先進半導體封裝錫膏焊料深圳福英達分享:從ASML年報看半導體產業的未來
先進半導體封裝錫膏焊料深圳福英達分享:從ASML年報看半導體產業的未來
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導 讀
在過去的40年里,我們逐漸從個人電腦和移動設備時代發展到云時代。我們生活的幾乎所有方面都在網上存儲和管理。ASMLCTOMartinvandenbrink表示,未來數字化的下一步將是由通信、計算和人工智能無縫集成驅動的分布式智能。所有這些趨勢都需要更高的計算能力,這反過來又加速了對更強大、更節能的微芯片的需求。
隨著芯片技術的不斷發展,芯片制造變得越來越復雜。基于logicn5節點(5nm),最先進的處理器包含數十億晶體管。下一代芯片設計將包括更先進的材料、新的包裝技術和更復雜的3D設計。
光刻技術是制造性能更強、芯片更便宜的驅動力。ASML的目標一直是減少芯片工藝的臨界尺寸。其整體光刻產品組合(EUV、ARFi、ARF、KRF、i-line系統等。)有助于優化生產,并通過集成光刻系統和match計算建模、測量和測試解決方案,幫助優化生產,降低成本。
半導體制造工藝(圖源:ASML)
光刻系統的分辨率是光刻收縮的主要驅動因素之一,主要由光波長和光學系統的數值孔徑決定。更短的波長就像一個更薄的刷子,可以打印出更小的特性。更大的數值孔可以更緊密地聚焦光線,并帶來更好的分辨率。
ASML光刻系統的發展一直是通過減少波長和增加值孔徑來發展的。多年來,ASML從365nm(i-line)、248nm(KRF)到193nm(ARF)做了幾個波長步長,而EUV光刻機的波長只有13.5nm。
NA是光學系統的數值孔徑,表示光的入射角。使用更大的NA鏡頭可以打印出更小的結構。除了更大的鏡頭,ASML還通過在最后一個鏡頭元件和晶圓之間保持一層水膜來增加ARF系統的NA(即所謂的浸泡系統)。波長進入EUV后,ASML正在開發下一代EUV系統,稱為EUV0.55NA(HighNA),將數值孔徑從0.33提高到0.55。
TWINSCANXE:3600D是ASML最新一代EUV0.33NA光刻系統。與前身TWINSCANXE:3400C相比,它可以提供15%到20%的生產力和約30%的覆蓋率,支持EUV批量生產5nm和3nm邏輯節點和領先的DRAM節點。
年度報告指出,EUV產品路線圖將有助于ASML在未來10年實現設備價格的合理擴張。ASMLEUV0.33NA平臺擴展了客戶邏輯和DRAM路線圖。使用EUV制造芯片于降低40%的關鍵光刻模量和30%的工藝步驟,顯著降低成本和周期時間。
數據顯示,自EUV推出以來,到2021年底,ASMLEUV光刻機生產了5900多萬晶圓,到2020年底為2600萬晶圓。由此可見,EUV光刻機目前正處于快速啟動階段。ASML預計EUV的使用將繼續增長。到2024年,所有先進的節點芯片制造商預計將在生產中使用EUV。
下一代EUV0.55NA平臺將繼續為未來節點實現有效的經濟擴張。新值孔徑的新型光學設計有望將芯片尺寸降低1.7倍,進一步提高分辨率,將微芯片密度提高近3倍。預計第一個EUV0.55NA平臺的早期訪問系統將于2023年投入使用。預計客戶將于2024-2025年開始研發,2025-2026年進入大規模生產。
光刻系統本質上是一種投影系統,將光投射到即將打印的圖案上(稱為蒙版或掩模)。通過在光中編碼圖案,系統的光學系統收縮并將圖案集中在光敏硅片上。圖案打印后,系統輕輕移動晶圓,并在晶圓上制作另一份副本。
這個過程重復,直到晶圓被圖案覆蓋,晶圓一層完成。為了制造一個完整的芯片,這個過程應該一層一層地重復,疊加圖案,形成一個集成電路(IC)。目前,最簡單的芯片約為40層,復雜的芯片超過150層。
目前,DUV光刻系統仍是該行業的主要力量。DUV系統支持許多細分市場,負責在今天的客戶設備中打印大部分層,并將在未來的設備中保持重要地位。
目前半導體行業使用的DUV分為浸沒式和干式光刻解決方案。i-line波長365nm,KRF波長248nm,ARF波長193nm,有助于制造廣泛的半導體節點和技術,支持行業成本和節能擴張。
ASMLDUV浸沒式和干式系統在生產率、成像和覆蓋性能方面處于領先地位。它可以結合EUV技術生產最先進的邏輯和內存芯片,并繼續為成熟的節點和小型應用程序提供價值。
ARF浸沒式光刻在鏡頭和晶圓之間保持一層水膜,增加NA,提高分辨率,支持進一步收縮。ASML浸沒系統適用于單曝光和多圖案光刻,可與EUV系統無縫結合,打印同一芯片。TWINSCANXT:2050i是ASML最先進的浸沒系統,目前正在大規模生產5nm邏輯和第四代10nmDRAM節點。
然而,并不是芯片上的每一層都需要最新和最大的浸入式光刻系統。先進或復雜的層可以用先進的光刻系統打印,但其他層通常可以用干光刻系統等舊技術打印。ASML干系統產品組合為客戶提供了各種波長更經濟的解決方案。
TWINSCANXT:1470是ASML最新的干式ARF光刻系統,每小時提供300片晶圓的記錄生產力,具有4nm覆蓋能力;TWINSCANXT:86ON是新一代KRF系統,分辨率為0.80NA,支持大容量200mm和300mm晶圓的生產,分辨率低于110nm。0.93NATWINSCANXT:1060K是最先進的KRF光刻系統。
ASMLCEOPeterwerwenink表示,我們今天看到的行業市場增長不僅存在于最先進的節點,還需要成熟的光刻技術來制造許多分布式計算和存儲解決方案。預計到2025年,ASML系統總銷量的三分之二將是EUV,其余將是DUV和測量檢測系統。這一預期低于我們2018年的預期,但這并不意味著EUV市場萎縮,但DUV和測量檢測市場的增長期。
未來半導體的動力是什么?
半導體產業的格局是什么?促進當前和未來產業發展的主要趨勢是什么?
ASML認為,消費者需求、全球人才競爭、地緣政治因素、擴大研發投資、不斷變化的外部環境和氣候變化正在重塑半導體產業模式。
消費者需求的不斷增長:無線通信、電信、媒體和云繼續促進全球對先進半導體的需求,人口和城市化的增長正在增加對先進消費電子設備的需求。芯片作為這些設備的核心,新興技術的不斷發展和需求正成為芯片增長的重要驅動力。
全球人才競爭:具有技術背景的高技能人才在勞動力市場上非常稀缺,競爭也在加劇。工業公司正試圖增加人力,但高科技人才資源池非常淺。該行業正在爭奪少數具有開發和創新解決方案技能的科學家、工程師和軟件開發人員。全球人才競爭正變得越來越關鍵。STEM職位的數量預計將顯著增加,但由于缺乏合格候選人,填補這些職位是非常具有挑戰性的。留住人才已成為科技公司的關鍵。
全球地緣政治:當前的貿易環境給全球半導體行業帶來了巨大的挑戰,貿易緊張和保護主義的加劇可能會繼續。全球疫情提醒世界各國政府,全球供應鏈可能對服務、原材料和最終產品有重大地理依賴。
半導體在大型工業聯合體的增長和連續性中發揮著越來越重要的作用。政府已將注意力轉向半導體供應鏈,以確保足夠的供應,并計劃大規模投資于半導體行業。根據外部數據,美國、中國、歐盟、日本和韓國預計將在2021年增加近一倍的年資本支出,達到1500億美元。除了財務影響外,貿易緊張和保護主義也給整個供應鏈及其過程帶來了極大的復雜性,迫使該行業重新審視其全球供應鏈。
擴大研發投資:芯片設計和制造技術是半導體行業快速發展的競爭基礎。芯片制造商面臨著越來越復雜的支持應用程序和終端市場。與此同時,隨著科技平臺公司逐漸轉向內部芯片設計,傳統的半導體公司面臨著多元化投資組合的挑戰。
此外,創新的增量成本正在上升,需要更高水平的研發投資來實現同樣的目標。讓產品更快地進入市場至關重要,否則芯片制造商將面臨錯過機會的風險。因此,盡快為客戶提供解決方案的壓力正在增加。
不斷變化的環境:為了利用人工智能、物聯網、5g和自動駕駛汽車的整合,該行業正在投資大量能夠釋放整個投資組合價值的資產。
近年來,全球半導體行業呈現出巨大的增長趨勢,預計將繼續下去。該行業專注于技術和市場,以提高其核心競爭力。收購和合資企業預計將成為芯片市場戰略的關鍵組成部分。
采取行動應對氣候變化:氣候變化是世界各地的一個緊迫問題。這是一個全球性的挑戰,半導體制造過程消耗了大量的能源和水資源。隨著摩爾定律的發展,芯片計算能力和存儲容量的提高將增加對這些資源的需求。為了提高能源和水資源的利用效率,需要新的設備和新的方法來看待整個生態系統。為了應對這些挑戰,半導體行業必須降低功耗。
在這方面,ASML提到,由于DUV和EUV平臺的通用性、創新性、生產和維護速度和成本效益。ASML正在投資產品的能源效率,以幫助降低晶圓生產所需的能源。此外,ASML還有一個路線圖,致力于減少浪費,并與客戶和供應商合作,在其價值鏈中盡可能多地重復使用零件、工具和包裝,以防止不必要的浪費。
此外,從ASML對整個行業當前市場規模和市場機遇的展望來看,不同細分應用市場的驅動因素也在塑造半導體行業的模式,成為當前和未來促進行業發展的主要趨勢。
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在ASML業績增長的背后。
由于全球芯片短缺、數字基礎設施加速和技術主權推動,市場對先進成熟節點的需求強勁增長。2021年,ASML凈銷售額創下186億歐元紀錄,比去年增長46億歐元。
ASMLCFOrogerdassen表示,由于客戶對先進成熟節點的強勁需求,2021年邏輯系統銷量增長22億歐元,增長30%;由于終端市場對服務器和智能手機的強勁需求,內存系統的銷量增長了11億歐元和39%。
凈銷售額的增長是由ASML對所有技術的強勁需求驅動的。2021年,ASML成功發貨42套EUV系統,其中第一款NXE:3600D用于大規模生產。這使得2021年EUV系統收入達到63億歐元,比2020年增加了18億歐元。
DUV系統的銷量也從2020年的227增加到2021年的267。除了EUV和DUV的增長,服務和現場選擇的銷售也是ASML整體凈銷售增長的關鍵驅動力。這種增長是由生產率、覆蓋率和升級包銷售增長驅動的,為晶圓產量的快速增長提供了最有效、最有效的方式,并得到了安裝基礎不斷增長的支持。
為了滿足客戶對額外晶圓生產能力的需求,ASML加快了生產能力升級的交付,甚至在正常工廠驗收測試(FAT)完成前交付,加快了系統的交付。
不難看出,數字化轉型和當前芯片短缺進一步促進了ASML提高生產能力的需求。一方面,在數字轉換和分布式計算的驅動下,先進和成熟節點的邏輯需求繼續強勁;另一方面,由于服務器和智能手機終端的市場需求,內存需求繼續增長。為了滿足DRAM和NAND的強勁需求增長,客戶將提高生產能力,并繼續遷移節點。隨著客戶轉移到更先進的節點,ASML預計EUV對內存的需求將繼續增加。
2019-2021年,ASML來自邏輯和內存市場,安裝基本收入數據(單位:百萬歐元)
在R&D投資方面,2021年ASML的R&D成本為25.47億歐元。與2020年22.08億歐元的投資相比,這些增加的投資涉及到EUV、DUV和應用項目的整體光刻解決方案,其中最重要的投資是繼續加強EUV的大規模生產和EUV0.55NA的發展。
ASMLR&D投資2020-2021年(單位:百萬歐元)
ASML預計,由于健康的邏輯需求和內存市場的增長,預計2022年凈銷售額將比2021年增長約20%。預期增長是由各平臺銷售增長和基本安裝業務增長驅動的:
邏輯芯片部分:不斷擴大的應用空間和長期增長動力已轉化為對先進和成熟節點的強勁需求。隨著需求的持續強勁,邏輯系統的收入預計將同比增長20%以上;
內存:隨著系統利用率的提高和客戶技術的轉型,支持預期增長。預計還需要額外的生產能力。因此,2022年內存市場對光刻設備的需求強勁,系統收入同比增長約25%;
EUV設備:隨著客戶對EUV使用和信心的增加,預計2022年將發貨約55個EUV系統(其中6個系統的收入將推遲到2023年確認),預計2022年EUV系統的收入將增加25%。
非EUV系統:在DUV和應用業務中,ASML預計浸沒式和干式系統將增加,對測量和檢測系統的需求將繼續增加。預計非EUV運輸收入將增加20%以上。
展望2025年至2030年,近十年將圍繞分布式計算,使云更接近邊緣設備。通過連接,計算能力將為每個人提供設備計算能力,從而連接世界。在高利潤、高創新的生態系統的支持下,全球電子產業的總體趨勢預計將繼續推動整個半導體市場的增長。
這意味著先進節點和成熟節點對晶圓的需求正在增加,從而增加了對光刻設備的需求。ASML認為,預計2025年年銷售額將達到240億-300億歐元,毛利率在54%-56%之間。
ASML市場預期(圖源:ASML)
ASML侵權"羅生門"
ASML年度報告提到,我們可能會受到惡意攻擊,包括第三方或我們自己的員工竊取公司的商業秘密、專有客戶數據、知識產權或其他秘密信息。雖然我們試圖保護知識產權,但未經授權的第三方也可以獲得、復制、使用或披露我們的專有技術、產品、設計、技術和其他知識產權。2021年,我們了解到,與XTAL相關的東方晶源正在積極營銷可能侵犯ASML知識產權的產品。
近日,東方晶源發表聲明稱,東方晶源自成立以來一直遵守中國法律法規,合法合規經營。東方晶源秉承獨立研發、自主創新的理念,尊重和保護知識產權,形成了獨立完善的知識產權體系。雖然東方晶源的聲明沒有提到ASML,但它顯然意味著回應和反駁。
根據公開信息,XTAL成立于2014年,由前ASML員工創立。2016年,ASML起訴XTAL。2018年,加州圣克拉拉聯邦法院初步裁定XTAL盜竊知識產權罪。2019年,法院發布最終判決,ASML獲勝。
2019年,荷蘭金融報Finacieledagblad報道稱,中國員工從ASML竊取了公司秘密,造成了數億美元的損失。據報道,ASML美國子公司研發部的高級中國員工竊取了技術,最終泄露給中國公司。
然而,ASML可能不想擴大事件。2019年,ASML在其官方網站上發表官方聲明:ASML不同意中國間諜。
據了解,2021年,東方晶源公司完成了28nm邏輯芯片關鍵工藝層良率硅片的優秀驗證,不斷突破技術壁壘。14nm計算光刻技術準備就緒,第一套EBI產業化成果顯著;2021年,公司實現了銷量快速增長1億元以上的小目標,聯系了近60位客戶,包括存儲、邏輯、第三代半導體等領先客戶。
然而,根據產品的性能水平,東方晶源的產品實際上遠遠不能威脅ASML。然而,ASML在2021年年度報告中也提到了這一點,稱東方晶源可能與2018年因竊取秘密而被判賠償的XTAL有關,并提醒其特定客戶不要協助或縱容東方晶源從事潛在侵權,并對中國相關機構表示擔憂。
ASML表示,它正在密切關注這個問題,并準備在適當的時候采取法律行動,但沒有提供更多的證據。財務報告中很少出現這種說法。不可避免地發人深省.
來源:半導體行業觀察 深圳福英達整理
深圳市福英達20年以來一直深耕于微電子與半導體封裝材料行業。致力于為業界提供先進的焊接材料和技術、優質的個性化解決方案服務與可靠的焊接材料產品。提供包括LED微間距低溫封裝錫膏錫膠、LED微間距中溫高溫封裝錫膏錫膠、LED微間距低溫高強度錫膏錫膠、倒裝芯片封裝焊料、FPC柔性模塊封裝錫膏錫膠、植球/晶圓級植球助焊劑、凸點制作錫膏、PCBA錫膏錫膠、車用功率模塊封裝錫膏錫膠、車載娛樂封裝錫膏錫膠、車用LED封裝焊料、車載MEMS封裝焊料、車載攝像頭封裝焊料、軌道交通用IGBT封裝錫膏錫膠、基帶芯片系統級封裝錫膏錫膠、存儲芯片高可靠封裝錫膏錫膠、射頻功率器件封裝錫膏錫膠、多次回流封裝錫膏錫膠、物聯網安全芯片封裝焊料、支付芯片系統級封裝焊料、物聯網身份識別封裝焊料、MEMS微機電系統封裝錫膏錫膠、射頻功率器件錫膏錫膠、芯片封裝錫膏錫膠、攝像頭模組封裝專用錫膠、簡化封裝工藝免洗錫膏/錫膠、高可靠性水洗錫膏、低溫高強度錫膏/錫膠、便于返修的錫膏產品、高性價比錫膏方案、高可靠高溫Au80Sn20焊料、高可靠Low alpha 高鉛封裝焊料、高可靠水洗焊料、醫療設備高可靠性封裝錫膏錫膠、醫療設備系統級封裝焊料、復雜結構激光焊接錫膏錫膠、精密結構低溫封裝焊料解決方案。以及mLED新型顯示各向異性導電膠、mLED新型顯示微間距焊接助焊膠、mLED新型顯示高強度細間距錫膠、mLED新型顯示微間距低溫焊料、mLED新型顯示微間距SAC305錫膏、SMT低溫元器件貼裝錫膠、SMT低溫元器件貼裝錫膏、SMTSAC305系列錫膏、SMT微間距助焊膠、Low α無鉛焊料、SiP水洗錫膏、SiP無鉛無銀焊料、Low α高鉛焊料、MEMS水洗激光錫膏、MEMS低溫高可靠性錫膠、MEMS低溫高可靠錫膏、MEMS多次回流焊料、MEMSAu80Sn20金錫焊膏、功率器件高鉛焊料、功率器件水洗錫膏、功率器件無鉛錫膏、功率器件Au80Sn20金錫錫膏解決方案。