半导体设备处于产业链上游 贯穿半导体生产的各个环节

• 洪前进 2023年11月6日 来源：互联网 1444 95
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当前，电子信息产业仍然以刚性器件和系统为主。经过近百年的技术积累，刚性器件具有成熟的加工装备、高运行速度、高精确性、高稳定性等优点。然而，经典硅基电子学的局限性受摩尔定律的影响日益突出。柔性电子的诞生为经典电子学的发展提供了新的方向，触发了新形态电子

半导体设备处于产业链上游，贯穿半导体生产的各个环节。按照工艺流程可以分为四大板块——前端相关设备、晶圆制造设备、封装设备、测试设备。半导体设备处于产业链上游，贯穿半导体生产的各个环节。按照工艺流程可以分为四大板块——晶圆制造设备、测试设备、封装设备、前端相关设备。其中，晶圆制造环节设备投资占整体的70%以上，是制造IC的关键。七大工艺步骤(氧化/扩散、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜生长、清洗与抛光、金属化)，对应专用设备包括氧化/扩散设备、光刻设备、刻蚀设备、清洗设备、离子注入设备、薄膜沉积设备、机械抛光设备等。其中光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备为核心设备，分别占晶圆制造环节设备成本的24%、10%、18%。另外封装及组装设备约占10%，测试设备约占8%，其他设备约占5-10%。

当前，电子信息产业仍然以刚性器件和系统为主。经过近百年的技术积累，刚性器件具有成熟的加工装备、高运行速度、高精确性、高稳定性等优点。然而，经典硅基电子学的局限性受摩尔定律的影响日益突出。柔性电子的诞生为经典电子学的发展提供了新的方向，触发了新形态电子设备的产生，也将使人们的日常生活发生革命性的变化。如可折叠、可卷曲、柔性显示器将改变现有图片和影视的呈现形式，使得手机、电视等消费电子产品的形态更加新颖和轻便。

柔性电子皮肤可集成多种柔性传感器，通过优化柔性器件与生物中枢神经系统界面，帮助义肢实现感知功能，赋予机器人具有、甚至超越人类皮肤的智能仿生触觉功能。柔性健康传感器可以贴附于人体用来对体温、心率、心电、脑电波、血压、汗液和血液组分等健康参数持续检测，并对相关数据进行智能分析和存档，实现人体健康状况的评估与疾病的远程诊断。柔性健康监测系统，可随时随地持续监测人体健康状态。

图表：2021-2023年中国柔性芯片行业的市场规模

数据来源：中研普华研究院

根据中研研究院《2023-2028年国内芯片行业发展趋势及发展策略研究报告》分析得知，目前柔性芯片行业处于应用阶段，技术表现还不成熟，但行业的增长速度较快，2023年中国柔性芯片行业的市场规模达到29.27亿元，市场景良好。

柔性芯片的主要材料是非硅有机和无机半导体，包括聚合物和金属氧化物半导体，因为成本是传统硅芯片的一小部分，使得柔性芯片成为刚性硅电路非常好的替代品，可以用以生产一些简单产品。

从柔性芯片产业链结构来看，柔性芯片产业链上游主要是硅基材料、柔性基板、光刻胶等原材料;产业链中游是晶圆制造和IC封装;下游是通讯电子、医疗器械、智能穿戴以及航天军工等柔性芯片的应用领域。

从产业链上游来看：

1)硅基材料

目前国内硅基材料供应商相对较多有近700家，其中头部企业主要有合盛硅业、东岳硅材、新安股份、兴发集团、瓦克化学等企业，五家企业合计占国内硅基材料总产量的50%以上。

2)非硅基材料

相对硅基材料而言，非硅基材料在成本方面更加具有竞争性，因此非硅基材料的柔性芯片在成本方面更具优势，这也使得非硅基材料成为柔性芯片生产供应商未来重要的研发方向。目前国内非硅基材料供应商数量较多，处于头部的企业主要有新莱福、楚江新材等企业。

3)柔性基板

COF柔性封装基板作为印制电路板产品中的重要高端分支产品，指还未装联上芯片、元器件的封装型柔性基板。在芯片封装过程中，起到承载芯片、电路连通、绝缘支撑的作用，特别是对芯片起到物理保护、提高信号传输速率、信号保真、阻抗匹配、应力缓和、散热防潮的作用。

目前，全球仅有少数厂家有能力独立研发生产COF柔性封装基板，主要原因是生产COF柔性封装基板的核心原材料2L-FCCL制造工艺复杂。2L-FCCL主要是由铜箔和基膜两种材料构成，不含胶粘剂、更薄、更易于弯曲、折叠，可以将温、湿度变形控制在极小的范围内，适合制造对稳定性、精密度有极高要求的COF柔性封装基板。目前，高端二层型柔性覆铜板的技术与市场主要由日本、韩国等国外企业形成垄断，昂贵的价格大幅增加了COF基板的制造成本，严重制约了我国高端FPC行业的发展。

我国仅有少数企业有能力独立生产COF柔性封装基板，目前，我国广东、华东地区有多家COF产品生产厂商，但生产的COF产品档次较低，仅适用于较低端的终端产品。尤其在尖端产品，基本被韩国、台湾、日本的几个企业所垄断，目前，全球COF制造企业能量产10微米等级COF产品的制造商，并且形成规模化生产的主要为中国大陆以外的5家企业，分别为韩国的Stemco和LGIT、台湾的欣邦和易华以及日本的新藤电子，在中国大陆地区尚没有具备此能力的制造商。

目前外资企业主要以新藤电子(上海)有限公司为首，外资企业依托母公司强大的研发实力和完整的上下游产业链，同时掌握国内大量现金专利技术和标准，具有明显的先发优势。

国内企业以深圳丹邦科技股份有限公司为代表，通过多年的技术积累，丹邦科技是国内极少的掌握高端2L-FCCL制造工艺并大批量生产的厂商之一，填补了我国在高端柔性印制电路板领域的空白，在一定程度影响着中国COF柔性封装基板产业的发展方向。

4)光刻胶

国内半导体光刻胶布局及生产企业总计约有14家，真正实现了批量供应的企业不足7家，且主要集中在紫外负胶/正胶、i/g线光刻胶，如：北京科华、苏州瑞红、潍坊星泰克、艾森半导体、江苏汉拓等。

而高端的KrF光刻胶国产化率不足1%，能够实现产品供应的有：北京科华、福建泓光半导体、江苏汉拓、上海新阳等。

在技术附加值更高的ArF光刻胶产品上，目前国内还未能真正实现规模化量产订单供应，就数宁波南大光电、博康旗下汉拓光学以及广州微纳光刻材料在ArF光刻胶产品上有实质性的技术突破。

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