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介绍了1993~2000年世界半导体市场、世界半导体设备投资及世界半导体设备市场,后者包括光刻机、蚀刻设备、离子注入机、CMP设备和测试设备市场。 1992年美国COMPAQ公司首先发起个人计算机大幅度降价,促进个人计算机大繁荣,为世界半导体市场带来了福音,1993~1995年世界半导体市场出现供不应求的局面,据世界半导体贸易统计组织(WSTS)统计,1993年世界半导体市场比上年增长29.1%,1994年增长31.8%,1995年增长43.7%,达1444美元。1995年四季度和1996年世界个人计算机市场疲软,使世界半导体市场处于供过于求状况,并出现1985年以来的第一次负增长,增长率为-10.5%。预计1997年世界半导体市场将达1388亿美元,比上年增长7.4%,1998年将达1626亿美元,增长17.1%,1999年将达1970亿美元,增长21.6%[1],由此可见,世界个人计算机市场的兴衰决定世界半导体市场的命运。 一、世界半导体设备投资情况 1993~1995年世界半导体市场呈现一派兴旺景象,掀起世界各大半导体厂商投资热潮,表1给出1993和1995年世界各大半导体厂商对半导体设备投资的排行榜[2,3],表1中的括号为1995年比1993年的增长率。从表1可知,(1)前三名位置保持不变,仍为美国英特尔、摩托罗拉和韩国三星电子公司,(2)前10名仍由美国、日本和韩国“统吃”,1993年美国为4家,日本为3家,韩国为3家;1995年美国为3家,日本为4家,韩国仍为3家,(3)增长幅度大,最大为韩国LC半导体公司,达313.9%,最小为美国英特尔公司,达63.3%。台湾对半导体设备投资的热情也很高,在未来5年内,将兴建10多条8英寸圆片生产线,总投资115.3亿美元。 二、世界半导体设备市场 1.世界十大半导体设备制造厂商 世界各大半导体厂商的投资热潮,增加了世界半导体设备厂商的销售额,表2给出1993和1995年世界十大半导体设备厂商的名次及销售额[4,5],表2中的括号为1995年比1993年的增长率。 从表2可知,(1)前4名位置保持不变,仍为美国应用材料,日本东京电子、尼康和佳能公司,(2)前10名由美国和日本霸占,1993年美国7家,日本3家,1995年美国5家,日本5家,表明美国和日本半导体设备厂商竞争的激烈程度。美国控制腐蚀设备、中能离子注入机、外延生长系统、常压CVD设备、溅射设备、线性IC测试设备等。日本控制光刻机、涂胶、显影设备、组装设备、划片机、金丝键合机、传送装置、VLSA测试系统、存储器测试系统等,(3)增长幅度大,最大为日本东京电子公司,达223.1%,最小为美国VARIAN公司,达888%。美国应用材料公司在化学气相淀积(犆犞犇)、蚀刻、溅射设备市场居世界首位。日本东京电子公司在光刻胶设备、扩散炉、干法腐蚀、圆片检验设备市场居世界领先地位。日本尼康公司以生产步进光刻机为主。日本佳能公司努力开发深紫外线及光学扫描系统。美国ADVANCED公司以生产存储器测试设备为主。美国TERADYNE公司以提供自动测试设备为主。日本DAINIPPON SCREEN公司以生产光阻和湿法处理设备为主。据文献[6]报道,1993年世界半导体设备市场为98.6亿美元,1994年为138亿美元,比上年增长40%,1995年为225亿美元,增长63%,创历史最高水平,其中最大的市场是日本,其次是美国,1996年为238亿美元,增长5.7%,预计1997年为184亿美元,下降22%,1998年为198.7亿美元,增长8%,1999年为234.5亿美元,增长18%,2000年为287亿美元,增长22.4%。 3.蚀刻设备市场 1992年蚀刻设备市场突破10亿美元,1996年为30亿美元,预计2000年可达80亿美元。目前蚀刻设备市场被犔犪犿犚犲犪犲犪狉犮犺、应用材料、东京电子和日立公司所垄断,它们占该市场的80%,前两家公司有实力参与全球性竞争[10]。蚀刻设备的工艺水平仅比当前存储器或微处理器的需求高出1~2代是远远不够的,现代蚀刻设备所达到的工艺水平在0.5~0.25μ犿范围,为满足高出当前IC3代的要求,必须向0.18~0.10μ犿工艺水平进军,如一些最先进的逻辑IC需求4~5层金属互连层,使IC的线宽高比等于或大于3:1,所以要求蚀刻设备对IC的线宽、结构进行更严密、更精确控制,并对衬底层具有更高的选择性。 4.离子注入机市场 典型CMOS工艺要采用10多道离子注入工艺。目前离子注入机能量范围从几个KEV 到3MEV,注入杂质剂量从1010~1016离子/cm2。目前离子注入机有两大发展动向,一是高能注入,形成深的反型阱和三阱,二是低能注入,形成很浅源漏结、超线狆狀结,如64DRAM的PU结结深约为0.07~0.15μm。同时还要减少金属沾污和注入杂质的交叉沾污,控制圆片的电荷量,改进剂量测定技术,使离子注入机能处理更大范围的能量和剂量[11]。为了减少掩膜的次数,犌犲狀狌狊公司推出一种新型离子注入设备,即使采用MeV掺杂反型阱和横向隔离的隐埋掺杂层结构,还可省去3道掩膜步骤,每减少一道掩膜,每圆片成本可节约25~50美元。 5.CMP设备市场 CMP设备是化学机械抛光设备的缩写,它是解决多层绝缘介质层和多层金属布线平坦化的唯一、有效办法。近几年CMP设备市场发展迅猛,1993年世界CMP设备市场为7010万美元,1994年为8410万美元,比上年增长61%,以后几乎都以60%以上速度增长,1995年为139亿美元,1996年为225亿美元,1997年为2.9亿美元,1999年将达369亿美元[12]。1996年日本最大的十家半导体厂商在生产64MDRAM犕时,都采用CMP工艺。日本NEC公司采用CMP工艺,开发出1GLSI电极,该公司利用不含金属离子的过氧化氢氧化剂在研磨垫上临时与研磨液混合,使金属化学机械抛光的研磨速度和平坦度达到均匀一致。 6.测试设备市场 日本IC测试设备处领先地位,1993~1997年日本IC测试设备市场平均增长率为68%,1997年达700亿日元[13]。目前半导体逻辑测试设备以512脚为主流,并推出工作频率为100~200MHz的测试设备,为了缩短测试时间,提高测试柔软面的性能。半导体存储器测试设备以64脚为主流,目前主要要解决多数量同时测试和价格上涨的问题,一般通用DRAM测试设备的工作频率为60MHz,高速DRAM测试设备的工作频率为100MHz[12]。据Prime市场研究公司预计,1997年世界IC测试设备市场将下降4%,达35亿美元,这是连续3年高速增长之后的正常周期性变化,影响这种下降的原因是研制新型IC的计划正在延期[14]。目前IC测试设备厂商都在期望1997年64MD RAM有大的发展,因为64MD RAM需要新的测试设备. 半导体杂志 翁寿松 |