Die Halbleiterindustrie hat die traditionelle Stahl- und Automobilindustrie überholt und sich im 21. Jahrhundert zu einer wertschöpfungsintensiven Hightech-Branche entwickelt. Halbleiter bilden das Herzstück vieler Industrieanlagen und finden breite Anwendung in Kernbereichen wie Computern, Unterhaltungselektronik, Netzwerkkommunikation und Automobilelektronik.

Halbleiter bestehen im Wesentlichen aus vier Komponenten: integrierten Schaltungen, optoelektronischen Bauelementen, diskreten Bauelementen und Sensoren. Integrierte Schaltungen bilden das Kernstück der Halbleiterindustrie und machen über 80 % aus. Zu den integrierten Schaltungen gehören Logikchips, Speicherchips, Analogchips, Mikroprozessoren (MPUs) usw. Die rasante Entwicklung integrierter Schaltungen hinsichtlich Leistung, Integration und Geschwindigkeit basiert auf den Fortschritten in der Halbleiterphysik, bei Halbleiterbauelementen und in der Halbleiterfertigung.

Die Halbleiterindustrie verfügt über einen riesigen Markt, und die Anlagen zur Halbleiterfertigung bilden die Grundlage für die großflächige Produktion von Halbleitern. Zukünftig werden Halbleiterbauelemente stärker integriert, miniaturisiert und leistungsfähiger sein. Nachfolgend sind die wichtigsten Anlagen im Halbleiterproduktionsprozess aufgeführt.

1  Einkristallofen

Anlagenfunktionen: Schmelzen von Halbleitermaterialien, Ziehen von Einkristallen und Bereitstellen von Einkristall-Halbleiterrohlingen für die nachfolgende Halbleiterbauelementfertigung.

Wichtigste Unternehmen (Marken):

International: Deutsches Unternehmen PVA TePla AG, japanisches Unternehmen Ferrotec, amerikanisches Unternehmen QUANTUM DESIGN, deutsches Unternehmen Gero, amerikanisches Unternehmen KAYEX.

Inland: Beijing Jingyuntong, Qixing Huachuang, Beijing Jingyi Century, Hebei Jinglong Sunshine, Xi'an University of Science and Technology Jinko, Changzhou Huasheng Tianlong, Shanghai Hanhong, Xi'an Huade, China Electronics Technology Group 48th Institute, Shanghai Shenhe Thermal Magnetic.

2 Dampfphasenepitaxieofen

Anlagenfunktion: Bereitstellung einer spezifischen Prozessumgebung für das Wachstum mittels Gasphasenepitaxie, Realisierung des Wachstums dünner Kristallschichten auf Einkristallen mit korrespondierender Kristallphasenbeziehung zum Einkristall und grundlegende Vorbereitung der Funktionalisierung durch anschließende Abscheidung auf dem Einkristallsubstrat. Gasphasenepitaxie ist ein spezielles Verfahren der chemischen Gasphasenabscheidung. Die Kristallstruktur der gewachsenen Dünnschicht ist eine Fortsetzung des Einkristallsubstrats und weist eine korrespondierende Beziehung zur Kristallorientierung des Substrats auf.

Wichtigste Unternehmen (Marken):

International: American CVD Equipment Company, American GT Company, French Soitec Company, French AS Company, American Proto Flex Company, American Kurt J. Lesker Company, American Applied Materials Company.

Inland: 48. Institut der China Electronics Technology Group, Qingdao Serida, Hefei Kejing Materials Technology Co., Ltd., Beijing Jinsheng Micro-Nano, Jinan Liguan Electronic Technology Co., Ltd.

3 Molekularstrahlepitaxiesystem

Anlagenfunktionen: Das Molekularstrahlepitaxie-System stellt eine Prozessanlage zur Verfügung, mit der dünne Schichten unter spezifischen Bedingungen auf der Oberfläche eines Substrats abgeschieden werden können. Die Molekularstrahlepitaxie ist eine Technologie zur Herstellung einkristalliner Dünnschichten. Dabei werden die Dünnschichten Schicht für Schicht entlang der Kristallachse des Substratmaterials unter geeigneten Substraten und Bedingungen abgeschieden.

Wichtigste Unternehmen (Marken):

International: Französisches Unternehmen Riber, amerikanisches Unternehmen Veeco, finnisches Unternehmen DCA Instruments, amerikanisches Unternehmen SVT Associates, amerikanisches Unternehmen NBM, deutsches Unternehmen Omicron, deutsches Unternehmen MBE-Komponenten, britisches Unternehmen Oxford Applied Research (OAR).

Inland: Shenyang Zhongke Instrument, Beijing Huidexin Technology Co., Ltd., Shaoxing Kuangtai Instrument Equipment Co., Ltd., Shenyang Keyou Vacuum Technology Co., Ltd.

4 Oxidationsofen (VDF)

Equipment function: oxidize semiconductor materials, provide the required oxidation atmosphere, and realize the oxidation process of the semiconductor as expected. It is an indispensable link in the semiconductor processing process.

Wichtigste Unternehmen (Marken):

International: British Thermco Company, German Centrotherm thermal solutions GmbH Co.KG Company.

Inland: Beijing Qixing Huachuang, Qingdao Furunde, China Electronics Technology Group 48th Institute, Qingdao Xuguang Instrument Equipment Co., Ltd., China Electronics Technology Group 45th Institute.

5 Niederdruck-CVD-System (LPCVD)

Funktionsweise des Geräts: Der Dampf, der das gasförmige oder flüssige Reagenz enthält, aus dem die Dünnschichtelemente bestehen, sowie andere für die Reaktion benötigte Gase werden in die Reaktionskammer des LPCVD-Geräts eingeleitet. Auf der Substratoberfläche findet eine chemische Reaktion statt, um einen Dünnfilm zu erzeugen.

Wichtigste Unternehmen (Marken):

International: Hitachi International Electric Co., Ltd. of Japan,

Inland: Shanghai Chijian Semiconductor Technology Co., Ltd., China Electronics Technology Group 48th Institute, China Electronics Technology Group 45th Institute, Beijing Instrument Factory, Shanghai Machinery Factory.

6 Plasmaverstärktes chemisches Gasphasenabscheidungssystem (PECVD)

Funktionsweise des Geräts: Es wird eine Glimmentladung in der Abscheidungskammer verwendet, um das Substrat zu ionisieren und anschließend eine chemische Reaktion auf dem Substrat durchzuführen, um Halbleiterdünnschichtmaterialien abzuscheiden.

Wichtigste Unternehmen (Marken):

International: Amerikanische Proto Flex Company, japanische Tokki Company, japanische Shimadzu Company, amerikanische Lam Research Company und niederländische ASM International Company.

Inland: 45. Institut der China Electronics Technology Group, Beijing Instrument Factory, Shanghai Machinery Factory.

7 Magnetron-Sputteranlage (MSA)

Funktionsweise des Geräts: Durch ein geschlossenes Magnetfeld parallel zur Targetoberfläche während des Dioden-Sputterns und das orthogonale elektromagnetische Feld, das sich auf der Targetoberfläche bildet, werden die Sekundärelektronen an einen bestimmten Bereich auf der Targetoberfläche gebunden, um eine hohe Ionendichte und hochenergetische Ionisierung zu erreichen, und die Targetatome oder -moleküle werden mit hoher Geschwindigkeit gesputtert und auf dem Substrat abgeschieden, um einen dünnen Film zu bilden.

Wichtigste Unternehmen (Marken):

International: American PVD Company, American Vaportech Company, American AMAT Company, Dutch Hauzer Company, British Teer Company, Swiss Platit Company, Swiss Balzers Company, German Cemecon Company.

Inland: Beijing Instrument Factory, Shenyang Zhongke Instrument, Chengdu Nanguang Industrial Co., Ltd., China Electronics Technology Group 48th Institute, Core Equipment Co., Ltd., Shanghai Machinery Factory.

8 Chemisch-mechanische Poliermaschine (CMP)

Funktionsweise des Geräts: Schleifen und Polieren des zu schleifenden Objekts (Halbleiter) durch die kombinierte Wirkung von mechanischem Schleifen und chemischer Flüssigkeitsauflösung und „Korrosion“.

Wichtigste Unternehmen (Marken):

International: American Applied Materials Company, American Novartis Systems Company, American Rtec Company.

Inland: Lanzhou Lanxin High-tech Industry Co., Ltd., Elite Microelectronics.

9 Lithography machine

Funktionsweise des Geräts: Klebstoff auf die Oberfläche des Halbleitersubstrats (Siliziumwafer) auftragen, das Muster der Maske auf den Fotolack übertragen und die Geräte- oder Schaltungsstruktur vorübergehend auf den Siliziumwafer "kopieren".

Wichtigste Unternehmen (Marken):

International: ASML aus den Niederlanden, Lam Semiconductor Company aus den Vereinigten Staaten, Nikon Company aus Japan, Canon Company aus Japan, ABM Company aus den Vereinigten Staaten, SUSS Company aus Deutschland und MYCRO Company aus den Vereinigten Staaten.

Inland: Das 48. Institut der China Electronics Technology Group, das 45. Institut der China Electronics Technology Group, Shanghai Machinery Factory, Chengdu Nanguang Industrial Co., Ltd.

10 Reaktives Ionenätzsystem (RIE)

Funktionsweise des Geräts: Durch Anlegen einer Hochfrequenzspannung zwischen flachen Elektroden wird eine mehrere hundert Mikrometer dicke Ionenschicht erzeugt. Das zu bearbeitende Bauteil wird in die Struktur eingelegt, und die Ionen treffen mit hoher Geschwindigkeit auf die Struktur, wodurch eine chemische Ätzreaktion und eine physikalische Bearbeitung erzielt werden. Dies ermöglicht die Bearbeitung und Formgebung von Halbleitern.

Wichtigste Unternehmen (Marken):

International: Japan Evatech Company, American NANOmaster Company, Singapore REC Company, South Korea JuSung Company, South Korea TES Company.

Inland: Beijing Instrument Factory, Beijing Qixing Huachuang Electronics Co., Ltd., Chengdu Nanguang Industrial Co., Ltd. und das 48. Institut der China Electronics Technology Group.

11 ICP-Plasmaätzsystem

Funktionsweise des Geräts: In der Reaktionskammer werden ein oder mehrere Gasatome oder -moleküle vermischt und bilden unter Einwirkung externer Energie (z. B. Hochfrequenz, Mikrowellen usw.) ein Plasma. Die aktiven Gruppen im Plasma reagieren chemisch mit dem zu ätzenden Oberflächenmaterial und erzeugen flüchtige Produkte. Gleichzeitig werden die Ionen im Plasma durch eine angelegte Vorspannung gelenkt und beschleunigt, wodurch eine gerichtete und beschleunigte Korrosion der zu ätzenden Oberfläche erreicht wird.

Wichtigste Unternehmen (Marken):

International: Oxford Instruments Company aus dem Vereinigten Königreich, Torr Company aus den Vereinigten Staaten, Gatan Company aus den Vereinigten Staaten, Quorum Company aus dem Vereinigten Königreich, Leman Company aus den Vereinigten Staaten und Pelco Company aus den Vereinigten Staaten.

Inland: Beijing Instrument Factory, Beijing Qixing Huachuang Electronics Co., Ltd., China Electronics Technology Group 48th Institute, Godel Plasma Technology (Hong Kong) Holdings Co., Ltd., Institute of Microelectronics, Chinese Academy of Sciences, Northern Microelectronics, Beijing Oriental Zhongke Integrated Technology Co., Ltd., Beijing Chuangshi Weiner Technology.

12 Nassätz- und Reinigungsmaschine

Funktionsweise des Geräts: Beim Nassätzen werden Ätzmaterialien in eine korrosive Flüssigkeit getaucht, um sie zu ätzen. Die Reinigung dient der Reduzierung von Verunreinigungen, da diese die Bauteilleistung beeinträchtigen, Zuverlässigkeitsprobleme verursachen und die Ausbeute verringern. Daher ist eine gründliche Reinigung vor dem nächsten Bearbeitungsschritt jeder Schicht bzw. der nächsten Schicht erforderlich.

Wichtigste Unternehmen (Marken):

International: Japan Screen, Südkorea SEMES, Japan Tokyo Electron und die Vereinigten Staaten Lam Research.

Inland: Nantong Hualincona Semiconductor Equipment Co., Ltd., Beijing Qixing Huachuang Electronics Co., Ltd., China Electronics Technology Group 45th Institute, Taiwan Hongsu.

13 Ion implanter (IBI)

Gerätefunktion: Dotierung des Bereichs nahe der Halbleiteroberfläche.

Wichtigste Unternehmen (Marken):

International: American Varian Semiconductor Equipment Company, American CHA Company, American AMAT Company, Varian Semiconductor Manufacturing Equipment Company (von AMAT übernommen).

Inland: Beijing Instrument Factory, China Electronics Technology Group 48th Institute, Chengdu Nanguang Industrial Co., Ltd., Shenyang Fangji Light Industry Machinery Co., Ltd., Shanghai Silicon Tuo Microelectronics Co., Ltd.

Prüfstand mit 14 Sonden

Gerätefunktion: Durchführung elektrischer Prüfungen durch Kontaktierung der Sonde mit dem Kontaktpad des Halbleiterbauelements, um festzustellen, ob die Leistungsindikatoren des Halbleiters den Design-Leistungsanforderungen entsprechen.

Wichtigste Unternehmen (Marken):

International: Deutsches Unternehmen Ingun, amerikanisches Unternehmen QA, amerikanisches Unternehmen MicroXact, koreanisches Unternehmen Ecopia, koreanisches Unternehmen Leeno.

Inland: 45. Institut der China Electronics Technology Group, Beijing Qixing Huachuang Electronics Co., Ltd., Rico Instruments, Huarong Group, Shenzhen Semiconductor Technology.

15 Wafer-Dünnungsmaschine

Gerätefunktion: Reduzierung der Waferdicke durch Polieren.

Wichtigste Unternehmen (Marken):

International: Japanisches Unternehmen DISCO, deutsches Unternehmen G&N, japanisches Unternehmen OKAMOTO, israelisches Unternehmen Camtek.

Inland: Lanzhou Lanxin High-tech Industry Co., Ltd., Shenzhen Fangda Grinding Equipment Manufacturing Co., Ltd., Shenzhen Jinlili Precision Grinding Machine Manufacturing Co., Ltd., Weianda Grinding Equipment Co., Ltd., Shenzhen Huanianfeng Technology Co., Ltd.

16-Wafer-Sägemaschine (DS)

Gerätefunktion: Stanzen des Wafers in kleine Stücke.

Wichtigste Unternehmen (Marken):

International: Deutsches Unternehmen OEG, japanisches Unternehmen DISCO.

Inland: 45. Institut der China Electronics Technology Group, Beijing Kechuangyuan Optoelectronics Technology Co., Ltd., Shenyang Instrumentation Technology Research Institute, Northwest Machinery Co., Ltd. (ehemals State-owned Northwest Machinery Factory 709 Factory), Huisheng Electronic and Electronic Machinery Equipment Co., Ltd., Lanzhou Lanxin High-tech Industry Co., Ltd., Han's Laser, Shenzhen Ruby Laser Equipment Co., Ltd., Wuhan Sangong, Zhuhai Lailian Optoelectronics, Zhuhai Yuemao Technology.

17 Drahtbonder

Gerätefunktion: Verbinden Sie das Pad auf dem Halbleiterchip und das Pad auf dem Stift mit leitfähigen Metalldrähten (Golddraht).

Wichtigste Unternehmen (Marken):

International: Amerikanisches Unternehmen Aotei, deutsches Unternehmen TPT, österreichisches Unternehmen FK und malaysisches Unternehmen UNISEM.

Domestic: The 45th Institute of China Electronics Technology Group, Beijing Chuangshijie Technology Development Co., Ltd., Yuxin (Chengdu) Integrated Circuit Packaging and Testing Co., Ltd. (Malaysian Unison Investment), Shenzhen Kaijiu Automation Equipment Co., Ltd.

Zusammenfassung: Um den Sprung von der Nachzügler- zur Führungsrolle der chinesischen Halbleiterindustrie zu schaffen, ist die Ausrüstungsindustrie ein entscheidendes Bindeglied. Mehr Innovationen sind erforderlich, um die Entwicklung der chinesischen Halbleiterausrüstung voranzutreiben und die sprunghafte Verbesserung der Chip-Prozesse und -Technologien des Landes zu fördern.

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