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你不一定知道的日本半导体设备实力


文章作者:www.homyland3s.com 发布时间:2020-02-26 点击:695



来源:内容最初是由公共数字半导体产业观察(ID:icbank)创建的,谢谢!

随着美国贝恩资本收购东芝存储,松下宣布退出半导体业务,日本在半导体芯片领域基本上已经彻底失败。尽管日本半导体工业的市场份额正在下降,但它在设备领域对世界的影响不可低估。你知道尼康在2004年之前占据了超过50%的平版印刷市场,并被誉为“设备工业之王”吗?日本有多达10种半导体设备,占全球市场的50%以上。在重要的前端设备如电子束拉制设备、涂布/显影设备、清洗设备、氧化炉、减压化学气相沉积设备、以划片机为代表的重要后端封装设备和以探针为代表的重要测试设备环节中,日本设备企业几乎处于垄断地位。半导体设备可分为晶片加工设备、封装设备、测试设备和其他设备。在整个半导体设备市场中,晶圆制造设备约占80%,封装和组装设备约占7%,测试设备约占9%,其他设备约占4%。日本的半导体设备制造商,无论大小,提供了世界上大约37%的半导体设备。

广为人知的巨人

根据美国半导体行业研究公司VLSI Research发布的2018年全球半导体制造设备制造商排名,在全球15大公司中,有4家美国制造商,两家欧洲制造商,按地区划分,韩国和中国各有一家。日本制造商在东京电子公司排名第三,在研华科技公司排名第六,在屏幕上排名第七,在科库赛电气公司排名第九,在日立高科技公司排名第十,在大福公司排名第十四,在佳能公司排名第十五。可以说,日本企业在半导体制造设备行业的实力是有目共睹的。

2018全球15大半导体制造设备制造商。销售单位是数百万美元(来源:VLS iSearch)

东京电子公司(TEPCO)于1963年开始代理业务,见证了日本半导体设备的本地化。东电一直是飞兆半导体、英特尔、KLA、AMD和日本其他半导体制造商的设备代理商。事实上,TEPCO是在1968年进入半导体设备领域的。那一年,TEPCO与美国热电产品公司合资成立了热电工程公司,并开始在中国制造扩散炉。TEPCO也成为日本第一家半导体设备制造商。

合资企业获得美国的先进技术后,TEPCO于1976年开发了世界上第一台高压氧化炉,并于1986年交付了其生产的第一台立式扩散炉。据超大规模集成电路研究公司称,1989年TEPCO半导体制造设备收入超过6亿美元,连续三年位居榜首并获得冠军。

在接下来的十年里,TEPCO不断扩大产品线。1993年,TEPCO开始销售平板显示器生产设备涂布器/成像器。1994年,第一批单芯片化学气相沉积系统问世。2000年,交付了1,000台涂布器/成像器“清洁轨道行动8”。2006年,10,000台立式热处理设备开始装运。2007年,晶圆检测机的出货量达到20,000台。2009年,TEPCO收购了瑞士奥里坎太阳能,并进入光伏生产设备业务(但在2014年退出该业务)。

TEPCO的产品几乎涵盖了半导体制造过程中的所有过程。主要产品包括:涂胶/显影设备、热处理成膜设备、干法刻蚀设备、沉积设备、清洗设备以及密封和测量设备。其中,涂胶/显影设备占世界的87%,蚀刻设备占平板显示器制造设备的70%。从2015财年开始,半导体制造已经成为TEPCO的核心业务,占公司总收入的90%以上。

Edwin Test也是一家老牌设备公司。1954年,武田郁夫在东京板桥区建立了埃德温特沃德公司,当时被称为武田立根工业公司。埃德温的主要产品包括自动测试设备、SoC测试系统、内存测试系统、机电测试系统等。

埃德温测试可以说是日本测试行业的第一个同类测试,开发了许多“第一”测试

新产品的大量涌现将埃德温的测试带入了许多领域。1979年,Edwin Test推出了数字频谱分析仪TR-9305,标志着该公司进入音频/振动分析市场。1983年TR-4511的引入帮助它进入了信号源市场。1986年,包括TQ8345频谱分析仪在内的16种光学测量仪器问世,埃德温测试公司成功进入光通信市场。1992年,它通过引入行业最高分辨率的液晶显示器驱动程序测试系统G4350(用于研发)和G4310(用于大规模生产)进入液晶显示器测试市场。用于数码相机的电荷耦合器件传感器的T8531图像传感器测试系统于2000年发布,并重新进入图像传感器测试市场。2003年,T7721先进混合信号测试系统进入汽车设备市场。2005年进入面膜光盘市场;2013年,它收购了美国公司W2BI.COM,进入了无线系统级测试市场。

此外,埃德温测试过的许多产品被业界广泛采用,这为其占领市场份额做出了很大贡献。TR-4172多功能“智能频谱分析仪”是埃德温特于1981年推出的,被通信设备制造商广泛使用。1983年,用于通信和消费类大规模集成电路测试的T3700系列模拟测试系统和用于电荷耦合器件图像传感器测试的T3155系列的推出,扩大了埃德温测试在半导体测试设备中的市场份额。到1985年,埃德温测试成为世界领先的半导体测试设备供应商。目前,公司在内存测试设备市场占有50%以上的市场份额。

SCREEN是世界上唯一的影像制版设备和电子原件制造设备的综合制造商。它成立于1943年,其根源可以追溯到1868年。SCREEN的成立是为了建立他们最初的玻璃幕墙业务,直到1974年它开始扩展到电子领域。1975年,一种晶片蚀刻机被开发出来,SCREEN正式开辟了半导体设备制造的道路。从半导体生产设备开始,生产线不断扩展到晶圆清洗设备、测量、晶圆图案检测和直接成像系统。

特别是在晶片清洗领域,SCREEN在2009年赢得了全球单晶片清洗系统60%以上的份额,并在2008年赢得了涂布器/显影剂、湿蚀刻机和抗蚀剂剥离器等液晶制造设备市场的最大份额。在图案检测和液晶制造设备行业也处于领先地位。

KOKUSAI ELECTRIC,前日立国际电气公司,在2017年底作为非核心业务出售给私人股本基金Kohlberg Kravis Roberts(KKR)后离开日立集团。2019年7月,应用材料公司宣布将以22亿美元的现金从KKR购买科库赛。制造半导体最重要的阶段是通过沉积和热处理形成薄膜。科库赛电气公司有一种新的下一代沉积技术平衡控制沉积(BCD),它提供先进的小几何设备,具有较低的温度处理和更严格的工艺控制,同时保持极高的生产率。科库赛电气公司生产的半导体制造设备利用接近物理极限的世界级薄膜形成技术,如10纳米微制造技术,为快速发展的晶圆厂设备市场提供服务。

日立的高科技历史可以追溯到1940年。2001年日立仪器集团和半导体制造设备集团合并后,公司更名为日立高科技公司。在半导体设备领域,主要生产干法蚀刻系统、半固化片和缺陷检测系统。这些器件广泛用于大规模集成电路、功率器件和表面声波滤波器、CMOS图像传感器、微机电系统和其他(硬盘和平板显示器)。

大富集团成立于1937年,是第一家生产气锤和锻压机的企业。随着日本经济的复苏和发展,它开始涉足物资运输和物流管理。大富的洁净室存储和处理系统广泛应用于半导体和液晶等平板显示器制造行业,并在许多世界知名企业销售。

佳能成立于1937年,前身为精机光学有限公司。1984年,佳能推出第一台步进机,2011年,佳能推出第一台步进机FPA-5510iV作为后通道,正式进入先进封装领域的光刻市场。2016年,佳能推出一款分辨率更高、覆盖精度更高的步进式FPA-5520iV,可满足扇出式晶圆级封装(FOWLP)的严格要求。FPA-5520iV已投入FOWLP批量生产,下一代精品RDL和FOWLP研发。佳能的FEOL产品组合非常强大,包括深紫外(DUV)扫描光刻FPA-6300ES6a和I线步进器FPA-5550iZ2,它们因生产率高和成本低而受到存储器制造商的青睐。

佳能的主要优势之一是其产品覆盖半导体前端市场和半导体后端市场,并且产品组合广泛。此外,在以前技术的发展过程中积累了宝贵的经验。在后期产品的开发中,可以借鉴早期平台开发的经验,利用经过验证的专有光学制造技术不断提高光刻系统的性能。

尼康成立于1917年,是第一个通过相机和光学技术发大财的公司。它于1980年开始研究半导体光刻设备,并于1986年引进第一台平板显示器光刻设备。如今,业务范围涵盖了广泛的领域。在2004年之前,尼康占据了超过50%的平版印刷市场,被誉为“设备工业之王”。然而,关键技术路线的错误选择导致大量客户转向反洗钱,尼康从光刻机之王的宝座上跌落。

尼康在芯片光刻技术上远不如ASML,但其目前的产品仍然是基于ArF和KrF光源,其售价远低于ASML,这更难与EUV相比。然而,尼康在平板印刷平版印刷方面有突出的优势。尼康拥有多种机器,从用独特的多镜头投影光学系统加工大型面板,到用智能设备制造中小型面板,提供多样化的机器。

“小”公司有很大的优势。

除了上述大型企业,日本在小型企业的半导体设备领域也取得了良好的进展。激光技术在掩模检测领域,佳能Tokki在有机发光二极管真空蒸发设备,千兆光子积极发展EUV光刻技术,Shibaura在半导体前和后处理设备,Muratec作为半导体自动化设备和JEOL在电子束光刻在各自的领域取得了小的成就。

内山靖史于1960年建立了东京独立电视实验室来开发x光电视。1962年,NJS公司成立,开始探索除x光电视以外的广泛技术发展。1976年,NJS开发并发布了世界上第一个大规模集成电路光掩模检测系统。1986年,NJS公司更名为激光技术公司。Lasertec的核心业务是掩膜检测系统和掩膜空白检测系统。它还提供各种晶圆检测和测量设备,如光刻工艺检测系统和涂层厚度不均匀性检测系统。Lasertec提供最先进的掩膜检测系统,可促进平板显示技术的创新。

佳能东京公司成立于1967年。2010年,佳能收购了东京公司,以扩大其有机发光二极管制造设备业务。有机发光二极管真空蒸发设备佳能东京主要为有机发光二极管市场和薄膜光伏市场生产真空处理设备和工厂自动化系统。佳能东京在1999年开发了第一个有机发光二极管大规模生产系统。该系统通过一个系统处理有机发光二极管/电极材料的沉积和封装。在有机发光二极管蒸发机中,佳能东京几乎是垄断的。

千兆光子成立于2000年。千兆光子一直在积极开发极紫外(EUV)光刻技术。它的前身是小松公司。小松激光技术可以追溯到1980年。小松于1985年推出了日本第一台准分子激光装置KLE-630,并于1987年推出了世界上第一台用于半导体光刻的准分子激光装置KLE-630。2004年底,千兆光子公司推出了一种新型的ArF准分子激光器GT40A,它具有注入锁定谐振腔,可以满足浸没式ArF光刻的要求。今天,千兆光子的激光光源已经被包括日本在内的亚洲大多数半导体制造商所采用,并迅速被欧洲和美国所接受。

希博拉的历史可以追溯到

穆拉泰克以前是穆拉塔。村田机械成立于1935年,是日本一家有代表性的机械制造商。自空气捻接器发明以来,占据世界最大市场份额的自动络筒机等纤维机械已广泛涉及机床、信息设备、物流设备、液晶工厂/半导体工厂的自动化设备等领域。

JEOL成立于1949年,前身为日本电子光学实验室有限公司。JOEL在三个领域开展业务:科学和计量仪器、工业设备和医疗设备。在工业设备中,其半导体设备主要包括电子束光刻系统(可变形状电子束光刻)和电子束光刻系统(点束光刻)。其JEBX-2A电子束光刻系统于1967年完成,其JEPAS-1000电子束计量仪器于1982年完成。

日本半导体设备为何崛起?

日本半导体设备的崛起离不开日本芯片产业的基石。自从索尼在1955年开始制造晶体管收音机以来,日本半导体工业已经起步。此后,存储成为日本的第一产业,尤其是动态随机存取存储器。日美芯片战争后,日本的半导体芯片在世界江河湖海中确立了自己的地位,配套的日本半导体材料和设备也迅速崛起。日本的芯片产业上演了一出“一人一路,一条狗一路”的大戏。

此外,随着日本本土半导体企业对设备的不断升级,带动设备制造商不断升级技术,再加上日本政府主导的“政府、产业、大学”一体化研发,该政策得到大力支持。技术和市场驱动两条腿,两者相辅相成,使日本在设备领域获得乐趣。1975年以前,日本的半导体制造设备基本上是从国外进口的。然而,到20世纪80年代初,日本超过70%的半导体制造设备都是国产的。

总的来说,日本目前在半导体设备上的竞争优势不仅是全球半导体行业优胜劣汰的结果,也是日本工匠精神与市场相结合的结果。如上所述,许多历史悠久的设备企业经过几十年的打磨,将在很长一段时间内保持其在设备领域的优势。

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