广告

佳能光刻机现在是什么水平?探访进博会上的光学大厂

进博会的装备技术展区,几家光学大厂成为一道格外靓丽的风景线,不仅是ASML这种光刻机制造商,还有在供应链层级上涉足更上游的佳能、尼康。

我们还特别拍了个“光学大厂”的图集,汇聚了包括ASML、佳能、蔡司、尼康等参展企业——虽然这些企业如果单就电子行业来看,涉足的层级和业务都有区别。9xHesmc

9xHesmc

像佳能这种公司的业务线相对庞杂,而且很多产品都还很知名,比如说相机、摄影镜头、打印机这些消费电子产品。实际上,和芯片与显示面板制造相关的光刻机、FPD曝光机、OLED蒸镀机等一众光学设备产品,这次并未出现在佳能的展台上,毕竟那都是大件。佳能就这些技术展示了一些下游合作伙伴的产品,比如说折叠屏手机、OLED显示屏等。9xHesmc

不过有幸我们这次采访到了佳能光学设备(上海)有限公司董事长兼总经理牧野晶先生,聊了聊佳能的这块业务,及佳能眼中半导体与显示市场的未来。我们将这次采访分作5个大的问题做个总结:9xHesmc

1.目前佳能公司的光学设备业务规模多大?

佳能公司的业务虽然很多,不过从财报依然能够相对便捷地梳理出来。从佳能2021财年(截至2021年12月31日)年报来看,这家公司全年净销售额(net sales)3.5134万亿日元(约合305.51亿美元),同比增长11.2%;营业利润(operating profit)2819.18亿日元(约合24.51亿美元)——同比增幅达到了155.0%,还是相当契合去年行业的牛市。9xHesmc

这家公司的业务,从大方向可以分成打印(printing group)、影像(imaging group)、医疗(medical group)、工业与其他(industrial and others group)。佳能在消费电子市场最知名的,应该就是打印机和成像设备了——后者包括单反、无反相机、摄影镜头、网络摄像头、多媒体投影机等。9xHesmc

而我们最为关心的光刻机、蒸镀机这类设备属于其中的“工业与其他”。从2021年的营收情况来看,佳能的这项业务占到整个佳能公司营收的大约15.5%。该业务具体的产品包括了半导体光刻机、FPD曝光机、OLED显示制造设备、真空薄膜沉积设备、die键合机等。其实佳能这家公司超过一半的营收都来自打印业务;成像业务的营收份额在18.6%。9xHesmc

2021年报中,佳能提到存储与逻辑芯片制造商,对于半导体光刻设备的需求很旺盛;当时FPD显示曝光设备需求也相当强劲——毕竟2021年主要还是沉浸在LCD面板的疯狂涨价潮中,即便从Q4显示行业已经开始面临周期性衰退——而且衰退速度还非常之快,前不久国际电子商情就有过详细报道9xHesmc

9xHesmc

至少在2021年,佳能的业务线是全线看涨的。其中工业与其他板块的营收5457.42亿日元,同比增长18.2%。基于泛半导体产业的供应链比较长,即便当前整个电子产业大趋势出现衰退,上游的设备供应商业绩仍然非常好。即便看佳能2022 Q3季报,这个业务板块当季仍然有18.5%的增长。9xHesmc

如果从全球区域市场来看,佳能最大的市场在美洲,其次是欧洲、亚太地区,以及日本本国市场——这种营收分布在过去这些年还是相对稳定的。只不过这是整个佳能公司的情况,其工业与其他板块的销售情况就不得而知了。牧野晶在接受采访时说从2020年开始,中国(包含中国台湾)就已经是佳能显示制造设备最大的市场,“相对来说,我们FPD面板制造行业都集中在亚洲地区。在亚洲,中国所占份额和比重是最高的,不管是曝光机还是蒸镀机。”牧野晶说。9xHesmc

基于此前LCD面板涨价潮,实际上去年曾有过一段时间,京东方的面板营收超过了Samsung Display。加上主要的LCD面板制造商都在大陆和台湾,这种情况也比较容易预期。9xHesmc

2.佳能现在的光刻机是什么水平?

我们也询问了,用佳能光刻机以后,foundry厂所能达成的最高工艺水平。牧野晶告诉我们佳能的KrF光源设备,波长248nm,“对应到最小极限线宽是90nm”。不过佳能还有一些应用新技术、更精密的设备,后文会有提及。9xHesmc

就应用于半导体制造方向,佳能在今年进博会上介绍的,是自家的i-line和KrF光刻机——面向各种类型的芯片,而且不仅是狭义的芯片制造,也包括一些现代化的封装技术。比如FPA-5520iV半导体i-line步进式光刻机也做晶圆级封装——主要针对一些多die封装过程中,比如SiP封装的substrate里面走线的RDL层;3D封装中我们经常听到的TSV硅通孔。这些部分也需要微米、亚微米级别的线宽,自然就需要光刻机参与。9xHesmc

还有像是FPA-3030i5a面向的是8英寸及以下尺寸晶圆的光刻机,当代碳化硅、氮化镓器件制造需要用到;以及FPA-3030EX6这种KrF光刻机,支持模拟芯片制造;FPA-6300ES6a则更多用于大规模生产DRAM、闪存等存储设备(也支持各类传感器、微处理器制造)。9xHesmc

9xHesmc

牧野晶说光刻机的应用远不仅限在数字芯片制造的尖端工艺上。“像碳化硅这种化合物基板,就和主流硅基晶圆不同。材质上有差异,对于光刻机的要求也就不一样。在这个领域,我们就有很多解决方案。”“还有在半导体制造后端的先进封装,这部分对光刻机的需求也很高,我们在这方面就有很多的应用。”牧野晶说,“more than Moore还有很多广泛的应用。在这些领域内,佳能会更新产品线,满足客户需求,相信我们的市场会越来越大。”9xHesmc

其实从佳能提供的这些光刻机种类,也很容易理解,佳能光刻机业务的营收潜力巨大;尤其是在节能、减碳的大趋势下——这对半导体整个产业而言都是营收增长点,尤其一些功率器件。9xHesmc

相关半导体光刻机的部分,这次佳能于进博会期间介绍的技术和产品,有两点是我们认为格外值得一提的。9xHesmc

首先是近期佳能在推一个叫Lithography Plus的半导体光刻机解决方案平台。佳能在介绍中说是基于技术积淀、海量制造数据,“在提升设备维护运转率的同时,能够实现半导体制造工艺的优化,通过技术与数据优势,提升光刻机的生产效率”。9xHesmc

听起来颇有点“计算光刻”的意思,虽然不清楚有没有应用AI之类的技术。牧野晶说,这一平台的功能很多,像是“针对工厂复数台设备,比如8台、10台,可以做设备统一管理。”“简单总结:按照目的来分类,一个目的是提高生产性能,另一个目的是提高良率;从生产线角度,则做到一是让设备不要有故障,另一个是即使发生故障也能让设备很快恢复,最终做到让设备维持运作的状态时间越来越长。”9xHesmc

缩减客户停机时间或尽可能不停机,似乎是各类设备制造商一直以来的目标,尤其是此类精密设备。而在提升良率的部分,“光刻机的菜单里面有很多参数,有些参数需要做精细调整。”牧野晶说,“把参数调好,才能发挥设备100%的效力。当然这也不光是设备的问题,还和材料和其他周边相关。”而Lithography Plus的存在就是解决这些问题的,基于过往经验和大量数据的汇总,“我们会给客户提供推荐,通过这个平台告诉客户做这样的产品、可能这样设定比较好,能节省客户很多的时间。”9xHesmc

另外值得一提的是,佳能在做一种“纳米压印”光刻技术——达成光刻的方法和“光学曝光完全不一样”,“类似于盖章,没有复杂的光学元器件”,不是通过图案mask(掩模板)后微缩曝光,而是一种“等比例”的技术,“reticle上面是多少纳米,压在晶圆上面就是多少纳米”;同时,“纳米压印的图案每一层都一次压印成形,不像传统光刻会用到SADP/SAQP(多重曝光)等复杂工艺”。9xHesmc

其特点在于制造成本更低,而且耗电量也远低于EUV光刻机。虽然我们不清楚这种等比例的光刻,掩模板究竟要怎么做;而且其原理决定不能进行多重曝光,又如何达成更小的pitch;不过牧野晶说,当前这类设备还没有到量产阶段,但“我们相信如果这个设备能够成功量产的话,将具有革新意义,压倒性地降低逻辑电路生产成本”。9xHesmc

“这个设备目前还在做量产评价,目前十几纳米已经成功实现。”“我们相信将来是能够做到的。”9xHesmc

3.面对半导体光刻机供不应求的市场现状,佳能是怎么做的?

“无法按照客户希望的交期来供货,这是事实。”牧野晶说,“原因之一当然和产能有关。另一个原因是光刻机生产需要很多零部件。目前这些零部件的供给也存在问题。”9xHesmc

“我们造光刻机,生产能力和零部件有关;同时也和我们自己有关,比如制造场所、员工数量够不够等。”9xHesmc

“不过前一阵日本那边也有新闻报道,我们的半导体光刻机工厂有扩产计划。”这应该是10月份的一则消息,当时佳能宣布要投资超过500亿日元在日本新建一座半导体设备工厂,目标是将半导体设备产能提升一倍。据说这是佳能21年来首次扩大光刻机生产线。9xHesmc

“计划是在2025年投产。关于光刻机部品、零部件相关的问题,我们在和供货商沟通交流,希望能够加快供货的速度。”牧野晶表示,“同时我们还在想办法,实现部品零部件供应商的多样化,以前只有一两家供货的,现在去找第三家、第四家。”9xHesmc

4.作为FPD曝光机和OLED蒸镀机供应商,佳能如何看待显示行业寒冬?

相较于半导体光刻机,显示面板设备其实更能算作佳能主场。尤其OLED蒸镀机——从市场份额来看,应当还没有敌手;而曝光机市场,则基本与尼康长期保持对半分。进博会期间,佳能也介绍了几款面向8代和6代基板的FPD曝光机,以及来自Canon Tokki的OLED真空蒸镀机的相关产业设备应用。9xHesmc

显示面板的上游制造设备市场和半导体制造还是不大一样的,比如说佳能虽然和尼康对半切分FPD曝光机市场,但两家的技术路线也大相径庭。牧野晶说佳能的FPD曝光设备目前用的是MPA(Mirror Projection)方式,“是反射式的等倍投影”;技术特点在于“不会有拼接曝光产生的显像不良影响,能够实现大规模生产效率”;“一次性曝光的高生产性和高品质的显示性能,是佳能的优点”。9xHesmc

而在OLED蒸镀机方面,牧野晶介绍说其核心技术特点在于“蒸镀技术是高真空环境下实现的。因此在真空环境下,Tokki蒸镀机所拥有的长时间生产稳定性、高精度对位性能、高精度真空搬送性能和蒸镀性能,都是Canon Tokki的核心技术所在”。9xHesmc

9xHesmc

对于显示行业正面临周期性下滑的问题,“我个人对于这个市场的观点是,因为显示面板市场需求是周期性的,一个新产品出来以后,到市场达到饱和,然后下行,这是周期性规律——这么多年来显示行业都是这样规律波动的。”牧野晶说,“我们对这个市场未来状况仍保持乐观态度。”9xHesmc

“因为显示产品本身的特性,是随着新产品出现带来新的需求。比如以前电视主流尺寸是32寸、40寸,然后出现了65寸、75寸的电视机,尺寸变大带来新的需求。OLED电视也已经开始进入人们视野;还包括新形态的手机,采用折叠屏、卷曲屏,也带来了更多新的市场需求。”牧野晶谈到,“这其中,我们特别看好OLED面板的应用,我相信它能引领未来新显示器件的变革。”9xHesmc

“OLED越做越薄,可以做柔性的、可挠的或者透明的。未来应用场景会有大的突破。”“还有像是车载市场的需求”,“OLED特性带来新产品形态,我们认为是很值得被期待的。而且我们从合作伙伴和客户的布局来看,他们的生产稼动率也呈现出成长态势。”9xHesmc

5.对中国未来的市场怎么看?

“我在中国负责光刻机业务已经17、18年了。在这个过程里,也和中国市场、中国客户之间形成了非常良好的合作伙伴关系。”牧野晶说,“这其中佳能的客户有中国企业,也有在中国市场的韩国、欧美企业。”9xHesmc

看中国未来5年的市场,就行业本身,“我觉得不管是半导体还是显示相关的,我都坚信这个市场的成长是切实、肯定的。”“显示面板市场暂时在下滑、半导体市场应用方向之一的智能手机销量也有些低迷,但这都只是和去年非常好的市场表现做对比。整体上来看,我觉得成长趋势是不会变的。”9xHesmc

9xHesmc

“半导体市场里,普通消费者了解CPU、存储产品比较多。但半导体应用其实是非常广泛的,比如电源管理、各种传感器、通信等。这些都是潜在增长点。”如本文第一部分所述,这些也都是佳能光刻机当前覆盖的下游市场。9xHesmc

而“从中国国家的潜能角度来看,中国人口众多,是非常大的市场。现在中国经济也在发展阶段,大家都有能力消费中高端产品了。”牧野晶总结说,“对我们来说,我们的认知是这个市场会一直往上增长。而现在的市场,只是在增长过程中的一些调整而已。”9xHesmc

责编:Elaine
本文为国际电子商情原创文章,未经授权禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
黄烨锋
欧阳洋葱,编辑、上海记者,专注成像、移动与半导体,热爱理论技术研究。
  • 微信扫一扫,一键转发

  • 关注“国际电子商情” 微信公众号

近期热点

广告
广告

EE直播间

更多>>

在线研讨会

更多>>