設(shè)備業(yè)繁榮期沖進(jìn)世界前十，ASM的ALD和EPI有何特色？

時間：2023-01-07 21:05:02

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[導(dǎo)讀]憑借過去兩年大兩位數(shù)的增長，ASM在2019年沖進(jìn)全球前十大半導(dǎo)體設(shè)備廠商之列。ASM在中國市場的表現(xiàn)更可稱為“炸裂”，據(jù)ASM中國區(qū)總經(jīng)理徐來表示，ASM中國區(qū)銷售額2018年比2017年增長了3倍，2019年與2020年還延續(xù)高增長，其中2019年銷售額比2017年增長了4倍。過去幾年，包括中國在內(nèi)的全球晶圓產(chǎn)能擴充及新工藝的投入，讓半導(dǎo)體設(shè)備廠商迎來繁榮期，各家財報都非常好看，其中ASM的表現(xiàn)就異常出色，憑借過去兩年大兩位數(shù)的增長，在2019年沖進(jìn)全球前十大半導(dǎo)體設(shè)備廠商之列。ASM在中國市場的表現(xiàn)更可稱為“炸裂”，據(jù)ASM中國區(qū)總經(jīng)理徐來表示，ASM中國區(qū)銷售額2018年比2017年增長了3倍，2019年與2020年還延續(xù)高增長，其中2019年銷售額比2017年增長了4倍。

憑借過去兩年大兩位數(shù)的增長，ASM在2019年沖進(jìn)全球前十大半導(dǎo)體設(shè)備廠商之列。ASM在中國市場的表現(xiàn)更可稱為“炸裂”，據(jù)ASM中國區(qū)總經(jīng)理徐來表示，ASM中國區(qū)銷售額2018年比2017年增長了3倍，2019年與2020年還延續(xù)高增長，其中2019年銷售額比2017年增長了4倍。過去幾年，包括中國在內(nèi)的全球晶圓產(chǎn)能擴充及新工藝的投入，讓半導(dǎo)體設(shè)備廠商迎來繁榮期，各家財報都非常好看，其中ASM的表現(xiàn)就異常出色，憑借過去兩年大兩位數(shù)的增長，在2019年沖進(jìn)全球前十大半導(dǎo)體設(shè)備廠商之列。ASM在中國市場的表現(xiàn)更可稱為“炸裂”，據(jù)ASM中國區(qū)總經(jīng)理徐來表示，ASM中國區(qū)銷售額2018年比2017年增長了3倍，2019年與2020年還延續(xù)高增長，其中2019年銷售額比2017年增長了4倍。

2019前十五大半導(dǎo)體設(shè)備商

數(shù)據(jù)來源:VLSI

徐來分析，ASM全球市場高速增長的驅(qū)動力之一是公司主打產(chǎn)品單原子層沉積設(shè)備（Atomic Layer Deposition, ALD）的高速增長。

原子層沉積技術(shù)，是一種基于有序、表面自飽和反應(yīng)的化學(xué)氣相薄膜沉積方法。通俗來說，可以將一層層亞納米厚的薄膜均勻地‘’包’‘’在物體表面。這種能夠?qū)⒏鞣N功能材料，在亞納米尺度上實現(xiàn)均勻包覆的技術(shù)，很好地解決了目前功能器件中的缺陷和均勻性問題。

ALD工藝示意圖

圖片來源：ASM官網(wǎng)與參考資料1

原子層沉積的主要原理如圖所示：ALD最大的特點是將傳統(tǒng)的化學(xué)氣相反應(yīng)有效地分解成兩個半反應(yīng)，當(dāng)目標(biāo)成分是AB時，先向腔體內(nèi)部通入一種前驅(qū)體A，它會與基底的表面基團(tuán)反應(yīng)從而均勻地吸附在基底表面。由于A、B兩種物質(zhì)相互反應(yīng)，因此在A完全吸附在表面后后，需要用惰性氣體將多余的A吹走。之后再通入另一種前驅(qū)體B，與表面的一層A反應(yīng)，同樣需要惰性氣體將B吹走，這些過程構(gòu)成一個生長循環(huán)，從而形成一層均勻的薄膜，而每個循環(huán)生長的薄膜厚度一致，可以通過對生長循環(huán)數(shù)的控制，來實現(xiàn)對薄膜厚度的精確控制。因此，原子層沉積是一種精確可控的薄膜生長技術(shù)。

原子層沉積最早被用來開發(fā)電致發(fā)光薄膜器件，1974年，Tuomo Suntola發(fā)現(xiàn)ALD這種先進(jìn)的薄膜沉積技術(shù)，并將它命名為原子層外延（ALE），通過這種方法，制備了AL2O3層以及ZnS層并將其運用到平板顯示器中。

ALD發(fā)展史

圖片來源：參考資料1

往后，ALD技術(shù)不斷推進(jìn)，而半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展成為ALD技術(shù)突破的一大助力。微電子器件的迅速發(fā)展，要求電子器件在集成化的同時，還能保證其精度，呈現(xiàn)‘’小而精‘’的特點。因此要求不僅僅能夠適應(yīng)多種功能材料的要求，更能夠在沉積過程中精準(zhǔn)控制薄膜的厚度和形成均勻表面，同時，器件的穩(wěn)定性要求在加工過程中盡量減少孔洞、空隙等缺陷，而ALD技術(shù)很好地滿足了這些要求。在微電子領(lǐng)域，ALD被廣泛地研究研究作為沉積高K（高介電常數(shù)）柵極氧化物，高K存儲電容器電介質(zhì)，鐵電體以及用于電極和互連的金屬和氮化物的潛在技術(shù)。

據(jù)徐來介紹，ASM在1999年就開始研制ALD設(shè)備。但由于ALD工藝對均勻度要求高，生長薄膜的速度較慢，所以成本很高，過去在半導(dǎo)體制造中被接受度不高。不過隨著先進(jìn)工藝發(fā)展對薄膜沉積質(zhì)量、厚度和精度要求的提高，ALD需求越來越多?！拔覀兿硎芰诉@個成長過程，ASM也一直在推動ALD技術(shù)進(jìn)步，與全球領(lǐng)先的集成電路制造商一起成長。根據(jù)VSLI的數(shù)據(jù)，ASM在ALD上的全球市占率為53%?！毙靵磉€表示，ALD設(shè)備在中國市場備受歡迎，ASM的QCM、Dragon、Synergis、Emerald等五類ALD產(chǎn)品在中國都有銷售，中國ALD產(chǎn)品銷售額占其ALD全球銷售額的一半以上。

ASM近年另一個增長驅(qū)動力的是外延設(shè)備（EPI）。外延生長也是當(dāng)今晶圓片制造過程中不可或缺的一步，所有晶圓第一層都要生長一層外延，先進(jìn)制程中對于外延的要求更高。徐來告訴探索科技（ID：techsugar），部分晶圓材料企業(yè)的應(yīng)用中要求外延能做到4層、5層，甚至6層?！?019年底我們推出了一款大氣壓力EPI，主要用于大硅片項目，ASM是國內(nèi)第一個推出能夠?qū)崿F(xiàn)一次成型50微米厚外延設(shè)備的公司，隨著高壓應(yīng)用越來越多，對外延厚度要求也就越高，以后50微米甚至更厚的外延需求將會更多?！?

對于ASM在中國市場的高速增長，徐來表示，除了受益于全球市場景氣度，ASM針對中國區(qū)市場特色做了專門優(yōu)化。首先是增強對中國客戶的支持，ASM中國區(qū)員工數(shù)量從2017年的三十幾個增長到了一百多，有足夠的人手，才能做好客戶支持。其次，根據(jù)不同產(chǎn)品特色制定相應(yīng)的市場策略也很重要，“ALD和EPI都是先進(jìn)制程才會用到，所以我們就緊盯中芯國際、長江存儲、長鑫和華虹這國內(nèi)四大客戶；CVD和爐管類設(shè)備是通用型的，主要客戶集中在功率器件等領(lǐng)域，我們就從小客戶開始支持?！?