सेमीकंडक्टर अब परमाणु स्तर की प्रोसेसिंग प्रक्रिया में प्रवेश कर चुके हैं। इतनी सटीकता के साथ सेमीकंडक्टर उपकरणों के निर्माण के लिए 50 से अधिक विषयों के ज्ञान और प्रौद्योगिकी के एकीकरण की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, प्रोसेसिंग की सटीकता केवल एक आयाम है। उत्पादन सेमीकंडक्टर निर्माण के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है। इसलिए, एकरूपता, स्थिरता, पुनरावर्तनीयता, विश्वसनीयता और स्वच्छता सभी आवश्यक हैं। 1,000 से अधिक उन्नत सेमीकंडक्टर प्रोसेसिंग लिंक हैं। यदि किसी भी लिंक में कोई समस्या आती है, तो उत्पाद के प्रदर्शन और उत्पादन आवश्यकताओं को पूरा करने वाले चिप्स का निर्माण करना मुश्किल हो जाएगा।

बाजार अनुसंधान संगठन SEMI के आंकड़ों के अनुसार, मुख्य भूमि चीन 2020 में पहली बार अर्धचालक उपकरणों के लिए विश्व का सबसे बड़ा क्षेत्रीय बाजार बन गया, जहां बिक्री में साल-दर-साल 39% की वृद्धि हुई और यह 18.72 बिलियन अमेरिकी डॉलर तक पहुंच गई; ताइवान दूसरे स्थान पर रहा, जहां उपकरण निर्माताओं की बिक्री 2020 में 17.15 बिलियन अमेरिकी डॉलर तक पहुंच गई; दक्षिण कोरिया तीसरे स्थान पर रहा, जहां बिक्री में साल-दर-साल 61% की वृद्धि हुई और यह 16.08 बिलियन अमेरिकी डॉलर तक पहुंच गई; जापान चौथे स्थान पर रहा, जहां बिक्री 7.58 बिलियन अमेरिकी डॉलर तक पहुंच गई। पूर्वी एशिया वैश्विक अर्धचालक हथियारों की होड़ का केंद्र बन गया है, जिसने 2020 में कुल 59.53 बिलियन अमेरिकी डॉलर खर्च किए, जो उस वर्ष के कुल वैश्विक अर्धचालक उपकरण व्यय (71.2 बिलियन अमेरिकी डॉलर) का 83.6% था। (ध्यान दें: अर्धचालक उपकरणों से संबंधित जानकारी के लिए, कृपया उत्तर देने के लिए बैकएंड पर जाएं।)अर्धचालक उपकरण】प्राप्त करें)

भू-राजनीति के बढ़ते प्रभाव के कारण सेमीकंडक्टर आपूर्ति श्रृंखला पर 2021 में विभिन्न क्षेत्रीय बाजारों में सेमीकंडक्टर उत्पादन क्षमता निवेश के लिए प्रतिस्पर्धा और भी तीव्र हो जाएगी। टीएसएमसी और सैमसंग दोनों ने 2021 में सेमीकंडक्टर के लिए अपने पूंजीगत व्यय की योजनाओं को 30 अरब अमेरिकी डॉलर से अधिक तक बढ़ा दिया है। दोनों कंपनियां उन्नत प्रक्रियाओं के बड़े पैमाने पर उत्पादन में प्रगति के लिए कड़ी प्रतिस्पर्धा कर रही हैं। दोनों को उम्मीद है कि वे 2022 तक 3-नैनोमीटर प्रक्रियाओं का बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू कर देंगी। अमेरिकी सरकार के आह्वान पर, टीएसएमसी और सैमसंग अमेरिका में भी कारखाने स्थापित करेंगी। इसमें कोई संदेह नहीं है कि 2021 सेमीकंडक्टर उपकरण निर्माताओं के लिए एक और शानदार वर्ष होगा। हालांकि, संबंधित प्रतिबंधों के कारण, मुख्य भूमि चीन उच्च-स्तरीय ईयूवी लिथोग्राफी मशीनें और अन्य उपकरण खरीदने में असमर्थ है, और सबसे बड़े उपकरण बाजार के रूप में अपनी स्थिति बनाए रखना उसके लिए मुश्किल हो सकता है।

ताइवान औद्योगिक प्रौद्योगिकी अनुसंधान संस्थान (इसके बाद ताइवान औद्योगिक प्रौद्योगिकी अनुसंधान संस्थान के रूप में संदर्भित) के अनुसार, विभिन्न क्षेत्रीय बाजारों के अर्धचालक उद्योग के विकास के लिए अलग-अलग लक्ष्य हैं: विश्व के सबसे बड़े अर्धचालक अनुप्रयोग बाजार के रूप में, चीन निस्संदेह आपूर्ति श्रृंखला सुरक्षा के खतरों के संदर्भ में तकनीकी प्रगति को तेज करने की उम्मीद करता है ताकि विनिर्माण, उपकरण और सामग्री जैसे प्रमुख क्षेत्रों में दूसरों द्वारा नियंत्रित होने की वर्तमान स्थिति से मुक्ति मिल सके; और वैश्विक अर्धचालक उद्योग श्रृंखला के अग्रणी के रूप में, संयुक्त राज्य अमेरिका चीन को उच्च-स्तरीय चिप निर्माण उपकरणों के निर्यात नियंत्रण को मजबूत करना जारी रखेगा, और संयुक्त राज्य अमेरिका हाल के वर्षों में अमेरिकी वेफर निर्माण क्षमता में गिरावट से निपटने के लिए नई नीतियां भी लागू करेगा; विश्व में सबसे अधिक वेफर निर्माण घनत्व वाले दो क्षेत्रों के रूप में, ताइवान और दक्षिण कोरिया से वेफर निर्माण प्रक्रियाओं के विकास की दिशा में अग्रणी बने रहने की उम्मीद है। ये दोनों क्षेत्र अपनी मजबूत विनिर्माण क्षमताओं का उपयोग करके अपस्ट्रीम सामग्री और उपकरण स्वतंत्रता में सुधार करेंगे।

उन्नत प्रौद्योगिकी विकास दिशा

28 नैनोमीटर के बाद, प्लेनर ट्रांजिस्टर प्रक्रिया अपनी सीमा तक पहुँच गई, और फिनफेट (फिन ट्रांजिस्टर) ने मूर के नियम का पालन करते हुए प्रक्रिया नोड को वर्तमान 10 नैनोमीटर से नीचे तक पहुँचा दिया। हालाँकि, फिनफेट प्रक्रिया भी अपनी सीमा के करीब पहुँच रही है। सैमसंग 3nm प्रक्रिया पर GAA (गेट ऑल अराउंड) संरचना अपनाने वाली पहली कंपनी होगी, जबकि TSMC 3nm नोड पर फिनफेट संरचना को जारी रखेगी और फिर 2nm नोड पर GAA संरचना को अपनाएगी। ताइवान के औद्योगिक प्रौद्योगिकी अनुसंधान संस्थान का मानना ​​है कि इंटेल को वेफर निर्माण में परेशानी का सामना करना पड़ रहा है। 7-नैनोमीटर प्रक्रिया (नोट: तीनों कंपनियों द्वारा प्रक्रिया आकार की अलग-अलग परिभाषाएँ हैं और प्रत्यक्ष संख्यात्मक तुलना के लिए उपयुक्त नहीं हैं) का बड़े पैमाने पर उत्पादन 2023 से पहले तक विलंबित हो सकता है। यह उम्मीद की जा रही है कि इंटेल 5-नैनोमीटर नोड पर भी GAA आर्किटेक्चर में परिवर्तन करेगी।

स्रोत: ताइवान औद्योगिक प्रौद्योगिकी अनुसंधान संस्थान

गेट-ऑल-अराउंड (GAA) एक रैप-अराउंड गेट तकनीक वाला ट्रांजिस्टर है, जिसे GAAFET भी कहा जाता है। इस अवधारणा का प्रस्ताव सबसे पहले 1990 में बेल्जियम के IMEC में डॉ. कोर क्लेज़ और उनकी शोध टीम द्वारा प्रकाशित एक लेख में दिया गया था। GAAFET, 3D FinFET का एक उन्नत संस्करण है। इस तकनीक के तहत ट्रांजिस्टर की संरचना में बदलाव आया है। गेट और ड्रेन अब फिन नहीं हैं, बल्कि "छोटी छड़ें" हैं जो गेट से लंबवत गुजरती हैं। इस तरह, गेट, सोर्स और ड्रेन को चारों ओर से घेर सकता है।

स्रोत: ताइवान औद्योगिक प्रौद्योगिकी अनुसंधान संस्थान

फिनफेट की तुलना में, मूल स्रोत और ड्रेन सेमीकंडक्टर फिन (Fin) थे, लेकिन अब गेट भी फिन बन गया है। इसलिए, GAAFET और 3D फिनफेट के कार्यान्वयन सिद्धांतों और विचारों में कई समानताएं हैं - जो फैब्स के लिए एक बड़ा लाभ है। तीन संपर्क सतहों से चार संपर्क सतहों तक, और कई चार संपर्क सतहों में विभाजित होने से, यह स्पष्ट है कि गेट की धारा को नियंत्रित करने की क्षमता में और सुधार हुआ है।

फिनफेट प्रक्रिया की तुलना में, जीएए संरचना में गेट संपर्क क्षेत्र बड़ा होता है, जिससे ट्रांजिस्टर की चालक चैनल को नियंत्रित करने की क्षमता में सुधार होता है और धारिता जैसे परजीवी मापदंडों में उल्लेखनीय सुधार होता है। इसलिए, यह परिचालन वोल्टेज, रिसाव धारा, बिजली की खपत और परिचालन तापमान को कम कर सकता है, जो एकीकरण को बढ़ाने और मूर के नियम को जारी रखने में सहायक है।

नई संरचना के लिए आवश्यक उत्पादन प्रक्रिया फिन ट्रांजिस्टर के समान होने के कारण, प्रमुख प्रक्रिया चरण लगभग एक जैसे हैं, और मौजूदा उपकरणों और तकनीकी उपलब्धियों का उपयोग जारी रखा जा सकता है। TSMC और Samsung के लिए, यह निस्संदेह सबसे कम लागत वाला प्रौद्योगिकी प्रतिस्थापन समाधान है। हालांकि, GAA की प्रसंस्करण सटीकता की आवश्यकताएं और बढ़ गई हैं, जिसके लिए क्षेत्रीय चयनात्मक निक्षेपण प्रौद्योगिकी और परमाणु-स्तर की प्रसंस्करण क्षमताओं की आवश्यकता है। इसलिए, सामग्री इंजीनियरिंग के बढ़ते महत्व से निक्षेपण और नक़्क़ाशी उपकरणों के लिए अधिक व्यावसायिक अवसर भी उत्पन्न होंगे।

सेमीकंडक्टर फ्रंट-एंड उपकरण बाजार पर पांच दिग्गज कंपनियों का नियंत्रण है।

हालांकि 2020 में विश्व के 80% से अधिक उपकरण पूर्वी एशिया को बेचे जाएंगे, लेकिन जापान के अलावा, चीन (मुख्यभूमि और ताइवान) और दक्षिण कोरिया का उपकरण उद्योग में बहुत अधिक प्रभाव नहीं है। विश्व की शीर्ष पांच सेमीकंडक्टर फ्रंट-एंड (यानी वेफर निर्माण, पैकेजिंग बैक-एंड) उपकरण निर्माता कंपनियां एप्लाइड मैटेरियल्स (AMAT), ASML (ASML), Lam (Lam), टोक्यो इलेक्ट्रॉनिक्स (TEL) और KLA (KLA) बाजार हिस्सेदारी के 70% से अधिक हिस्से पर कब्जा रखती हैं। इनमें से केवल टोक्यो इलेक्ट्रॉनिक्स का मुख्यालय पूर्वी एशिया में है, बाकी सभी अमेरिकी और यूरोपीय कंपनियां हैं।

स्रोत: ताइवान औद्योगिक प्रौद्योगिकी अनुसंधान संस्थान

विशेष रूप से, एप्लाइड मैटेरियल्स पहले स्थान पर रही। 2020 में इसका राजस्व 17.2 बिलियन अमेरिकी डॉलर था, जिसमें से सेमीकंडक्टर व्यवसाय का हिस्सा लगभग 70% था। एप्लाइड मैटेरियल्स के पास सेमीकंडक्टर उपकरणों की एक विस्तृत श्रृंखला है, जिसमें विश्व स्तर पर 38% हिस्सेदारी वाले पीवीडी (थिन फिल्म डिपोजिशन) उपकरण, 70% हिस्सेदारी वाले सीएमपी (ग्राइंडिंग और पॉलिशिंग) उपकरण, 15% हिस्सेदारी वाले एचिंग उपकरण और 67% हिस्सेदारी वाले आयन इम्प्लांटर शामिल हैं।

2020 में 13.98 बिलियन यूरो के राजस्व के साथ ASML दूसरे स्थान पर है। ASML लिथोग्राफी मशीनों का एक प्रमुख निर्माता है और वर्तमान में यह दुनिया में EUV (अत्यधिक पराबैंगनी) लिथोग्राफी मशीनों का एकमात्र आपूर्तिकर्ता है। TSMC, Samsung और Intel द्वारा उन्नत प्रक्रियाओं को बढ़ावा देने के प्रयासों के कारण, ASML ने 2020 में 31 EUV लिथोग्राफी मशीनें बेचीं, जिनका कुल मूल्य 4.5 बिलियन यूरो था। इन 31 EUV लिथोग्राफी मशीनों से ही कंपनी के कुल राजस्व का 32% हिस्सा प्राप्त हुआ। वर्तमान में, ASML अपने आपूर्ति श्रृंखला भागीदारों के साथ मिलकर अधिक परिष्कृत लिथोग्राफी प्रसंस्करण तकनीक विकसित करने पर काम कर रही है। उदाहरण के लिए, यह 2020 में कई इलेक्ट्रॉन बीम डिटेक्शन और स्कैनिंग सिस्टम लॉन्च करेगी और इलेक्ट्रॉन बीमों के बीच हस्तक्षेप को 2% से कम तक सीमित करेगी, जो 5-नैनोमीटर नोड से ऊपर की प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त है। ASML EUV रिज़ॉल्यूशन को बेहतर बनाने और फोटोरेसिस्ट की मात्रा को कम करने के लिए ड्राई फोटोरेसिस्ट तकनीक विकसित करने के लिए Lam और imec के साथ भी सहयोग कर रही है। यह लागत कम करने के लिए नई पीढ़ी की ईयूवी मास्क निरीक्षण तकनीक विकसित करने के लिए लेजरटेक के साथ सहयोग करता है, और लागत कम करने के लिए नई पीढ़ी की ईयूवी मास्क सफाई तकनीक विकसित करने के लिए टीएसएमसी के साथ सहयोग करता है।

टोक्यो इलेक्ट्रॉनिक्स की 2020 में उपकरण बिक्री 10.37 बिलियन अमेरिकी डॉलर थी, जो इसे तीसरे स्थान पर रखती है। कोटिंग और डेवलपिंग उपकरणों में टोक्यो इलेक्ट्रॉनिक्स की बाजार हिस्सेदारी वैश्विक बाजार हिस्सेदारी का 91% है, जिसमें से ईयूवी कोटिंग और डेवलपिंग मशीनों की बाजार हिस्सेदारी कुल बाजार हिस्सेदारी का 91%, एचिंग मशीनों की 25%, डिपोजिशन उपकरणों की 37% और क्लीनिंग उपकरणों की 27% है। 2020 से 2022 तक, टोक्यो इलेक्ट्रॉनिक्स ने चयनात्मक डिपोजिशन, स्मार्ट एचिंग, सुपरक्रिटिकल फ्लूइड क्लीनिंग और अन्य तकनीकी क्षेत्रों पर ध्यान केंद्रित करते हुए अनुसंधान एवं विकास निधि में 400 बिलियन येन का निवेश करने की योजना बनाई है।

लैम सेमीकंडक्टर का 2020 में राजस्व 10.05 बिलियन अमेरिकी डॉलर था, जो इसे चौथे स्थान पर रखता है। लैम एचिंग उपकरण के क्षेत्र में विश्व की अग्रणी कंपनी है, जिसमें मेमोरी निर्माण व्यवसाय की हिस्सेदारी 57% और लॉजिक प्रौद्योगिकी की हिस्सेदारी 43% है। शीर्ष पांच उपकरण निर्माताओं में यह एकमात्र ऐसी कंपनी है जिसका मेमोरी व्यवसाय 50% से अधिक है। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, लैम और एएसएमएल, इमेक के साथ मिलकर ईयूवी ड्राई फोटोरेसिस्ट तकनीक विकसित कर रहे हैं।

केलेई सेमीकंडक्टर का 2020 में राजस्व 5.81 बिलियन अमेरिकी डॉलर था, जो इसे पांचवें स्थान पर रखता है। वेफर निरीक्षण उपकरण के क्षेत्र में केलेई विश्व की अग्रणी कंपनी है, जिसकी बाजार हिस्सेदारी 50% से अधिक है। केलेई तनाव विरूपण मापन और मल्टी-बीम निरीक्षण में 5 नैनोमीटर से छोटी संरचनाओं के लिए इलेक्ट्रॉन बीम दोष मापन तकनीक के विकास में भी निवेश करती है।

स्रोत: ताइवान औद्योगिक प्रौद्योगिकी अनुसंधान संस्थान

ताइवान के औद्योगिक अनुसंधान संस्थान के अनुमानों के अनुसार, आने वाले कुछ वर्षों में विश्व के प्रमुख सेमीकंडक्टर उपकरणों में ज़बरदस्त वृद्धि देखने को मिलेगी। डीयूवी (डीप अल्ट्रावायलेट) लिथोग्राफी उपकरणों को छोड़कर, अन्य सभी उपकरणों में सकारात्मक वृद्धि दर्ज की जाएगी। इनमें एएलडी (एटॉमिक लेयर डिपोजिशन) की वृद्धि दर सबसे अधिक है, जिसकी 2020 से 2025 तक औसत वार्षिक वृद्धि दर 26.3% रहने का अनुमान है। ईयूवी उपकरण वृद्धि दर में दूसरे स्थान पर हैं, जिनकी औसत वार्षिक वृद्धि दर दो अंकों में है। मूल्य के लिहाज़ से ईयूवी उपकरण पहले स्थान पर हैं। 2025 तक ईयूवी उपकरणों की बिक्री 12.55 अरब अमेरिकी डॉलर तक पहुंचने की उम्मीद है, जो एचिंग मशीनों को पीछे छोड़ते हुए सेमीकंडक्टर क्षेत्र में हर सेगमेंट में सबसे अधिक बिकने वाला उपकरण बन जाएगा।

स्रोत: ताइवान औद्योगिक प्रौद्योगिकी अनुसंधान संस्थान

चीनी उपकरण निर्माताओं को अभी लंबा रास्ता तय करना है।

अंतर्राष्ट्रीय निर्माताओं की तुलना में, बिक्री के पैमाने और प्रौद्योगिकी के मामले में चीनी उपकरण निर्माताओं में काफी अंतर है। इलेक्ट्रॉनिक विशेष उपकरण उद्योग संघ के आंकड़ों के अनुसार, 2019 में घरेलू सेमीकंडक्टर उपकरणों की बिक्री 16.182 बिलियन युआन थी, जो शीर्ष पांच प्रमुख कंपनियों केलेई (4.6 बिलियन अमेरिकी डॉलर) के राजस्व का लगभग आधा ही थी। संघ ने अक्टूबर 2020 में अनुमान लगाया था कि 2020 में घरेलू सेमीकंडक्टर उपकरणों की कुल बिक्री 21.3 बिलियन युआन होगी, जो केलेई (5.8 बिलियन अमेरिकी डॉलर) के राजस्व के 60% से भी कम है।

प्रमुख घरेलू और विदेशी सेमीकंडक्टर उपकरण कंपनियों की तुलना (6 जनवरी, 2021 तक की स्थिति के अनुसार)

स्रोत: डेप्पॉन सिक्योरिटीज

तकनीकी रूप से, हमारे देश के अर्धचालक उपकरण अभी तक उन्नत प्रक्रियाओं (3 नैनोमीटर और उससे कम) के अनुसंधान और विकास चरण में नहीं पहुंचे हैं, और वर्तमान में ये 28 नैनोमीटर जैसी लगभग मुख्यधारा की प्रक्रियाओं के राष्ट्रीय उत्पादन में सक्षम नहीं हैं। अधिकांश घरेलू उपकरण निर्माताओं के व्यावसायिक उत्पाद अभी भी परिपक्व प्रक्रिया उत्पादन लाइनों पर आधारित हैं। लिथोग्राफी मशीन का उदाहरण लें, जो काफी चर्चा में है, तो घरेलू स्तर पर मुख्य रूप से शंघाई माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स इक्विपमेंट कंपनी लिमिटेड (जिसे "शंघाई माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स" कहा जाता है) ही इसका उत्पादन करती है। शंघाई माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स के मुख्यधारा के उत्पाद केवल 90 नैनोमीटर, 110 नैनोमीटर और अन्य प्रक्रियाओं की लिथोग्राफी प्रक्रिया आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं।

लेकिन कुछ ऐसे क्षेत्र भी हैं जिन्होंने उन्नत प्रौद्योगिकी प्रतियोगिता में भाग लिया है। उदाहरण के लिए, चाइना माइक्रो सेमीकंडक्टर को सीसीपी एचिंग के क्षेत्र में टीएसएमसी द्वारा मान्यता प्राप्त है और इसने अपनी 7nm/5nm उत्पादन लाइन शुरू कर दी है; उत्तरी हुआचुआंग आईसीपी एचिंग उपकरण में अपेक्षाकृत उत्कृष्ट है, और 28nm से ऊपर के एचिंग उपकरण का औद्योगीकरण हो चुका है। उन्नत प्रक्रियाओं के संदर्भ में, सिलिकॉन एचिंग उपकरण ने 14nm प्रौद्योगिकी को पार कर लिया है और शंघाई इंटीग्रेटेड सर्किट अनुसंधान एवं विकास केंद्र में प्रवेश कर चुका है।

"मेड इन चाइना 2025" लक्ष्य के अनुसार, सेमीकंडक्टर कोर के बुनियादी घटकों और प्रमुख बुनियादी सामग्रियों को 2020 में 40% आत्मनिर्भरता और 2025 में 70% स्थानीयकरण दर हासिल करनी चाहिए। हालांकि, यांग्त्ज़ी मेमोरी और हुआली माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स जैसी दस घरेलू वेफर निर्माण कंपनियों की 2017 से 2021 की पहली तिमाही तक की सार्वजनिक निविदा जानकारी के अनुसार, स्थानीयकरण दर अभी भी लक्ष्य से काफी दूर है। 2017 से 2019 तक, इन दस निर्माताओं ने कुल 4,197 उपकरणों के लिए निविदाएं आमंत्रित कीं, जिनमें से 431 चीनी निर्मित उपकरण थे, जिनकी स्थानीयकरण दर लगभग 10.3% थी। 2020 से 2021 की पहली तिमाही तक, इन दस निर्माण इकाइयों ने कुल 1,862 उपकरणों के लिए निविदाएं आमंत्रित कीं, जिनमें से 315 चीनी निर्मित उपकरण थे। अनुमान है कि वर्तमान स्थानीयकरण दर 17% है, जो 2017 से 2019 तक 6 प्रतिशत अंकों से अधिक की वृद्धि है।

बाएं: 2017 से 2019 तक शीर्ष दस वेफर फैब्रिकेशन उपकरणों की स्थानीयकरण दर

दाईं ओर: वर्ष 2020-2021 की पहली तिमाही में शीर्ष दस वेफर फैब्स में उपकरणों की स्थानीयकरण दर।

स्रोत: डेप्पॉन सिक्योरिटीज

हालांकि, घरेलू सेमीकंडक्टर उपकरण उद्योग में पिछले कुछ वर्षों में काफी सकारात्मक बदलाव देखने को मिले हैं। प्रौद्योगिकी के मामले में, चाइना माइक्रो सेमीकंडक्टर, नॉर्दर्न हुआचुआंग और यितांग सेमीकंडक्टर जैसी अग्रणी कंपनियां एचिंग, डिपोजिशन, ड्राई स्ट्रिपिंग, क्लीनिंग और आयन इम्प्लांटेशन के क्षेत्र में विश्व के अग्रणी निर्माताओं के करीब पहुंच चुकी हैं। बाजार हिस्सेदारी के मामले में, कुछ उत्पादों की बाजार हिस्सेदारी 20% से अधिक हो गई है, जिसने अंतरराष्ट्रीय सेमीकंडक्टर उपकरण निर्माताओं की बाजार स्थिति पर गहरा प्रभाव डाला है।

शीर्ष दस वेफर फ़ैब्स द्वारा जारी की गई बोली संबंधी जानकारी से पता चलता है कि 2017 से 2021 की पहली तिमाही तक, ड्राई डीगमिंग उपकरण की स्थानीयकरण दर 45.5% तक पहुँच गई, जबकि सफाई उपकरण (30.6%), एचिंग उपकरण (22.2%) और पॉलिशिंग उपकरण (21.6%) की स्थानीयकरण दर 20% से अधिक रही। फर्नेस ट्यूब उपकरण (14.7%) और ग्लू डेवलपमेंट उपकरण (10.0%) दोनों की स्थानीयकरण दर 10% से अधिक है। डिपोजिशन उपकरण (8.5%) और फ्रंट-एंड टेस्टिंग उपकरण (5.2%) की स्थानीयकरण दर अपेक्षाकृत कम है, जो केवल 5% और 10% के बीच है। सबसे बड़ा अंतर आयन इम्प्लांटर्स (2.4%), बैक-एंड टेस्टिंग उपकरण (1.9%) और फोटोलिथोग्राफी मशीनों (1.6%) में देखा गया है।

2020 में प्रवेश करने के बाद, स्थानीयकरण की दर में और भी तेजी से वृद्धि होगी। शीर्ष दस वेफर फैब्स के बोली खोलने के आंकड़ों के आधार पर, 2020 से 2021 की पहली तिमाही में, पॉलिशिंग उपकरण, एचिंग उपकरण, फर्नेस ट्यूब उपकरण और ग्लू कोटिंग और डेवलपमेंट उपकरण के स्थानीयकरण की दर में 2017 से 2019 की अवधि की तुलना में दो अंकों से अधिक की वृद्धि हुई है।

वैश्विक अर्धचालक उपकरण उद्योग के विकास की प्रवृत्ति को देखते हुए, जैसे-जैसे अर्धचालक प्रक्रिया भौतिक सीमा के करीब पहुंच रही है, नई पीढ़ी के उपकरणों का विकास करना और भी कठिन होता जा रहा है। ईयूवी लिथोग्राफी मशीनों को उदाहरण के तौर पर लें, तो इस परियोजना की शुरुआत 1990 के दशक में ही हो गई थी। इसमें विश्व भर के 40 से अधिक देशों के लगभग 200 अनुसंधान संस्थानों (जिनमें से 100 से अधिक यूरोप से थे) ने भाग लिया। मूलभूत अनुसंधान, तकनीकी अनुसंधान से लेकर सिस्टम एकीकरण तक, संपूर्ण अनुसंधान एवं विकास प्रणाली में 100 अरब युआन से अधिक का निवेश किया गया, जो पिछले दस वर्षों में हमारे देश के उपकरण उद्योग के कुल राजस्व से भी अधिक है।

चाइना माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स सेमीकंडक्टर के अध्यक्ष यिन झियाओ ने मीडिया को दिए एक साक्षात्कार में कहा कि सेमीकंडक्टर अब परमाणु स्तर की प्रसंस्करण प्रक्रिया में प्रवेश कर चुके हैं। इतनी सटीकता के साथ सेमीकंडक्टर उपकरण बनाने के लिए 50 से अधिक विषयों के ज्ञान और प्रौद्योगिकी के एकीकरण की आवश्यकता होती है। उन्होंने बताया कि प्लाज्मा एचिंग से ऐसे छिद्र बनाए जा सकते हैं जिनका व्यास मानव बाल के व्यास के एक हजारवें से एक लाखवें हिस्से तक होता है, और छिद्र के व्यास की सटीकता, एकरूपता और दोहराव मानव बाल के व्यास के दस हजारवें से एक लाखवें हिस्से तक पहुंच सकता है। एक एचिंग मशीन प्रति वर्ष एक करोड़ खरब से अधिक पतले और गहरे संपर्क छिद्रों को संसाधित करती है, और लगभग 100% छिद्रों को पूरी तरह से खोलना आवश्यक है।

सेमीकंडक्टर उपकरणों में न केवल अत्यंत सूक्ष्म प्रसंस्करण क्षमता होनी चाहिए, बल्कि एकरूपता, स्थिरता, दोहराव, विश्वसनीयता और स्वच्छता सबसे महत्वपूर्ण कारक हैं। ऐसा करके ही हम वेफर निर्माण की मूल आवश्यकता, यानी चिप योग्यता दर को पूरा कर सकते हैं। स्वीकार्य उत्तीर्ण दर (उदाहरण के लिए, 90%) सुनिश्चित करने के लिए, प्रसंस्करण और निर्माण के प्रत्येक चरण में अत्यंत उच्च उत्तीर्ण दर की आवश्यकता होती है, क्योंकि वर्तमान में उन्नत प्रक्रिया वाले चिप्स के लिए 1,000 प्रक्रिया चरणों की आवश्यकता होती है। यदि प्रत्येक चरण की उत्तीर्ण दर 99.9% है, तो 1,000 चरणों के बाद अंतिम उत्तीर्ण दर केवल 36.77% होगी।

आधुनिक बुद्धिमान विनिर्माण के प्रतिनिधि और वैश्विक सूचना उद्योग के आधारभूत आधार के रूप में, चिप निर्माण में नए उपकरण निर्माताओं को गलतियाँ करने का अवसर बहुत कम मिलता है। प्रोटोटाइप विकसित करने के लिए की गई तमाम मेहनत के बाद भी, विकास और उत्पादन उपकरणों का केवल एक छोटा सा हिस्सा ही पूरा हो पाता है। इससे भी कठिन काम है वेफर निर्माता को परीक्षण में सहयोग करने के लिए राजी करना, भले ही इससे योग्यता दर और उत्पादन क्षमता में कमी आने का खतरा हो। यिन ज़ियाओ ने बताया कि प्रोटोटाइप बनने और ग्राहक के सहयोग करने की इच्छा होने के बाद, वेफर निर्माण की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए कम से कम 80 कठोर परीक्षण चरणों से गुजरना पड़ता है।

अंतर्राष्ट्रीय निर्माताओं के ऐतिहासिक विकास अनुभव को देखते हुए, उपकरण उद्योग को बाज़ार को स्थिर करना चाहिए और कोई भी जल्दबाज़ी वाला कदम नहीं उठाना चाहिए। उसे दीर्घकालिक अनुसंधान और विकास में निवेश करना चाहिए और अपनी तकनीकी नींव को मजबूत करना चाहिए। जैसा कि यिन ज़ियाओ ने कहा, अर्धचालक उपकरणों के लिए 50 विषयों के सहयोग की आवश्यकता होती है, जो दो बम और एक उपग्रह बनाने से कम कठिन नहीं है। "दुनिया में केवल दो या तीन कंपनियां ही चुंबकीय उत्तोलनशील आणविक पंप बना सकती हैं, जो अर्धचालक उद्योग के प्रमुख घटकों में से एक है। हर चीज़ के लिए दीर्घकालिक प्रौद्योगिकी संचय की आवश्यकता होती है।"

वैश्वीकरण के बदौलत सेमीकंडक्टर उद्योग ने वर्तमान स्तर तक विकास किया है। हालांकि, ट्रंप प्रशासन के सत्ता में आने के बाद से, संयुक्त राज्य अमेरिका ने सेमीकंडक्टर उद्योग को चीन के खिलाफ तकनीकी युद्ध छेड़ने के हथियार के रूप में इस्तेमाल किया है, जिससे वैश्विक इलेक्ट्रॉनिक सूचना उद्योग द्वारा पहले से स्थापित आपूर्ति श्रृंखला पारस्परिक विश्वास तंत्र गंभीर रूप से प्रभावित हुआ है। विश्व के सबसे महत्वपूर्ण इलेक्ट्रॉनिक सूचना उद्योग विनिर्माण केंद्र के रूप में, भू-राजनीति से अप्रभावित एक नई सेमीकंडक्टर आपूर्ति श्रृंखला का निर्माण करना अत्यंत महत्वपूर्ण है। जब भी कोई तकनीक वास्तव में बाजार में बड़ी सफलता प्राप्त करती है (उदाहरण के लिए, बाजार हिस्सेदारी 20% तक पहुंच जाती है), तो वासेनार समझौते में उल्लिखित संबंधित प्रतिबंध अपना महत्व खो देते हैं। वर्तमान में, उपकरणों के स्थानीयकरण की दर में प्रभावी सुधार किया जा सकता है या नहीं, यह वैश्विक इलेक्ट्रॉनिक सूचना उद्योग के स्वस्थ विकास में एक महत्वपूर्ण कारक बन गया है। वेफर विनिर्माण में चीन के तीव्र विस्तार ने घरेलू सेमीकंडक्टर उपकरण निर्माताओं को व्यापक बाजार और प्रयोग करने के अवसर प्रदान किए हैं। घरेलू सेमीकंडक्टर उपकरण निर्माताओं के लिए, यह एक उत्कृष्ट ऐतिहासिक अवसर है।

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