01
基本情況
激光退火設備指采用高能激光束對晶圓進行自動化退火的專用設備。退火是一種熱處理過程，在半導體器件生產(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，導致雜質(zhì)離子不能位于正確的晶格位置而不具備應有的電活性，因此需要對晶圓進行加熱處理以修復晶格并激活雜質(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。
激光退火設備，包括光學、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開關脈沖激光退火等多種。根據(jù)應用環(huán)境又可以分為功率激光退火設備，主要用于功率半導體的生產(chǎn)；和IC前道激光退火設備，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。功率激光退火設備的主要供應商有日本住友重工，2001年左右開始，正式開展激光退火裝置開發(fā)。2004年成功導入第一臺裝置，占據(jù)了功率激光退火領域的主要市場份額。上海微電子的IGBT激光退火設備也有一定的市場應用。萊普科技，國內(nèi)集成電路領域激光快速熱處理裝備供應商。IC前道激光退火設備市場主要供應商有美國優(yōu)特（Ultratech），在激光退火領域處于行業(yè)領先地位，其在前道激光退火市場占據(jù)了主要的市場份額。應用材料（AMAT）。全球最大的半導體設備和服務供應商之一，在前道激光退火領域處于行業(yè)領先地位。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英寸碳化硅關鍵設備工藝成功實現(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、瑤光半導體，以及大族激光等企業(yè)也都有相關報道自研并產(chǎn)出交付激光退火設備。
03
基本情況
1.激光退火的市場一直在擴大，功率器件領域上的應用越來越廣，SiC器件的主要退火方案就是激光退火。在IC前道制造領域，激光退火是實現(xiàn)毫秒級快速退火的主流技術方向之一。
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備開始突破的。
3.設備制造突破后，核心部件的自研就成為一個主要的競爭點了。
