2021年中国半导体系列报告：离子注入设备行业概览_25页_15mb

中国半导体离子注入设备行业概览（2021）

核心内容

离子注入设备是半导体制造中关键的前道工艺设备之一，广泛应用于集成电路、光伏电池和AMOLED面板等领域。随着中国半导体产业的快速发展，离子注入设备市场呈现快速增长趋势，且中国正在加速实现进口替代。

主要观点

• 离子注入设备是四大前道晶圆制造设备之一，与薄膜沉积设备、光刻设备、刻蚀设备并列，对材料进行改性加工。
• 离子注入技术相较于高温热扩散法，具备掺杂均匀性好、纯度高、可控精度强、低温灵活等优势。
• 中国目前仅有凯世通和中科信可生产离子注入设备，其中凯世通是中国唯一掌握集成电路离子注入机核心技术的企业。
• 中国将成为全球最大半导体设备市场，2020年市场规模达187.2亿美元，年复合增长率达30.7%。
• 光伏电池领域，N型电池成为主流，离子注入设备是提升N型/P型高效电池转换效率的关键设备。
• AMOLED面板领域，目前由日本日新公司主导，但凯世通具备核心技术，有望突破技术瓶颈，实现产品量产。

应用领域及分类

应用领域

• 集成电路领域：离子注入机用于高端制程逻辑（3-45nm）、功率器件（IGBT、5G射频、光通信芯片）、高清CIS等。
• 光伏电池领域：离子注入设备用于N型TOPCON电池和N型IBC电池的制造。
• AMOLED面板领域：离子注入设备用于AMOLED面板的背板段工艺，对硅载流子进行掺杂，改变导电特性。

分类说明

• 低能量大束流离子注入机：适用于高端制程逻辑，如AI、FPGA、CPU、DRAM、3D存储器和CIS。
• 高能离子注入机：适用于功率器件，如IGBT、5G射频芯片等。
• 中低束流离子注入机：适用于硅片固定，扫描离子束的工艺。
• 大束流离子注入机：适用于大剂量离子注入，离子束固定，扫描硅片。

行业竞争格局

• 全球离子注入设备市场由国际巨头主导，如美国应用材料（AMAT）和Axcelis，共占据88%市场份额。
• 中国仅有凯世通和中科信具备离子注入设备生产能力，其中凯世通专注于集成电路和光伏离子注入设备。
• 中国晶圆代工厂加速扩建产能，带动离子注入设备需求增长。例如，中芯国际、长江存储、合肥长鑫等均采购大量离子注入设备。

行业发展趋势

• 中国半导体设备市场持续增长，2015-2020年CAGR达30.7%，2020年成为全球最大半导体设备市场。
• 未来，随着5G、AI、物联网等新兴技术的发展，集成电路产业将面临产能扩张需求，进一步推动半导体专用设备市场增长。
• 离子注入设备在晶圆厂资本开支中占比约3%，预计随着技术升级和设备更新需求增加，市场空间将不断扩大。

行业驱动因素

• 市场需求：中国已成为全球最大的电子产品生产和消费市场，推动半导体器件需求持续增长。
• 补贴退潮：光伏行业补贴退坡促使企业提高效率、降低成本，离子注入技术成为提升N型电池转换效率和降低生产成本的关键。
• 技术升级：N型电池逐渐取代传统低端晶硅电池，推动光伏设备更新需求。

代表企业

• 凯世通：中国领先的离子注入设备研发制造企业，拥有核心零部件和核心技术，在全球光伏离子注入设备市场占据第一。
• 万业企业：上海万业企业股份有限公司，主要业务涵盖房地产开发和集成电路装备，2018年成功收购凯世通，推动其在集成电路离子注入设备领域的布局。

行业壁垒与方法论

• 离子注入设备行业存在高技术门槛、高研发投入和严格的质量控制等壁垒。
• 头豹研究院采用多元化的研究方法，包括大数据分析、自主研发算法、行业交叉调研等，为用户提供客观、真实的行业洞察和前瞻预测。

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