柔性芯片技术是通过特殊的晶圆减薄工艺、力学设计和封装设计，将芯片厚度极大降低

• 洪前进 2023年11月3日 来源：互联网 871 54
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柔性传感器件的另一个关键环节是，柔性基底上的电极需要紧紧地与外围信号处理、传输以及电源电路相连。尤其是在刚柔混合系统的情况下，如果连接不紧密，会产生伪影信号，甚至会因为机械运动而断开连接，导致器件无法工作。

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%。

半导体设备制造业门槛高，国内企业与国际知名半导体设备制造企业实力相差悬殊。日本企业在晶圆清洗设备、切割机、研磨机、晶圆检测设备、单晶炉、CVD设备、涂布显影设备、光刻机、刻蚀设备、IC测试设备等产品中具有国际竞争优势;美国企业在单晶炉、气相外延炉、分子束外延系统、氧化炉、CVD设备、磁控溅射镀膜设备、CMP抛光机、ICP等离子体刻蚀系统(ICP)、刻蚀设备、离子注入机、IC封装设备等产品中具有国际竞争优势;荷兰企业ASML阿斯麦在高端光刻机、外延反应器等产品中具有国际竞争优势。相比之下，国内企业仅在PECVD、氧化炉等产品中取得技术突破，在其他半导体设备制造领域的国产率极低，尚不具备自主研发并投入于工业生产的能力。

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

柔性芯片技术是通过特殊的晶圆减薄工艺、力学设计和封装设计，将芯片厚度极大降低。在柔性电子制造领域，硅基集成电路的柔性化十分具有挑战性。采用柔性芯片技术可以设计出更加轻薄柔软的电子感知系统，它们能够与机器人或人体更好地共形贴合，对环境或人体的感知也将变得更加灵敏。

半导体硅片的生产流程包括拉晶—>整型—>切片—>倒角—>研磨—>刻蚀—>抛光—>清洗—>检测—>包装等步骤。其中拉晶、研磨和抛光是保证半导体硅片质量的关键。涉及到单晶炉、滚磨机、切片机、倒角机、研磨设备、CMP抛光设备、清洗设备、检测设备等多种生产设备。

晶圆制造过程主要包括扩散、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜生长、化学机械抛光、金属化七个相互独立的工艺流程，这些工艺流程都会有相对应的晶圆制造设备来完成芯片制造流程。典型的集成电路制造需要花费6-8周时间，涵盖350道或者更多的步骤来完成所有的制造工艺，虽然过程复杂，但所有步骤只是多次运用了有限的几种工艺，如薄膜沉积、光刻、刻蚀、注入、抛光等。

封装设备市场整体呈现寡头垄断格局，国内市场在传统封装装备领域自给率低，在先进封装用光刻机、刻蚀机等设备领域国产化率较高。各类封装设备市场呈寡头垄断格局，如日本Disco垄断了全球80%以上的封装关键设备减薄机和划片机的市场。根据资料，我国传统封装设备国产化率整体上却不超过10%，但先进封装设备的国产化率逐步提高。

半导体检测贯穿整个制造过程，检测设备主要分为工艺检测(在线参数测试)设备、晶圆检测(CP测试)设备和终测(FT测试)设备三类。半导体检测贯穿整个制造过程，从最初的设计到最终的产品都需要有严格的检测要求。因此，半导体检测设备是芯片质量的重要保证，也是提高芯片制造水平和进行成品率管理的关键。半导体检测设备主要用于检测半导体产品在生产过程中和产成后的各类性能是否达到设计要求。广义上来讲，半导体检测设备包括工艺检测设备、晶圆检测设备和终测设备三类。

工艺检测设备用于工艺过程中的测量及缺陷检查，在前段晶圆制造工艺及后段封装工艺中均有应用，在先进的前段生产线中作用越来越重要。工艺检测设备以国外为主，测试机领域华峰测控及长川科技(300604.SZ)已初具规模。在工艺检测、晶圆检测及终测中，国内企业主要涉足在后两者

晶圆检测设备包括硅片测试设备和晶圆中测设备。硅片测试设备主要包括厚度仪、颗粒检测仪、硅片分选仪等;晶圆中测设备主要包括探针卡、探针台和测试机等。

终测是对封装后芯片功能和电性能的测试，主要设备为分选机和测试机。

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。

可穿戴传感器件的一个关键技术要求是需要最大化提高用户的佩戴舒适感，传感器件需要与皮肤共形。因此，传感器件需要由柔软可变形的、不易脱落的基底材料构成。包括纤维织物、纸张、软的聚合物或塑料等，均可作为基底材料。在柔性基底上的电极制备方法包括光刻技术和打印技术，打印技术一般有丝网印刷、柔性版印刷以及凹版印刷等。光刻技术尚待解决的问题包括确保在变形过程中传感工作区域无剧烈的变化，功能膜层不被撕裂，从而避免运动相关的信号伪影。对于打印的器件，墨水成分的优化，以及前处理可以解决这些问题。

柔性传感器件的另一个关键环节是，柔性基底上的电极需要紧紧地与外围信号处理、传输以及电源电路相连。尤其是在刚柔混合系统的情况下，如果连接不紧密，会产生伪影信号，甚至会因为机械运动而断开连接，导致器件无法工作。

外围信号处理与传输电路部分负责将汗液传感器件测量得到的信号进行放大、滤波、降噪等信号处理后，转换为目标分析物浓度值进行传输与显示。刚柔混合电子技术可将刚性的硅基电子芯片集成到全柔性的汗液传感器件中。目前为其提供电能的柔性薄膜电池容量普遍非常小，其它的通过人体摩擦发电、收集周围环境射频发电等能源产生方式效率都非常低，不足以驱动汗液传感芯片的外围信号处理与传输电路工作。因此，柔性汗液传感芯片外围信号处理与传输电路的设计必须要尽可能低功耗、小体积，以确保能够长时间连续运行。

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

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