2020年离子注入机行业现状分析及市场规模预测
离子注入机是高压小型加速器中的一种，是由离子源得到所需要的离子，经过加速得到几百千电子伏能量的离子束流，用做半导体材料、大规模集成电路和器件的离子注入，还能用于太阳能电池等的制造。离子注入机也是集成电路制造前工序中的关键设备，半导体为改变载流子浓度和导电类型需要对半导体表面附近区域进行掺杂，而离子注入与常规热掺杂工艺相比可对注入剂量、注入角度、注入深度、横向扩散等方面进行精确的控制，使得离子注入在半导体制造中被广泛应用。
离子注入机由离子源、离子引入和质量分析器、加速管、扫描系统和工艺腔组成，可以根据实际需要省去次要部位。离子源是离子注入机的主要部位，作用是把需要注入的元素气态粒子电离成离子，决定要注入离子的种类和束流强度。离子源直流放电或高频放电产生的电子作为轰击粒子，当外来电子的能量高于原子的电离电位时，通过碰撞使元素发生电离。碰撞后除了原始电子外，还出现正电子和二次电子。正离子进入质量分析器选出需要的离子，再经过加速器获得较高能量，由四级透镜聚焦后进入靶室，进行离子注入。离子注入机主要用于掺杂工艺。目前从掺杂工艺技术上有2种方法：一是高温热扩散法，即将掺杂气体导入放有硅片的高温炉，将杂质扩散到硅片内的一种方法；二是离子注入法，通过离子注入机的加速和引导，将要掺杂的离子以离子束形式入射到材料中去，离子束与材料中的原子或分子发生一系列理化反应，入射离子逐渐损失能量，并引起材料表面成分、结构和性能发生变化，最后停留在材料中，从而优化材料表面性能，或使材料获得某些新的性能。离子注入机是集成电路制造前工序中的关键设备，离子注入的目的是改变导体的载流子浓度和导电类型。与常规热掺杂工艺相比，离子注入可对注入剂量、注入角度、注入深度、横向扩散等方面进行精确的控制，提高了电路的集成度、开启速度、成品率和寿命，降低了成本和功耗。离子注入机广泛用于掺杂工艺，可以满足浅结、低温和精确控制等要求。离子注入机在IC前道设备价值占比约3.0%。早在2008年出台的“02专项”实现国产半导体设备从零到一大跨越。取得了显著阶段成果，包括服务全球的65-28nm先进制程工艺、高密度封装技术、30多种高端设备等。近几年政府也先后出台《国家集成电路产业发展推进纲要》、《鼓励集成电路产业发展企业所得税政策》等政策，从税收、资金等各个维度为半导体产业给予扶持，其中某些政策对半导体设备尤其是离子注入机也提出了明确的发展目标要求。从政策环境上来看，我国对于离子注入机行业较为重视。其主要表现在将离子注入机在多项政策中列为推荐发展的关键设备。如《国家集成电路产业发展推荐纲要》中明确提出，要离子注入机作为关键设备进行研发。;《首台(套)重大技术装备推广应用指导目录》(2019年版)也将中束流、大束流、高能离子注入机等离子注入机列入了名录。从市场规模来看，2013-2019年，全球离子注入机市场呈现波动增长的态势，除2016年略有下降外，其他年份离子注入机市场规模均出现了一定幅度的增长。2019年，全球离子注入机市场规模实现18.0亿美元，较2018年增长17.65%。目前，全球离子注入机仍以大束流离子注入机为主，据数据披露，大束流离子注入机占离子注入机市场总份额的61%，中低束流离子注入机和高能离子注入机分别占20%和18%。2017年-2020年的四年间，将有26座新晶圆厂在中国大陆投产，据中金企信国际咨询公布的《2020-2026年中国离子注入机市场供需发展前景及投资战略预测报告》统计数据显示：2017年晶圆厂设备支出总计570亿美元，和2016年相比增长了41%。2018年晶圆设备投资预计将增长11%，达到630亿美元，国内市场占比17%约107亿美元。预计集成电路所需离子注入机2020年国内市场规模在5.6亿美元约39亿元，但其中大部分来自于国外进口。离子注入机作为半导体晶圆制造等领域的关键设备之一，其市场发展与晶圆加工设备行业发展态势息息相关。2019年，全球晶圆加工设备市场规模增长至650亿美元以上，较上一年增长近30个百分点。其中离子注入机占晶圆加工设备的比重约为5%，因此在2019年，全球离子注入机市场规模将近达到20亿美元。而就中国的情况来看，由于国家对半导体晶圆制造产业的高度重视，我国离子注入机市场发展逐渐加快，在2019年市场规模已经增长至4.0亿美元，预计发展到2020年将达到5.5亿美元以上，未来市场潜力也是相当巨大。
近年来，我国政府对半导体晶圆制造产业高度重视，而离子注入机作为半导体晶圆制造等领域的关键设备之一，其市场发展潜力也相当巨大。就目前来看，由于我国离子注入机市场起步较晚，导致国内相关生产制造技术水平不高，未来本土企业发展空间巨大。