(九) 研究对象(Research Object)
本报告的研究对象为半导体制造工艺流程中的制造、封装、测试、净化以及试验检测设备等。
一、2002年中国半导体设备市场环境综述
(一) 半导体设备分类与技术发展现状
半导体的飞跃发展与其结构和工艺技术的进步分不开,尤其与半导体工艺设备的发展息息相关。半导体工艺设备是集成电路制造的物质基础，半导体设备的更新换代，推动半导体工艺，半导体产品及整个电子装备的更新换代。多年来,国际半导体集成电路发展的历史充分说明:谁拥有先进的工艺设备,谁就能在半导体集成电路生产上处于领先地位。为此,要发展半导体集成电路工业,必须优先发展相应的半导体专用设备。因此，从本质上讲，半导体设备不仅支撑集成电路产业的发展，同时也支撑整个电子信息产业的发展。
半导体制造工艺流程主体为设计——制造——封装——测试，制造是指前道微细加工，主要包括对半导体芯片进行曝光、刻蚀、掺杂、薄膜生长等工艺加工流程，是最为关键的环节。半导体制造设备主要有材料制备设备、前道工序设备、后道工序设备、净化设备、试验检测设备等，半导体设备属于高科技、高投入的范畴,其特点是光机电结合，在精度要求上较纯机械要高得多。
国际上集成电路发展40多年来，工艺技术发展相当迅速。其集成度从十几个元件的小规模,进入到集成上亿个元器件的特大规模的发展阶段,其加工精度从十几微米发展到亚微米、深亚微米阶段。硅片尺寸从2英寸发展到6英寸、8英寸并正向12英寸规模发展，其生产集成电路的专用设备也更换了多代产品。
目前国际上大生产工艺技术水平主流在8英寸、0.18~0.25微米水平,并已达到 12英寸0.10~0.15微米工艺技术水平，世界主要半导体大厂英特尔、台积电、摩托罗拉、德州仪器(TI)等，当前均已投入0.10微米以下半导体制造工艺的研发，并力图尽快投入量产，竞争日趋激烈。集成电路技术的高速发展对专用设备和仪器提出了更严格的要求,集成电路设备发展到今天，已经不是一个传统意义上的机器，而是集成电路工艺的固化物。
表1 集成电路制造工艺所需主要设备 1．材料制备设备: 材料生长设备 材料加工设备 2．前工序设备: 光刻设备 蚀刻设备： 掺杂设备 薄膜生长设备 其他 3．后工序设备 划片机、键合机、塑封机、切筋打弯机、打标机、编带机、电镀设备、模具等。 4．净化设备 空气净化设备、超纯水设备、气体纯化设备、 5．试验检测设备 试验设备 检测设备 数据来源：CCID 2003，02 气候环境试验设备、力学环境试验设备、可靠性试验设备等 成品测试设备及部分在线检测设备等 光刻机、电子束曝光机 刻蚀机 离子注入机、扩散炉 化学汽相淀积(CVD)设备、物理汽相淀积(PVD)设备磁控溅射台、电子束蒸发台、 匀胶机、显影机、清洗机、快速热处理设备、气柜、气体质量流量计等。 单晶炉 研磨机、抛光机、切片机等
表2 世界主要半导体企业12英寸厂工艺特征与工艺研发 企业名称 INTEL TSMC UMC TI Motorola Infineon Samsung 数据来源：CCID 2003，02 生产线性质 CPU Foundry Foundry DSP Foundry DRAM DRAM 工艺特征 0.13微米 0.13微米 0.13微米 0.13微米 0.13微米 0.14微米 0.12微米 工艺研发 70纳米—90纳米 90纳米 65纳米 90纳米 32纳米—90纳米 70纳米—90纳米 0.1微米
前道微细加工设备技术的不断发展已成为推动集成电路迅速发展的主要因素之一。前道微细加工设备的主体是光刻设备、蚀刻设备、掺杂设备等。
随着设备水平的不断提高,光机电的高度集成,半导体制造中的许多工艺技术已经固化在设备之中,设备已经代表了一种相对完整的解决方案。这将成为半导体专用设备的潮流。
(二) 世界半导体设备市场概况
2002年世界半导体设备市场需求为228亿美元,较2001年市场衰退了19%,这是由于受世界半导体市场恢复缓慢,各大半导体芯片厂商的投资额相应减少,导致设备市场继续萎缩。尽管2002年世界半导体市场止跌回暖，重新开始增长，但增长幅度较小。2002年世界半导体市场规模达到1410亿美元，比2001年1388亿美元上升了1.6%，而亚洲地区是2002年整个半导体市场的增长的主要原因。随着世界半导体市场的逐渐复苏，预计2003年半导体设备市场将会突破性增长。
表3 1996－2002年世界半导体设备年销售情况: 单位：亿美元 销售额 增长率 1996年 238 5.8% 1997年 184 －22.7 1998年 198.7 8.0% 1999年 234.5 18% 2000年 477 103% 2001年 282 －40.9% 2002年 228 －19％ 数据来源：CCID 2003，02
图1 1996－2002年世界半导体设备年销售额曲线图 单位：亿美元
60050040030020010001996年1997年1998年1999年2000年2001年2002年296238184198.7234.5228477
数据来源：CCID 2003，02
表4 2001－2002年世界半导体设备销售额 单位： 亿美元 设备种类 晶圆处理设备 封装设备 测试设备 其它设备 合计 数据来源：CCID 2003，02 2001年 215 21 50 10 282 2002年 171 17 28 12 228 增长率 －20% －19% －44% 20% －19%
2002年世界半导体市场的投资302亿美元，比2001年下降了22%，国际半导体大公司都下调了投资比例，英特尔、台积电、三星电子2002年投资金额最高的3家公司，其他芯片厂商的投资额都不高于10亿美元。与此相应的是2002年主要的半导体设备厂商的销售业绩也有所下降，2002年半导体设备市场的受技术工艺的驱动较强，以销售端技术应用的产品的设备供应商的市场份额提升。
半导体制造工艺流程
