半导体射频电源市场现状分析

射颖(radio frequency, rf) 无线电波是一种可以辐射到空间的高频交变电磁波。集成电路设备中所使用的射频电源的频率范围300khz~300mhz。射频电源是等离子体发生器的配套电源,主要用于在低压或常压气氛中产生等离子体,在集成电路制造工艺中被广泛应用于射频溅射、pecvd、等离子体刻蚀及其他工艺领域。
由于不同气体的等离子体具有不同的化学性能,因而常被应用于不同的工艺设备。例如,氧气的等离子体具有很高的氧化性。可与光刻胶发生氧化反应生成气体。从而达到清洗的效果,因此常用于半导体设备中的去胶机;腐蚀性气体的等离子体具有很好的各向异性,十分符合刻蚀工艺的需求,因而常应用于等离子刻蚀机。
常用的射频电源的输出频率有2mhz、13. 56mhz、27. 12mhz、40. 68mhz、60mh等,射频功率为数瓦至数千瓦。图8-245所示为目前较为先进的开关型固态射频电源原理示意图。其特点是,通过高频(100khz) 开关整流电路的集成应用,省去了笨重且体积庞大的工频变压器,并为射频驱动回路提供驱动电力;与传统的线性射频电源相比,具有低电力损耗、低存储能量、系统体积小型化的特点,因而非常适用于半导体薄膜设备及工业镀膜设备的等离子真空工艺。
目前我国先进的等离子体设备使用的射频电源,与国外同类电源相比还存在一定差距,要超赶上国际水平,还需要做很多工作:
1)目前我国的射频电源采用大多是电子管或电子管、晶体管混合电路,体积较大,限制了它的应用。并且使用的晶体管大多为国外进口,因此,需要研制我国自主核心的晶体管,研制新技术、新元器件,使射频电源小型化2)目前我国使用的还是阻抗手动匹配器,容易受环境因素的影响,而国外已开始使用阻抗自动匹配器,在工业自动化领域发挥着重要的作用,因此,高精度、高速度的阻抗自动匹配器是未来发展的必然趋势。3)与国外射频电源相比,我国射频电源种类较为单一,今后还应该进行宽频带电源、微波电源、高功率射频电源等不同类型射频电源的研制。根据qyr(恒州博智)的统计及预测,2022年全球半导体射频电源市场销售额达到了7.26亿美元,预计2029年将达到14.57亿美元,年复合增长率(cagr)为11.18%(2023-2029)。地区层面来看,中国市场(含台湾地区)在过去几年变化较快,2022年市场规模为96.6百万美元,约占全球的13.31%,预计2029年将达到188.52百万美元,届时全球占比为12.94%。
生产端来看,北美和日本是两个重要的生产地区,2022年分别占有36.04%和23.17%的市场份额,预计未来几年,中国地区将保持最快增速,预计2029年份额将达到11.71%。从产品产品类型方面来看,13.56mhz占有重要地位,预计2029年份额将达到32.1%,其次是27.12mhz类型。同时就应用来看,蚀刻在2022年份额大约是36.56%,未来几年cagr大约为11.09%。从生产商来说,全球范围内,半导体射频电源核心厂商主要包括万机仪器、美国优仪(ae)、日本大阪变压器株式会社、xp power和通快等。2022年,全球第一梯队厂商主要有万机仪器、美国优仪(ae)、日本大阪变压器株式会社,第一梯队占有大约52.95%的市场份额;第二梯队厂商有通快、康姆艾德、京三制作所、北广科技、爱发科、日本电子株式会社、adtec plasma technology、new power plasma等,共占有33.99%份额。


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