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日本半导体在这个领域的实力不容忽视

日前,我们发表了一篇题为《TOP 15半导体设备厂商排名出炉,日本企业占了半壁江山》的文章。在文章中我们可以看到,日本半导体设备巨头在全球有极高的影响力。

为此,我们在这里盘点一下,日本在半导体设备领域的那些企业。在笔者看来,这在未来很多年将会是日本半导体的核心竞争力所在。

东京电子

东京电子,简称TEL,是Tokyo Electron Limited的简称,是日本最大的半导体制造设备提供商,也是世界第三大半导体制造设备提供商。主要从事半导体制造设备和平板显示器制造设备的研发和生产,全球拥有1.1万名员工

财报显示,根据东京电子2018年4月25日发布的财报(2017年4月1日到2018年3月31日),东京电子的营收总额、营业利润、净利润均创历史最高水平,是日本半导体领域当之无愧的赚钱明星。

其中营收额11307亿日元(约合680亿人民币),比2016财年增长41.4%;营业利润2811亿日元(约合170亿人民币),比2016财年增长80.6%。营业利润率高达24.9%;净利率2043亿日元(约合120亿人民币),比2016财年增长77.4%。

东京电子的产品几乎覆盖了半导体制造流程中的所有工序。其主要产品包括:涂布/显像设备、热处理成膜设备、干法刻蚀设备、CVD、湿法清洗设备及测试设备。其中东京电子的涂布设备在全球占有率达到87%。另外,FPD制造设备中,蚀刻机设备占有率达到71%。其他设备的占有率也有相当的份额。

东京电子的前身东京电子研究所由久保德雄和小高敏夫成立于1963年,注册资本500万日元,员工6人。主要从事汽车收音机的出口和半导体制造设备的进口。1965年,东京电子成为Fairchild Semiconductor的日本代理商。1968年,东京电子与Thermco Products Corp.合并,成为日本第一家半导体制造设备厂商。

进入1980年代,日本半导体产业日益兴隆。东京电子进一步积极推动半导体制造设备的国产化。这期间,东京电子和美国公司通过合资公司的形式,从美国引进先进的技术,并与自身的制造技术融为一体。这样,东京电子逐渐扩大国产化的比例,成为可以生产最尖端半导体制造设备的厂商。1989年,东京电子的半导体制造设备营收额位居全球第一(VLSI Research公司数据),并连续三年蝉联冠军,至1991年。这期间,开始拓展海外据点,为海外用户提供本地化服务,在全球奠定了在半导体制造设备领域的领先地位。

爱德万测试

爱德万(Advantest)成立于1954 年,总部位于日本东京市,1972 年爱德万正式跨足半导体测试领域,经过40 多年的发展,公司已经成为世界上后道检测设备领先企业。公司一直致力于集成电路测试技术的开发,拥有种类完善的半导体后道测试台和分选机,公司的主要客户有Intel、三星电子、AMD、德州仪器、安靠、日月光、台星科、长电科技、力成、西部数据、通富微电等企业。

在储存器测试台细分市场领域,爱德万以40%的市占率长期位居全球首位,2011 年爱德万成功收购惠瑞捷(Verigy)进军SoC 测试,并一度成为全球最大的测试台设备厂商,目前仅次于泰瑞达位居第二。此外公司分选机的性能已经达到了业界的先进水平,其中存储芯片分选机的并行测试容量为768,非存储类芯片分选机可同时测量32枚芯片。公司既有能满足高端产品测试需求的解决方案,也兼顾工程研发初期或小规模量产验证的测试设备。

2017 财年公司业绩创新高。受下游存储器、车用半导体、面板企业投资方向调整影响,公司存储器、非存储器业务均出现增长,公司2017 财年业绩创下自2006 年以来的历史新高,其中营业收入大幅增长到19.50 亿美元,同比增长39.70%,进一步缩小了与泰瑞达之间的营收差距;(立鼎产业研究网)公司接收订单共计23.32 亿美元,同比增加50.50%。

公司常年呈现出强劲的盈利能力。凭借着行业的技术壁垒以及在SoC 测试台、分选机上的垄断地位,公司将毛利率基本维持在50%以上的水平。报告期间,公司实现毛利率51.44%,而且受益于公司经营效率的提升,2017 财年营业净利润达到1.70 亿美元,同比增长27.5%。

公司司于1971 年进入半导体市场,仅用时5 年,便于1976 年开发出世界首台DRAM 测试设备T310/31,在全球市场获得巨大的成功。

随着1980年T-3331 推向市场,公司形成一套测试速度完备的存储器测试机系列产品。多年的技术沉淀使得公司具备惊人的研发能力。

上世纪90 年代,公司在新存储器问世2-3 年内便可迅速推出相应种类的测试设备。而在2000 年后,公司已经可以在当年内就开发出相应的测试台。

目前,公司在存储器测试设备市场拥有50%以上的市场份额。

2003年公司另辟蹊径地推出了全球第一款基于开放式架构的T2000测试系统,该系统以单体测试模块为基础,通过配置不同的测试模块使得用户具有测试不同功能芯片的能力。T2000拥有丰富多样、功能强大的测试模块,除了对SoC进行测试外,还可以实现数字测试、电源测试、模拟测试、功率器件测试等功能。用户可以根据特定的测试需求来组合不同的测试模块,实现更加复杂的测试方案,因此产品一经上市便受到了广泛的关注。

而在推出业界第一款基于开放式架构测试台、收购测试设备先进厂商惠瑞捷之后,爱德万强势进军SoC市场。他们是继泰瑞达、惠瑞捷之后第三个进入SoC市场的参与者。

爱德万并购惠瑞捷后实现强强结合,使得公司在SoC测试设备领域的市场份额实现了巨大的提升。V93000平台是惠瑞捷于1999年推出的针对SoC产品的测试系统,是当时行业内最为畅销的SoC测试系统之一。爱德万于2011年完成收购惠瑞捷后,结合自身技术积累在原平台的基础上推出了V93000 Smart Scale测试台,它提供了从入门级的消费类芯片到最复杂的高度集成SoC芯片测试所需要的全套功能,实现了低成本与高性能的完美结合。

SCREEN(迪恩士)

DAINIPPON SCREEN是日本半导体设备和LCD 生产设备厂。公司设备制造包括半导体、LCD、印刷电路板制程设备,客户遍及日本、韩国和台湾。另外还提供图像处理设备,如CTP版(打印输出设备)、数字印刷、印刷制版设备及其他字体及维修保养服务。2015年1月,公司更名为SCREEN Holdings Co.,Ltd。

迪恩仕总部位于日本。从印前、印刷及相关设备到电子产业,迪恩士已在各个领域扩大了其业务范围。 在“发展思路”的公司的原则指导下,以核心图像处理技术为杠杆,不断努力开创着新的业务和产品。

迪恩仕现在正在发展和生产印刷领域及世界领先的高科技领域的印刷技术数字化设备,如电子领域的半导体制造设备,FPDs (平板显示器)和印刷电路板。

迪恩仕科技提供各领域之半导体晶圆设备,包含洗净、蚀刻、显影/涂布等制程用途,其中洗净设备于半导体业界具有极高之市占率,同时随着半导体制程技术进步不断推陈出新设备产品。

据国泰君安的统计,在主要的三种清洗设备市场中,迪恩士都是当之无愧的龙头。 在单晶圆清洗设备市场,迪恩士市场占有率高达54.9%;自动清洗台由于技术门槛相对较低,市场参与者较多,但是迪恩士市场占有率仍达到了50%以上;而在洗刷机市场迪恩士也有着60%-70%的市场占有率,可以说迪恩士是清洗设备市场中当之无愧的龙头。

KOKUSAI ELECTRIC(日立国际电气)

KOKUSAI ELECTRIC的前身是日立国际电气,日立国际电气是2000年10月由3家公司合并而成:国际电气,从事无线通信设备与半导体制作,1949年设立;日立电子:从事无线通信设备与映像设备制作,1948年设立;八木天线(Yagi Antenna),由发明八木天线的八木秀次博士于1952年成立,拥有天线专利。

公司合并后以原本的国际电气为主,改名日立国际电气,其他各厂与海内外分公司,则逐一改组为日立国际电气相关分公司。其本业是广电设备,但近年盈利重心集中到了半导体制造设备上,其在氧化膜生成用晶圆热处理设备市场中领先,也是PECVD的小厂家。

在2017年,美国私募股权巨头KKR集团1宣布对其收购。按照计划,KKR将分拆日立国际电气的芯片制造设备部门,保留完整持股,之后再把剩余业务的40%卖给日立制作所以及投资基金Japan Industrial Partners Inc;剩余业务包括通讯及影像设备部门。

那就意味着以半导体制造设备为核心的薄膜制程解决方案(Thin-Film Process Solutions)事业,将为KKR持有;涵盖影音安全、IoT无线通讯设备等方面业务的影音与通讯解决方案(Video and Communication Solutions),由KKR、日立制作所和私募基金JIP(Japan Industrial Partners)以60-20-20股份比率分别持有。

Hitachi High-Tech(日立先端科技)

日立全球先端科技为全球半导体设备大厂。主要产品包括半导体设备、电子显微镜、液晶面板相关设备,FPD设备包括包括Array、Cell、Module、彩色滤光片之制程设备,包含玻璃基板表面检查设备、曝光机、湿制程设备..等及医疗分析设备。官网显示,Hitachi High-Tech为半导体领域提供过程设备,计量和检测设备,其核心产品包括我们全球最畅销的CD测量SEM和等离子蚀刻系统,可实现高精度超细加工。

2016年,该公司营收年增率仅次于Screen Semiconductor。营收年增率为24.3%,营收为9.80亿美元。

Daifuku(大福集团)

资料显示,大福集团创于 1937 年,最早生产气锤、锻压加工机,随着日本经济的复兴与发展,开始涉足物料运输及管理物流。

到上世纪50 年代中期,大福进入物流设备制造领域 , 生产制造自动生产线等。从 60 年代起开始生产立体自动仓库和自动化无人搬送车。1961 年,随着大福股票上市 , 公司由此步入了快速发展的时代。

发展至今,大福主要业务有六项 :包括制造业及流通产业,半导体及液晶制造业,汽车制造业,机场专用系统,洗车机及相关产品,电子产品。公司始终致力于物料搬运技术与设备的研究、开发,将仓储、搬运、分拣和管理等多种技术综合为最佳、最理想的物料搬运系统,提供给了全世界各行各业的广大用户。

大福的洁净室存储、搬运系统被广泛应用于半导体、液晶等平板显示器制造行业。公司运用高端技术实现洁净室内的无尘搬运、降低了搬运过程中产生的振动。近年来,公司利用氮气净化、空气悬浮传送等独有的搬运技术,满足半导体的细微化及液晶显示器的精细化加工要求,为高新数字产品生产的物流合理化做出了巨大贡献。大福为半导体企业提供各种系统解决方案,为半导体生产线提供高度可靠的存储、输送系统,确保每年 365 天每天 24 小时连续运转,为半导体微细加工的进一步发展提供氮气净化存储系统,并提供最大限度地提高生产设备运转率的物流系统等。

面向半导体领域,大福(集团)公司为企业提供各种系统解决方案。例如:为半导体生产线提供高度可靠的存储、输送系统,确保365天×24小时连续运转;为半导体微细加工的进一步发展提供氮气净化存储系统;还提供最大限度地提高生产设备运转率的物流系统等。

面向液晶领域,随着液晶显示屏的大型化以及平板电脑、智能手机等终端电子设备需求的不断增加,半导体、液晶企业为适应市场需求、满足高画质要求,不断地提高工厂的生产力,强化高精细加工。针对上述需求,大福(集团)公司依托先进的自动化物料搬运系统(AMHS)为液晶行业高端工厂的生产加工提供强有力的支持。

佳能

根据麦姆斯咨询的报道,佳能成立于1937年,原名为精机光学工业株式会社(Precision Optical Industry, Co., Ltd),1947年更名为佳能照相机株式会社(Canon Camera Co. Inc.),1969年更名为佳能公司(Canon Inc.)。依托佳能在相机镜头设计和制造的精密光学技术,最初面向市场的是35mm焦平面快门相机。如今,佳能现已成长为在全球拥有376家分公司、超过197000名员工的大型企业。

1984年,佳能推出首款步进式光刻机(stepper),并不断利用佳能专有技术来更新和改进我们的光刻平台。在超越摩尔领域,佳能已经开发了新的光刻设备和功能,适用于透明晶圆、不同尺寸的晶圆、翘曲(warped)晶圆的处理和晶圆背面的红外线对准。

2011年,佳能推出第一款用于后道的步进式光刻机FPA-5510iV,宣告进入先进封装领域的光刻市场。I线步进式光刻机FPA-5510iV在生产率方面非常具有优势,已被倒装芯片封装工艺广泛采用。

2016年,佳能推出更高分辨率和高套刻精度步进式光刻机FPA-5520iV,能满足扇出型晶圆级封装(FOWLP)工艺的严格要求,FPA-5520iV目前已投入FOWLP量产、下一代精细重布线层(fine-RDL)和FOWLP研发。

最近,佳能还开发了新款原子扩散键合设备,该设备将佳能的子公司Canon ANELVA的薄膜沉积和超高真空技术集成到同一系统,能够在室温和低压的条件下实现任何镜面抛光表面的永久键合。这是一种非常通用的技术,几乎可以完成任何两种不同材料的键合。

据介绍,佳能的FEOL(生产线前道工序)产品阵容强大,包括深紫外光(DUV)扫描式光刻机FPA-6300ES6a和I线步进式光刻机FPA-5550iZ2,得益于其高生产率和低成本的优势而受到存储器制造厂商的青睐。

我们最新的光刻系统FPA-1200NZ2C是一套利用纳米压印光刻技术提供超精细图案化和整体工艺成本低的创新设备。

佳能还专为超越摩尔应用开发设计了一系列系统,包括可用于4寸、6寸和8寸晶圆加工的步进式光刻机FPA-3030EX6和FPA-3030i5+,用于高端图像传感器制造的I线步进式光刻机FPA-5510iX和宽场DUV扫描式光刻机FPA-6300ESW,用于先进封装领域的步进式光刻机FPA-5520iV。

按照佳能的说法,他们的关键优势之一是产品覆盖半导体前道市场和半导体后道市场,产品组合广泛。为了满足组合市场的需求,佳能在全球布局了强大的服务网络,为终端客户提供快速和高质量的支持。

另一优势是佳能在前道技术开发过程中积累了宝贵的经验,在开发后道产品时可借鉴早期平台研发的经验,并利用经过验证的专有光学制造技术,不断改进光刻系统的性能。

佳能将前期积累的专业技术运用到设计和制造中,从而为超越摩尔应用提供稳定的成像性能、高可靠性、高生产率和最低的最终成本。

佳能方面指出,财务实力和工程组织确保佳能参与半导体市场的各个领域。佳能具备不断升级和开发新功能的技术专长和资源,为不同市场提供满足具体要求的光刻系统。

Lasertec

在经历了二十多年的研发之后,芯片制造商在一项能够大幅度提升硅片上晶体管密度的技术上压下了重注,那就是EUV光刻。他们能够取得成功,日本东京郊区的一家名为Lasertec小公司功不可没。

Lasertec是世界上为数不多的做光罩缺陷检验的公司。我们知道,在芯片生产过程中,光罩必须是完美的,如果出现任何差错,即使是微小的差错,最终都会导致芯片无法使用,而Lasertec就是为光罩质量保驾护航的。

过去几十年,在摩尔定律的推动下,芯片制程已经推进到了7nm,这就使得传统的DUV光刻无法再继续按照这个规律演进,产业界经过多年的探索,就将目光投向了EUV。但作为一项难道极大的技术,产业链在各个环节上面临挑战。而Lasertec就是为了突破这些困难而生的。

据彭博社报道,在2017年,总部位于日本横滨的Lasertec解决了EUV光刻的最后一大难题。他们制造出了能够检测EUV光罩基板内部缺陷的机器,并成为这个行业的垄断者,这也帮助他们的股票在过去两年内暴涨三倍。

Lasertec总裁Osamu Okabayashi告诉记者,Lasertec 已经收到了40亿日元(3600万美元)的EUV光罩母版检测机器订单。他指出,该公司可能会在今年夏天看到额外的销售额,这主要取决于三星电子公司和TSMC大规模生产的速度。周二,Lasertec在东京收盘上涨5.2%,这也是自本月初以来的最大涨幅。

“我们花了六年时间开发这种设备,”Okabayashi在接受采访时说。“此时它已成为行业标准,其他人很难进入这个领域。”

EUV掩模由大约80个交替放置的硅和钼(molybdenum)层组成,售价可以高达100,000美元的价格。目前全球只有Hoya Corp.和AGC Inc.两家公司(均在日本)制造光罩母版(blank)。Lasertec的机器可以在早期帮助发现问题,这对于提高技术成本具有竞争力至关重要。“对于EUV,光罩必须是完美的,”Okabayashi强调。

EUV光刻是如此复杂和昂贵,这就导致到目前为止,只有三星和台积电表示他们将使用它转向7纳米芯片制造。英特尔公司则推迟了其推出,Globalfoundries Inc.则完全放弃了先进制程工艺的研发。

三星表示,此举可让芯片面积有效率提高40%,性能提升20%,功耗降低一半。Apple的7纳米处理器由台积电制造,专门用于机器学习应用。在过去的几个月里,高通公司和华为技术公司各自推出了一款7纳米芯片,为5G设备赋能。

以前,芯片需求完全取决于个人电脑的产品周期,”Okabayashi说。“但随后出现了智能手机,很快我们就可以将AI,IOT和5G添加到推动半导体需求的应用列表中去。”

新订单的影响需要一段时间才能显示收益,因为EUV光罩基板测试人员需要大约两年时间才能建立。Lasertec预测截至6月30日的销售额将增长32%至280亿日元,而营业收入将增长14%。根据分析师的估计,下一财年的收入可能会增长约50%,利润可能会翻倍。

其实除了设备以外,日本在半导体材料方面的实力也是领先全球的。从笔者的角度来看,我们应该跳出固有的集成电路实力评价思维,重新评估一下日本的半导体实力。

· 2019-03-24 20:33  本新闻来源自:半导体行业观察,版权归原创方所有

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