01
基本情況
激光退火設(shè)備指采用高能激光束對晶圓進行自動化退火的專用設(shè)備。退火是一種熱處理過程，在半導(dǎo)體器件生產(chǎn)制造過程中，離子注入工藝會在硅晶圓中形成特定的摻雜（離子注入機 搞定）。而這一過程雜質(zhì)離子會對晶圓中的硅原子造成晶格損傷，導(dǎo)致雜質(zhì)離子不能位于正確的晶格位置而不具備應(yīng)有的電活性，因此需要對晶圓進行加熱處理以修復(fù)晶格并激活雜質(zhì)離子電活性，這種加熱處理工藝即為退火。嗯，沒錯，冰火兩重天。
激光退火設(shè)備，其主要功能是將特定形狀且能量分布均勻的激光束斑投射到半導(dǎo)體晶圓上，由運動臺承載并吸附晶圓進行掃描，使其吸收激光能量并轉(zhuǎn)化為熱能，導(dǎo)致材料局部迅速升溫到高溫，讓雜質(zhì)原子在晶格中擴散并占據(jù)替代位置實現(xiàn)激活。隨后的快速冷卻使得晶格中的原子重新排列，以完成對整片晶圓的退火加工。
激光退火設(shè)備，包括光學(xué)、片臺、傳片、整機框架、電氣、系統(tǒng)等主要模塊，可以細分為毫秒級脈沖激光退火、納秒級脈沖激光退火和高頻調(diào)Q開關(guān)脈沖激光退火等多種。根據(jù)應(yīng)用環(huán)境又可以分為功率激光退火設(shè)備，主要用于功率半導(dǎo)體的生產(chǎn)；和IC前道激光退火設(shè)備，主要用于40nm及以下制程的芯片制造。
02
市場及主要企業(yè)
激光退火設(shè)備市場的發(fā)展主要由下游功率器件市場和先進制程芯片市場推動。有預(yù)測顯示，未來市場將擴大到兩百億左右，功率激光退火機占比超過一半，IC前端激光退火機增速快。
目前，全球前五企業(yè)市場占比8成左右，整體市場集中度較高，高端市場幾乎由國外企業(yè)壟斷。功率激光退火設(shè)備的主要供應(yīng)商有日本住友重工，2001年左右開始，正式開展激光退火裝置開發(fā)。2004年成功導(dǎo)入第一臺裝置，占據(jù)了功率激光退火領(lǐng)域的主要市場份額。上海微電子的IGBT激光退火設(shè)備也有一定的市場應(yīng)用。萊普科技，國內(nèi)集成電路領(lǐng)域激光快速熱處理裝備供應(yīng)商。IC前道激光退火設(shè)備市場主要供應(yīng)商有美國優(yōu)特（Ultratech），在激光退火領(lǐng)域處于行業(yè)領(lǐng)先地位，其在前道激光退火市場占據(jù)了主要的市場份額。應(yīng)用材料（AMAT）。全球最大的半導(dǎo)體設(shè)備和服務(wù)供應(yīng)商之一，在前道激光退火領(lǐng)域處于行業(yè)領(lǐng)先地位。其他方面，華卓精科發(fā)布了國內(nèi)首臺8英寸碳化硅激光退火設(shè)備，并已開展交付臺灣客戶，這也代表國產(chǎn)8英寸碳化硅關(guān)鍵設(shè)備工藝成功實現(xiàn)自主化。聯(lián)峰勵志光電研發(fā)了國內(nèi)首臺芯片激光退火設(shè)備已交付客戶并且運轉(zhuǎn)正常，填補了國內(nèi)芯片激光退火設(shè)備的空白。華工激光全自動晶圓激光退火智能裝備也開始客戶驗證。季華恒一、瑤光半導(dǎo)體，以及大族激光等企業(yè)也都有相關(guān)報道自研并產(chǎn)出交付激光退火設(shè)備。
03
基本情況
1.激光退火的市場一直在擴大，功率器件領(lǐng)域上的應(yīng)用越來越廣，SiC器件的主要退火方案就是激光退火。在IC前道制造領(lǐng)域，激光退火是實現(xiàn)毫秒級快速退火的主流技術(shù)方向之一。
2.中國是全球最大的IGBT市場，進口替代空間比較大，整體而言，國內(nèi)也是先從功率器件激光退火設(shè)備開始突破的。
3.設(shè)備制造突破后，核心部件的自研就成為一個主要的競爭點了。
