L'industrie des semi-conducteurs a surpassé les industries sidérurgique et automobile traditionnelles et est devenue une industrie de haute technologie à forte valeur ajoutée au XXIe siècle. Les semi-conducteurs sont au cœur de nombreux équipements industriels et sont largement utilisés dans des domaines clés tels que l'informatique, l'électronique grand public, les communications réseau et l'électronique automobile.

Les semi-conducteurs comprennent principalement quatre catégories : les circuits intégrés, les composants optoélectroniques, les composants discrets et les capteurs. Les circuits intégrés constituent le cœur de l’industrie des semi-conducteurs, représentant plus de 80 % de celle-ci. Ils incluent notamment les puces logiques, les puces mémoire, les puces analogiques et les microprocesseurs. Le développement rapide des circuits intégrés en termes de performances, d’intégration et de vitesse repose sur les progrès réalisés dans le domaine de la physique des semi-conducteurs, des dispositifs semi-conducteurs et des procédés de fabrication.

L'industrie des semi-conducteurs représente un marché immense, et les équipements de traitement des semi-conducteurs constituent la base de la production à grande échelle. À l'avenir, les dispositifs semi-conducteurs seront plus intégrés, miniaturisés et plus performants. Vous trouverez ci-dessous les principaux équipements utilisés dans le processus de production des semi-conducteurs.

1  Four monocristallin

Fonctions de l'équipement : fusionner des matériaux semi-conducteurs, extraire des monocristaux et fournir des ébauches de semi-conducteurs monocristallins pour la fabrication ultérieure de dispositifs semi-conducteurs.

Principales entreprises (marques) :

International : Société allemande PVA TePla AG, société japonaise Ferrotec, société américaine QUANTUM DESIGN, société allemande Gero, société américaine KAYEX.

Domestique : 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 Four d'épitaxie en phase vapeur

Fonction de l'équipement : Fournir un environnement de procédé spécifique pour la croissance par épitaxie en phase vapeur, permettre la croissance de couches minces cristallines sur des monocristaux présentant une correspondance avec la phase cristalline de ces derniers, et préparer le terrain pour la fonctionnalisation du dépôt sous monocristal. L'épitaxie en phase vapeur est un procédé particulier de dépôt chimique en phase vapeur. La structure cristalline de la couche mince déposée est le prolongement du substrat monocristallin et conserve une correspondance avec l'orientation cristalline de ce dernier.

Principales entreprises (marques) :

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.

National : 48e Institut du Groupe de technologie électronique de Chine, Qingdao Serida, Hefei Kejing Materials Technology Co., Ltd., Beijing Jinsheng Micro-Nano, Jinan Liguan Electronic Technology Co., Ltd.

3 Système d'épitaxie par jets moléculaires

Fonctions de l'équipement : Le système d'épitaxie par jets moléculaires permet la croissance de couches minces sur un substrat, selon des conditions spécifiques. L'épitaxie par jets moléculaires est une technique de fabrication de couches minces monocristallines. Elle consiste à faire croître ces couches successivement, couche par couche, le long de l'axe cristallin du substrat, en utilisant des substrats et des conditions appropriés.

Principales entreprises (marques) :

International : Société française Riber, Société américaine Veeco, Société finlandaise DCA Instruments, Société américaine SVT Associates, Société américaine NBM, Société allemande Omicron, Société allemande MBE-Komponenten, Société britannique Oxford Applied Research (OAR).

Pays d'origine : Shenyang Zhongke Instrument, Beijing Huidexin Technology Co., Ltd., Shaoxing Kuangtai Instrument Equipment Co., Ltd., Shenyang Keyou Vacuum Technology Co., Ltd.

4 Four d'oxydation (VDF)

Fonction de l'équipement : oxyder les matériaux semi-conducteurs, fournir l'atmosphère d'oxydation requise et réaliser le processus d'oxydation du semi-conducteur conformément aux attentes. Il s'agit d'un maillon indispensable du processus de fabrication des semi-conducteurs.

Principales entreprises (marques) :

International : Société britannique Thermco, Société allemande Centrotherm thermal solutions GmbH Co.KG.

National : Beijing Qixing Huachuang, Qingdao Furunde, 48e Institut du Groupe de Technologie Électronique de Chine, Qingdao Xuguang Instrument Equipment Co., Ltd., 45e Institut du Groupe de Technologie Électronique de Chine.

5 Système de dépôt chimique en phase vapeur à basse pression (LPCVD)

Fonctionnement de l'équipement : Introduire dans la chambre de réaction de l'équipement LPCVD la vapeur contenant le réactif gazeux ou liquide qui constitue les éléments du film mince et d'autres gaz nécessaires à la réaction, et une réaction chimique se produit à la surface du substrat pour générer un film mince.

Principales entreprises (marques) :

International : Hitachi International Electric Co., Ltd. du Japon,

Sites nationaux : Shanghai Chijian Semiconductor Technology Co., Ltd., 48e Institut du Groupe de technologie électronique de Chine, 45e Institut du Groupe de technologie électronique de Chine, Usine d’instruments de Pékin, Usine de machines de Shanghai.

6 Système de dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD)

Fonctionnement de l'équipement : Utiliser une décharge luminescente dans la chambre de dépôt pour ioniser le substrat, puis effectuer une réaction chimique sur celui-ci afin de déposer des matériaux semi-conducteurs en couches minces.

Principales entreprises (marques) :

À l'international : American Proto Flex Company, Japanese Tokki Company, Japanese Shimadzu Company, American Lam Research Company et Dutch ASM International Company.

National : Institut n° 45 du Groupe de technologie électronique de Chine, Usine d'instruments de Pékin, Usine de machines de Shanghai.

7 Station de pulvérisation magnétronique (MSA)

Fonctionnement de l'équipement : Grâce à un champ magnétique fermé parallèle à la surface cible lors de la pulvérisation cathodique par diode et au champ électromagnétique orthogonal formé sur la surface cible, les électrons secondaires sont liés à une zone spécifique de la surface cible pour obtenir une densité d'ions élevée et une ionisation à haute énergie, et les atomes ou molécules cibles sont pulvérisés et déposés sur le substrat à un rythme élevé pour former un film mince.

Principales entreprises (marques) :

International : Société américaine PVD, Société américaine Vaportech, Société américaine AMAT, Société néerlandaise Hauzer, Société britannique Teer, Société suisse Platit, Société suisse Balzers, Société allemande Cemecon.

National : 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 Machine de polissage chimico-mécanique (CMP)

Fonction de l'équipement : Meulage et polissage de l'objet à meuler (semi-conducteur) par les effets combinés du meulage mécanique et de la dissolution et de la « corrosion » d'un liquide chimique.

Principales entreprises (marques) :

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

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

9 Machine de lithographie

Fonction de l'équipement : Appliquer de la colle sur la surface du substrat semi-conducteur (plaquette de silicium), transférer le motif du masque sur la photorésine et « copier » temporairement la structure du dispositif ou du circuit sur la plaquette de silicium.

Principales entreprises (marques) :

À l'international : ASML (Pays-Bas), Lam Semiconductor Company (États-Unis), Nikon Company (Japon), Canon Company (Japon), ABM Company (États-Unis), SUSS Company (Allemagne) et MYCRO Company (États-Unis).

National : 48e Institut du Groupe de technologie électronique de Chine, 45e Institut du Groupe de technologie électronique de Chine, Usine de machines de Shanghai, Chengdu Nanguang Industrial Co., Ltd.

10 Système de gravure ionique réactive (RIE)

Fonctionnement de l'équipement : Appliquer une tension haute fréquence entre des électrodes planes pour générer une couche d'ions de plusieurs centaines de microns d'épaisseur. Placer le motif dans cette couche, et les ions l'impactent à grande vitesse pour réaliser une gravure chimique et un impact physique, permettant ainsi le traitement et le moulage des semi-conducteurs.

Principales entreprises (marques) :

International : Société japonaise Evatech, Société américaine NANOmaster, Société singapourienne REC, Société sud-coréenne JuSung, Société sud-coréenne TES.

Au niveau national : Beijing Instrument Factory, Beijing Qixing Huachuang Electronics Co., Ltd., Chengdu Nanguang Industrial Co., Ltd., et le 48e Institut du Groupe de technologie électronique de Chine.

11 Système de gravure plasma ICP

Fonctionnement de l'appareil : Un ou plusieurs atomes ou molécules de gaz sont mélangés dans la chambre de réaction et forment un plasma sous l'action d'une énergie externe (radiofréquence, micro-ondes, etc.). D'une part, les groupes actifs du plasma réagissent chimiquement avec le matériau de surface à graver pour générer des produits volatils ; d'autre part, les ions du plasma sont guidés et accélérés sous l'effet d'une tension de polarisation, ce qui permet une corrosion directionnelle et accélérée de la surface à graver.

Principales entreprises (marques) :

À l'international : Oxford Instruments Company (Royaume-Uni), Torr Company (États-Unis), Gatan Company (États-Unis), Quorum Company (Royaume-Uni), Leman Company (États-Unis) et Pelco Company (États-Unis).

National : 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 Machine de gravure et de nettoyage humide

Fonctionnement de l'équipement : La gravure chimique par voie humide est une technologie qui consiste à immerger les matériaux à graver dans un liquide corrosif. Le nettoyage permet de réduire la contamination, car celle-ci affecte les performances du dispositif, engendre des problèmes de fiabilité et diminue le rendement. Un nettoyage minutieux est donc indispensable avant chaque étape de gravure, couche par couche.

Principales entreprises (marques) :

International : Japan Screen, South Korea SEMES, Japan Tokyo Electron et United States Lam Research.

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

13 Implanteur ionique (IBI)

Fonction du dispositif : Dopage de la zone proche de la surface du semi-conducteur.

Principales entreprises (marques) :

International : American Varian Semiconductor Equipment Company, American CHA Company, American AMAT Company, Varian Semiconductor Manufacturing Equipment Company (acquise par AMAT).

Pays d'origine : 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.

Banc d'essai à 14 sondes

Fonction de l'équipement : Effectuer des tests électriques en mettant en contact la sonde avec la pastille du dispositif semi-conducteur afin de détecter si les indicateurs de performance du semi-conducteur répondent aux exigences de performance de conception.

Principales entreprises (marques) :

International : Société allemande Ingun, société américaine QA, société américaine MicroXact, société coréenne Ecopia, société coréenne Leeno.

National : 45e Institut du Groupe de technologie électronique de Chine, Beijing Qixing Huachuang Electronics Co., Ltd., Rico Instruments, Huarong Group, Shenzhen Semiconductor Technology.

15 machines d'amincissement de plaquettes

Fonction de l'équipement : réduire l'épaisseur de la plaquette par polissage.

Principales entreprises (marques) :

International : Société japonaise DISCO, société allemande G&N, société japonaise OKAMOTO, société israélienne Camtek.

National : 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 Machine à découper les plaquettes (DS)

Fonction de l'équipement : Découpe de la plaquette en petits morceaux.

Principales entreprises (marques) :

International : Société allemande OEG, société japonaise DISCO.

National : 45e Institut du Groupe de technologie électronique de Chine, Beijing Kechuangyuan Optoelectronics Technology Co., Ltd., Shenyang Instrumentation Technology Research Institute, Northwest Machinery Co., Ltd. (anciennement 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 Fil de liaison

Fonction de l'équipement : Relier la pastille sur la puce semi-conductrice et la pastille sur la broche avec des fils métalliques conducteurs (fil d'or).

Principales entreprises (marques) :

À l'international : la société américaine Aotei, la société allemande TPT, la société autrichienne FK et la société malaisienne UNISEM.

National : 45e Institut du Groupe de technologie électronique de Chine, Beijing Chuangshijie Technology Development Co., Ltd., Yuxin (Chengdu) Integrated Circuit Packaging and Testing Co., Ltd. (Malaysian Unison Investment), Shenzhen Kaijiu Automation Equipment Co., Ltd.

Résumé : Pour que l’industrie chinoise des semi-conducteurs passe du statut de suiveuse à celui de leader, le secteur des équipements jouera un rôle crucial. Il est indispensable de poursuivre l’innovation afin de stimuler le développement des équipements pour semi-conducteurs en Chine et de favoriser une avancée majeure dans les procédés et technologies de fabrication de puces du pays.

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