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新凯来:半导体装备领域的崛起新星

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导读

我们一直说科技发展是经济的动力引擎,这里底层核心是能源变革,由资源属性变为制造属性,以及ICT领域的不断发展,也就是新一代信息产业技术,新赋予的名词叫“泛在数智互联网”。今后电车商业研究也会对ICT领域的发展做出一些报道和分析。

如果总结本领域的技术分支和对比国外的技术发展,以下一图即可读懂。

图片中国ICT领域的长短版

从图中看到,材料和制造装备,一直是国产半导体业界的一块短板。这次在浦东国际半导体展上,又一家深圳新锐企业冉冉新兴的气象,这家国产半导体设备厂商此前鲜少露面,首次参展便发布了多款新品,吸引了大批参观者、业内同行和潜在客户拥挤在展台。

亮相:SEMICON China 2025国际半导体展

326日下午,SEMICON China 2025国际半导体展在浦东开幕。深圳新凯来工业机器有限公司(以下简称新凯来)首次参展,并发布了5款工艺设备新品,包括外延沉积设备EPI(峨眉山)、原子层沉积设备ALD(阿里山)、物理气相沉积设备PVD(普陀山)、刻蚀设备ETCH(武夷山)、薄膜沉积设备CVD(长白山)。这些领域此前由国际龙头主导,新凯来有意打破固有竞争格局。

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这家由深圳政府产业基金支持的半导体设备制造商成立于2022年,其母公司新凯来技术有限公司则成立于2021年,由深圳市重大产业投资集团全资控股。公司成立之初便在北京、上海、西安等地设立研发中心,并在全球招募顶尖技术人才。该公司核心团队成员多来自荷兰阿斯麦尔、美国应用材料等国际巨头,涵盖光刻、蚀刻、检测等关键领域的资深工程师。

尽管成立时间较短,但他们已展现出强烈的市场进取心,目前客户名单涵盖中芯国际、华虹集团等中国重量级晶圆厂,部份蚀刻设备已在功率半导体产线实现批量应用。

新凯来的目标是打造端到端的半导体制造解决方案,目前已构建起从材料研发、组件制造到系统集成的完整开发链条,尤其在28nm制程上已具备跟国际主流设备商同台竞技的能力。

技术布局:覆盖全产业链的核心装备

新凯来的产品线覆盖半导体制造的四大核心环节——工艺装备与量检测装备,形成从材料沉积、刻蚀、热处理到缺陷检测、量测的完整闭环。其产品矩阵以为命名体系,既体现技术攻坚的雄心,也彰显对工艺精度的追求。

1. 工艺装备:突破国际垄断的关键技术

新凯来的工艺装备涵盖扩散、刻蚀、薄膜沉积三大方向,每个系列均针对先进制程需求设计,部分技术已达到国际领先水平。

扩散装备

EPI(峨眉山)系列:包括峨眉山1号、2号、3号,覆盖锗硅外延、磷硅外延、超晶格叠层外延等工艺。例如,峨眉山1号采用多分区温控与流控系统,实现外延膜层均匀性提升,核心部件自主可控,降低运营成本。其创新小腔室架构与智能调度算法,使设备稳定性与性价比显著优于进口设备。

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RTP(三清山)系列:三清山2号与3号分别针对尖峰退火与均温退火场景。三清山2号通过大行程磁悬浮升降技术与高吸收反射板设计,将热预算降低30%,支持5nm以下制程的超浅源漏尖峰退火。而三清山3号则通过辐射式超低温测温技术,实现-50℃1200℃的宽温区调控,满足先进存储芯片的退火需求。

刻蚀装备
ETCH(武夷山)系列:武夷山1MASTER(介质刻蚀)、3号(硅/金属刻蚀)、5号(高选择比刻蚀)形成互补。武夷山1号采用全对称腔室设计,支持6腔集成,其射频全链路自主可控,可实现原子层刻蚀(ALE),均匀性误差小于1nm。武夷山5号则通过创新匀气方案,将氧化硅与硅的选择比提升至100:1,突破存储芯片高深宽比刻蚀瓶颈。
薄膜沉积
PVD(普陀山)系列:普陀山1号至3号分别针对金属平面膜、中道接触层及后道互连。例如,普陀山3号采用多电磁调控技术,实现铜互连的无空洞填充,支持3D NAND10层以上堆叠。
ALD(阿里山)系列:阿里山1号(介质薄膜)、2号(刻蚀阻挡层)、3号(金属栅极)直指5nm以下制程。阿里山1号通过超高速射频匹配与毫秒级控制系统,将沉积速率提升至每分钟2nm,同时保持原子级均匀性。其Twin腔设计使产能提高40%,打破ASMI等巨头的垄断。
CVD(长白山)系列:长白山1号(介质薄膜)与3号(金属薄膜)覆盖逻辑与存储需求。长白山3号采用零死区混气设计,将钨填充的缺陷率降低至0.1/平方厘米,适用于10nm以下金属栅极工艺。

2. 量检测装备:高精度工艺的火眼金睛

新凯来的量检测装备以光学检测、套刻量测、PX量测及功率检测为核心,填补国产设备在高端量测领域的空白。

光学检测

BFI(岳麓山)与DFI(丹霞山)BFI采用自研深紫外宽谱光源与大NA物镜,可检测5nm以下的桥接、断线等缺陷,检出率高达99.9%DFI则通过三通道暗场收集架构,实现每小时200片的高产率检测,适用于存储芯片的在线监控。

PC(蓬莱山)与MBI(莫干山)PC设备支持无图案晶圆的30nm颗粒检测,而MBI则针对空白掩模,其超高洁净控制技术将检测误报率降至0.01%

光学量测

DBO(天门山)与IBO(天门山)DBO通过多波长融合算法,将套刻误差控制在1.5nm以内,支持EUV光刻的工艺闭环。IBO则结合近红外扩展与自适应算法,覆盖从28nm3nm的全节点量测。

PX量测

AFM(沂蒙山):全自动原子力显微镜可实现亚纳米级粗糙度测量,扫描速度达10mm/s,较传统设备提升5倍。

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XPS/XRD/XRF(赤壁山系列)XPS支持1nm超薄膜成分分析,XRD可解析单晶外延质量,XRF则实现多层金属膜厚的无损检测,三者组合覆盖材料表征全场景

功率检测

RATE-CP/KGD/FT系列:支持碳化硅晶圆、功率Die及模组的电性能检测,电压范围达10kV,电流精度0.1%,满足车规级芯片的严苛要求。

技术突破:直指5nm的国产替代

新凯来的技术实力在SEMICON China 2025展会上得到集中体现。其展出的18类工艺装备与多款量检测设备,覆盖7nm以下先进制程,部分产品性能比肩甚至超越国际同行。

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值得注意的是,新凯来展出了一系列半导体设备,但未展示光刻机。新凯来工艺装备总裁杜立军在展会上公开表示“我们的工艺设备可以使用非光学技术来解决一些光刻问题”引发业内猜测。一些分析认为,这可能是为了保密,更有甚者推测新凯来可能跳过DUV直接研发EUV光刻机,目标直指5nm工艺。

去年3月,彭博社曾报道称,华为与一家名为“新凯来”的半导体设备厂商,为一种技术复杂度低,但能有效制造先进芯片的方法,申请了专利。这种方案在没有极紫外光的支持下,通过多重曝光,尝试生产5nm芯片。

尽管新凯来并未证实,但其设备已形成对光刻环节的间接支持(如套刻量测与缺陷检测),未来若在光刻领域取得突破,将彻底改变全球半导体设备格局。这一猜测基于中国半导体产业近年来对EUV技术的迫切需求,以及国际巨头如ASMLEUV设备的出口限制。

根据SEMI最新报告,2024年中国半导体设备采购额达320亿美元,占全球市场份额的28%,但国产设备渗透率不足15%。新凯来的崛起反映了中国在全球竞争中不断攀升的地位,其设备直指7nm以下先进制程,尤其ALD设备的开发可能打破国际巨头的技术壁垒。

产业影响:重塑全球供应链的中国力量

新凯来的崛起不仅打破国外巨头的技术垄断,更推动中国半导体产业链的自主化进程。其端到端研发体系覆盖材料、零部件、整机三大环节,核心部件自研率超过80%,大幅降低供应链风险。

此外,新凯来与中芯国际、长鑫存储等头部企业合作,加速国产设备验证周期。据公开数据,其2024年新增订单超57亿元,覆盖逻辑、存储、功率半导体等领域。随着5nm设备的逐步量产,新凯来有望在2025年后进入全球TOP5半导体设备供应商行列。

未来展望:从追赶者引领者

新凯来的成功源于对技术趋势的精准把握与高强度研发投入。未来,其发展路径将聚焦三大方向:

1.先进制程攻坚:持续突破3nm以下工艺设备,完善EUV生态链。

2.泛半导体领域拓展:布局碳化硅、氮化镓等第三代半导体设备,抢占新能源市场。

3.全球化布局:通过海外研发中心与并购整合,构建跨国供应链与服务体系。

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正如新凯来工艺装备总裁杜立军所言:芯片工艺的演进需要设备与材料的协同创新,我们将以开放生态推动全产业链升级。” 在国产替代与技术自立的浪潮下,新凯来正以中国速度书写半导体装备的新篇章。

最后

自笔者参加工作以来,石油和半导体一直是中国海关进口大项,以2022年为例,石油进口额为3655.12亿美元,而半导体进口额则达到4155.79亿美元。石油、半导体两项轮番成为深圳海关最大宗进口商品,也促成深圳成为电子硬件之都,成就了许多优秀的科技企业。

2024年以来,中国公布了许多重大科技突破,此次深圳企业新凯来带来的6大类31款半导体设备新品,给市场打了一剂强心针,还为中国半导体产业的自主可控和产业升级提供了重要支撑,具有深远的战略意义。

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