半导体行业对高性能、高精度设备的不断增长的需求。关键词：离子注入设备、发展环境、发展现状、企业格局、发展趋势一、发展环境：政策持续发力，推动本土化进程离子注入设备通过离子源得到所需要的离子，并将其加速，得到几百千电子伏能量的离子束流，用作半导体材料、大规模集成电路和器件的离子注入，还用于金属材料表面改性和制膜等。离子注入设备主要分为三种类型：低能大束流注入机、高能注入机和中束流注入机，对应市场容量分别为60%；20%和20%。离子注入设备是集成电路制造前工序中的关键设备，离子注入是对半导体表面附近区域进行掺杂的技术，其目的是改变半导体的载流子浓度和导电类型，提高电路的集成度、开启速度、成品率和寿命，降低了成本和功耗。离子注入设备上游主要由离子源、离子引出和质量分析器、加速管、扫描系统、工艺腔组成。中游包括设备的设计和制造商。下游包括集成电路、IGBT、太阳能电池、AMOLED等制造。2023年，离子注入设备相关政策频出。1月17日，工信部等六部门印发《关于推动能源电子产业发展的指导意见》，提出加强面向新能源领域的关键信息技术产品开发的应用，主要包括功率半导体、传感类器件、发光二极管等；2月9日，上海市经济信息化委、市生态环境局印发《上海市推动四大工艺行业高质量提升发展实施意见（2023-2025）》，提出到2025年，本市四大工艺（铸造、锻造、电镀、热处理）行业数字化、绿色化、专业化、集约化水平明显提升，形成10家上海市级智能工厂、打造30个智能特色场景、突破50项先进技术工艺装备。其中热处理包含离子注入；10月27日，广州市黄浦区工业和信息化局、广州开发区经济和信息化局印发《广州开发区、广州市黄埔区促进集成电路产业发展办法》，提出鼓励发展离子注入等设备、关键零部件及工具国产化替代。以上政策的出台，进一步推动离子注入设备在各领域中的应用和需求，促进离子注入设备本土化生产和应用。二、发展现状：离子注入机市场持续发展，技术创新和国产化成为关键离子注入是半导体器件和集成电路生产的关键工艺之一，其提供的高精度和高均匀性可以大幅度提高集成电路的成品率。因此，离子注入机与光刻机、刻蚀机和镀膜设备并称为芯片制造的四大核心工艺装备。根据SEMI数据显示，2022年，全球半导体离子注入设备市场规模达到206亿元，同比增长14.44%。中国大陆半导体离子注入设备市场规模则更加惊人，达到66亿元，同比增长26.92%，增速远超国际市场。目前，全球离子注入机仍以大束流离子注入机为主。据Gartner数据披露，大束流离子注入机占离子注入机市场总份额的61%。中低束流离子注入机和高能离子注入机分别占20%和18%。然而，近年来，新一代离子注入机具备更高的精度和控制能力，可以实现更精细的注入过程，同时也能提供多能量、多种离子注入的功能。这些新技术的引入将会极大地改变离子注入机市场的格局。预计到2023年，全球半导体离子注入设备市场规模将增长到211亿元，同比增长2.43%。在中国大陆，半导体离子注入设备市场规模将增长到74亿元，同比增长12.12%。随着技术的不断进步和市场需求的不断增加，离子注入机市场仍将保持良好的发展态势，为半导体器件产业的发展提供有力保障。离子注入机的技术壁垒主要有三点：一是角度控制，注入角度精度±0.1°，随着制程的缩小，对注入角度要求更高；二是剂量控制，即对均匀性、浓度的控制要求高；三是能量控制，要求能量控制在±1%。由于国际地缘政治摩擦和贸易壁垒的影响，我国在芯片制造领域面临着供应链安全和自主可控的问题。2023年1-11月，我国制造半导体器件或集成电路用的离子注入机（简称离子注入机）进口量为372台，同比下降84.49%；进口金额为82.65亿元，同比增长26.71%。同期，我国离子注入机出口量为153台，同比下降93.05%；出口金额为0.36亿元，同比下降38.94%。我国进口虽缓慢增长，但进口金额从2017年开始一直呈现出不断攀升态势。这表明我国市场需求开始向高端离子注入机转型，但国内产能尚未完全满足需求。目前，国家和企业都在加大对芯片制造设备国产化的投入和支持，以打破国外厂商的技术封锁和垄断。为了打破国外厂商的技术封锁和垄断，我国政府和企业都加大了对芯片制造设备国产化的投入和支持。通过引进先进技术、加强研发创新并制定相关政策，国内离子注入机厂商有望提升自身技术水平和竞争力。同时，积极推进国际合作，加强与其他国家的技术交流与合作，共同推动全球芯片产业的发展。相关报告：《中国离子注入设备行业市场竞争态势及发展前景研判报告》三、企业格局：国内厂商加大研发投入和创新力度，追赶国际领先水平全球离子注入机的领先企业主要分布在美国、日本和中国，美国企业有汉辰科技、应用科技、Axcelis、Intevac等公司；日本企业包括日新离子机、日本真空、住友重工等企业；中国企业包括凯世通、北京中科信等。整体来看，国外厂商仍然处于领先地位，尤其是在高能离子注入机领域，美国Axcelis公司几乎垄断了市场。国内厂商虽然在低能大束流和中低束流离子注入机领域有所突破，但仍然存在一定的技术差距。近几年，国内厂商也在不断加大研发投入和创新力度，借鉴国外先进技术和经验，结合国内用户需求和特点，开发出符合市场需求的离子注入机产品。尤其是在高能离子注入机领域，中科信公司已经实现了重大突破，有望打破国外厂商的垄断。1、万业企业万业企业旗下凯世通公司所涉核心装备业务是以离子束技术为核心的集研发、制造于一体的高科技项目，也是国内唯一一家拥有自主知识产权和完整产业链的离子注入机供应商。其离子注入机产品主要以KST品牌为主，KST是一款基于国际先进技术和国内用户需求开发的新型离子注入机，具有高精度、高均匀度、低污染和低成本等优点。2023年上半年万业企业专用设备制造业营业收入为1.03亿元，同比增长17.79%；营业成本为0.94亿元，同比增长66.57%。2023年上半年，公司已生产交付多款高端离子注入机系列产品，新增两家12英寸芯片晶圆制造厂客户，新增订单金额超1.6亿元。公司持续加大资金投入生产，上半年启用上海浦东金桥研发制造基地，增强离子注入机系列产品的研发与产业化能力，提升自身的研发实力、客服水平、产能保障等综合竞争力。2、烁科中科信北京烁科中科信电子装备有限公司是中国电子科技集团旗下的一家专业从事半导体设备研发、生产和销售的公司，也是国内最早从事离子注入机研究的单位之一。其离子注入机产品主要以CETC品牌为主，CETC是一款集成了多项自主创新技术的高性能离子注入机，具有高精度、高均匀度、高效率和高可靠性等特点。中科信公司的离子注入机产品已经成功实现百万电子伏特高能离子加速，性能达国际主流先进水平，并在2021年推出首台高能离子注入机。北京中科信技术最为领先，已研发出三类离子注入设备，包括大/中束流离子注入设备、高能量离子注入设备、多功能离子注入设备，技术和产品线布局完整是国内离子注入技术发展最快速的设备商。其离子注入设备已经在中芯国际12寸晶圆厂的65nm成熟制作产线验证中，技术可望持续突破。2023年7月14日，中国电子科技集团公司第48研究所研发生产的第100台国产离子注入机发往用户。这标志着国内首家离子注入机自研量产企业诞生，也代表国产离子注入机已成功通过产业化考验。四、发展趋势：下游市场需求持续扩大，国产化进程加速1、下游市场需求持续扩大，进一步带动行业市场需求随着全球信息技术的不断发展，半导体和光伏产业是离子注入机的主要应用领域，其发展水平和需求量直接影响着离子注入机的市场需求。随着5G、物联网、人工智能等新技术的推广应用，半导体产业将迎来新一轮的增长周期，以上行业所使用的芯片需要经过严格的制造工艺，而离子注入设备作为其中的关键设备，必须具备高精度、高稳定性和高效率等特点，以满足市场对半导体产品品质和数量的要求。同时，光伏产业也在全球范围内呈现快速发展的态势，对离子注入机的需求也将增加。2、芯片制程不断升级，提高行业门槛高度随着信息技术的快速发展，芯片制程不断升级，行业门槛也日益提高。在这一趋势下，离子注入设备作为半导体生产线上的关键设备扮演着重要角色。芯片结构更加复杂，器件尺寸更加微小，掺杂工艺更加精密，这意味着离子注入设备面临着更高的技术要求。例如，需要具备高能量、高精度、高均匀度以及低污染等特性，以适应新型芯片制程的需求。同时，随着芯片制程的不断升级，新增的特殊工艺需求如SOI（绝缘体硅片）和MEMS（微电子机械系统）等也对离子注入设备提出了新的挑战。为满足这些特殊工艺的掺杂需求，需要开发新型的离子注入机，以确保其能够精准、可靠地完成对芯片的掺杂操作。因此，随着信息技术的不断发展和芯片制程的持续升级，离子注入设备需要不断创新和升级，以适应日益复杂和多样化的芯片制程需求。这也将促使离子注入设备制造商加大研发投入，不断提升设备的性能和功能，以满足半导体行业对高性能、高精度设备的不断增长的需求。3、国内市场技术不断突破，国产化进程加速近年来，随着中国信息技术行业的迅猛发展和政府政策的支持，国内市场对离子注入设备的需求与日俱增。同时，国内企业在离子注入设备领域的技术实力也取得了长