L'industria dei semiconduttori ha superato le tradizionali industrie siderurgiche e automobilistiche, affermandosi nel XXI secolo come un settore ad alto valore aggiunto e ad alta tecnologia. I semiconduttori sono il cuore di numerose apparecchiature industriali e trovano ampio impiego in settori chiave come computer, elettronica di consumo, comunicazioni di rete ed elettronica automobilistica.

I semiconduttori sono costituiti principalmente da quattro componenti: circuiti integrati, apparecchiature optoelettroniche, componenti discreti e sensori; i circuiti integrati rappresentano il cuore dell'industria dei semiconduttori, costituendone oltre l'80%. I circuiti integrati includono chip logici, chip di memoria, chip analogici, MPU, ecc. Il rapido sviluppo dei circuiti integrati in termini di prestazioni, integrazione e velocità si basa sullo sviluppo della fisica dei semiconduttori, dei dispositivi a semiconduttore e dei processi di produzione dei semiconduttori.

L'industria dei semiconduttori ha un mercato enorme e le apparecchiature per i processi di produzione dei semiconduttori costituiscono la base produttiva per la produzione su larga scala. In futuro, i dispositivi a semiconduttore saranno sempre più integrati, miniaturizzati e potenti. Di seguito sono riportate le principali apparecchiature utilizzate nel processo di produzione dei semiconduttori.

1  Single crystal furnace

Equipment functions: melt semiconductor materials, pull single crystals, and provide single crystal semiconductor blanks for subsequent semiconductor device manufacturing.

Principali aziende (marchi):

Internazionale: l'azienda tedesca PVA TePla AG, l'azienda giapponese Ferrotec, l'azienda americana QUANTUM DESIGN, l'azienda tedesca Gero, l'azienda americana KAYEX.

Nazionale: 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 Forno per epitassia in fase vapore

Equipment function: Provide a specific process environment for vapor phase epitaxy growth, realize the growth of thin-layer crystals on single crystals that have a corresponding relationship with the crystal phase of the single crystal, and make basic preparations for the functionalization of single crystal bottom deposition. Vapor phase epitaxy is a special process of chemical vapor deposition. The crystal structure of the thin layer grown is a continuation of the single crystal substrate and maintains a corresponding relationship with the crystal orientation of the substrate.

Principali aziende (marchi):

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.

Domestic: The 48th Institute of China Electronics Technology Group, Qingdao Serida, Hefei Kejing Materials Technology Co., Ltd., Beijing Jinsheng Micro-Nano, Jinan Liguan Electronic Technology Co., Ltd.

3 Sistema di epitassia a fascio molecolare

Funzioni dell'apparecchiatura: Il sistema di epitassia a fascio molecolare fornisce l'apparecchiatura di processo per la crescita di film sottili secondo condizioni specifiche sulla superficie del substrato; l'epitassia a fascio molecolare è una tecnologia per la preparazione di film sottili monocristallini. Essa fa crescere i film sottili strato per strato lungo la direzione dell'asse cristallino del materiale del substrato in presenza di substrati appropriati e condizioni idonee.

Principali aziende (marchi):

International: French Riber Company, American Veeco Company, Finnish DCA Instruments Company, American SVT Associates Company, American NBM Company, German Omicron Company, German MBE-Komponenten Company, British Oxford Applied Research (OAR) Company.

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

4 Forno di ossidazione (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.

Principali aziende (marchi):

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

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

5 Sistema di deposizione chimica da fase vapore a bassa pressione (LPCVD)

Funzionamento dell'apparecchiatura: Introdurre nella camera di reazione dell'apparecchiatura LPCVD il vapore contenente il reagente gassoso o liquido che costituisce gli elementi del film sottile e gli altri gas necessari per la reazione, dove avviene una reazione chimica sulla superficie del substrato per generare un film sottile.

Principali aziende (marchi):

Internazionale: Hitachi International Electric Co., Ltd. del Giappone,

Aziende nazionali: 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 Sistema di deposizione chimica in fase vapore potenziata al plasma (PECVD)

Funzionamento dell'apparecchiatura: Utilizza una scarica a bagliore nella camera di deposizione per ionizzare il materiale e quindi eseguire una reazione chimica sul substrato per depositare materiali semiconduttori in film sottile.

Principali aziende (marchi):

International: American Proto Flex Company, Japanese Tokki Company, Japanese Shimadzu Company, American Lam Research Company, and Dutch ASM International Company.

Settore nazionale: 45° Istituto del Gruppo Tecnologico Elettronico Cinese, Fabbrica di Strumenti di Pechino, Fabbrica di Macchinari di Shanghai.

7 Magnetron sputtering station (MSA)

Equipment function: Through a closed magnetic field parallel to the target surface during diode sputtering and the orthogonal electromagnetic field formed on the target surface, the secondary electrons are bound to a specific area on the target surface to achieve high ion density and high energy ionization, and the target atoms or molecules are sputtered and deposited on the substrate at a high rate to form a thin film.

Principali aziende (marchi):

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

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

8 Chemical mechanical polishing machine (CMP)

Funzione dell'apparecchiatura: Rettifica e lucidatura dell'oggetto da rettificare (semiconduttore) mediante l'effetto combinato della rettifica meccanica e della dissoluzione e "corrosione" chimica in fase liquida.

Principali aziende (marchi):

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

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

9 Macchina per litografia

Funzione dell'apparecchiatura: applicare la colla sulla superficie del substrato semiconduttore (wafer di silicio), trasferire il disegno dalla maschera al fotoresist e "copiare" temporaneamente la struttura del dispositivo o del circuito sul wafer di silicio.

Principali aziende (marchi):

A livello internazionale: ASML dei Paesi Bassi, Lam Semiconductor Company degli Stati Uniti, Nikon Company del Giappone, Canon Company del Giappone, ABM Company degli Stati Uniti, SUSS Company della Germania e MYCRO Company degli Stati Uniti.

Domestic: The 48th Institute of China Electronics Technology Group, the 45th Institute of China Electronics Technology Group, Shanghai Machinery Factory, Chengdu Nanguang Industrial Co., Ltd.

10 Sistema di incisione a ioni reattivi (RIE)

Funzionamento dell'apparecchiatura: applicare una tensione ad alta frequenza tra elettrodi piani per generare uno strato di ioni spesso centinaia di micron. Posizionando il pattern all'interno del pattern, gli ioni impattano sul pattern ad alta velocità per realizzare un'incisione mediante reazione chimica e un impatto fisico, consentendo la lavorazione e lo stampaggio dei semiconduttori.

Principali aziende (marchi):

Internazionale: Evatech Company (Giappone), NANOmaster Company (Stati Uniti), REC Company (Singapore), JuSung Company (Corea del Sud), TES Company (Corea del Sud).

Aziende nazionali: Beijing Instrument Factory, Beijing Qixing Huachuang Electronics Co., Ltd., Chengdu Nangueng Industrial Co., Ltd. e il 48° Istituto del China Electronics Technology Group.

11 Sistema di incisione al plasma ICP

Funzionamento dell'apparecchiatura: Uno o più atomi o molecole di gas vengono miscelati nella camera di reazione e formano un plasma sotto l'azione di energia esterna (come radiofrequenza, microonde, ecc.). Da un lato, i gruppi attivi nel plasma reagiscono chimicamente con il materiale superficiale da incidere generando prodotti volatili; dall'altro, gli ioni nel plasma vengono guidati e accelerati sotto l'azione di una tensione di polarizzazione, ottenendo una corrosione direzionale e una corrosione accelerata della superficie da incidere.

Principali aziende (marchi):

A livello internazionale: Oxford Instruments Company del Regno Unito, Torr Company degli Stati Uniti, Gatan Company degli Stati Uniti, Quorum Company del Regno Unito, Leman Company degli Stati Uniti e Pelco Company degli Stati Uniti.

Domestic: 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 Wet etching and cleaning machine

Funzione dell'apparecchiatura: La fotoincisione a umido è una tecnologia che prevede l'immersione dei materiali da incidere in un liquido corrosivo. La pulizia è fondamentale per ridurre la contaminazione, poiché quest'ultima compromette le prestazioni del dispositivo, causa problemi di affidabilità e riduce la resa produttiva. Ciò richiede una pulizia accurata prima di procedere con il processo di ogni strato o con lo strato successivo.

Principali aziende (marchi):

A livello internazionale: Japan Screen, SEMES (Corea del Sud), Tokyo Electron (Giappone) e Lam Research (Stati Uniti).

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

13 Ion implanter (IBI)

Device function: Doping the area near the semiconductor surface.

Principali aziende (marchi):

Internazionale: American Varian Semiconductor Equipment Company, American CHA Company, American AMAT Company, Varian Semiconductor Manufacturing Equipment Company (acquisita da AMAT).

Aziende nazionali: 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.

Banco di prova a 14 sonde

Funzione dell'apparecchiatura: Eseguire test elettrici mettendo in contatto la sonda con il pad del dispositivo a semiconduttore per verificare se gli indicatori di prestazione del semiconduttore soddisfano i requisiti di prestazione previsti dal progetto.

Principali aziende (marchi):

International: German Ingun Company, American QA Company, American MicroXact Company, Korean Ecopia Company, Korean Leeno Company.

Domestic: The 45th Institute of China Electronics Technology Group, Beijing Qixing Huachuang Electronics Co., Ltd., Rico Instruments, Huarong Group, Shenzhen Semiconductor Technology.

Macchina per assottigliamento wafer da 15 pollici

Funzione dell'apparecchiatura: ridurre lo spessore del wafer tramite lucidatura.

Principali aziende (marchi):

International: Japanese DISCO Company, German G&N Company, Japanese OKAMOTO Company, Israeli Camtek Company.

Domestic: 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 dicing machine (DS)

Funzione dell'apparecchiatura: Taglio a stampo del wafer in piccoli pezzi.

Principali aziende (marchi):

Internazionale: azienda tedesca OEG, azienda giapponese DISCO.

Nazionale: 45° Istituto del Gruppo Tecnologico Elettronico Cinese, Beijing Kechuangyuan Optoelectronics Technology Co., Ltd., Shenyang Instrumentation Technology Research Institute, Northwest Machinery Co., Ltd. (precedentemente Northwest Machinery Factory 709 Factory, di proprietà statale), 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 Wire Bonder

Funzione dell'apparecchiatura: Collegare il pad sul chip semiconduttore e il pad sul pin con fili metallici conduttivi (filo d'oro).

Principali aziende (marchi):

A livello internazionale: la società americana Aotei, la società tedesca TPT, la società austriaca FK e la società malese 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.

In sintesi: affinché l'industria cinese dei semiconduttori possa compiere un salto di qualità, passando da una posizione di semplice inseguitrice a una di leader, il settore delle apparecchiature sarà un anello fondamentale. È necessaria maggiore innovazione per guidare lo sviluppo delle apparecchiature per semiconduttori in Cina e promuovere un rapido miglioramento dei processi e delle tecnologie di produzione dei chip nel mio Paese.

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