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我国离子注入机行业分析:下游需求强劲 国产替代加速 本土厂商多点突破显成效

1.低能大束流离子注入机为离子注入机市场主流

根据观研报告网发布的《中国离子注入机行业现状深度研究与发展前景预测报告(2025-2032年)》显示,离子注入机是半导体制造的核心设备之一,与光刻机、刻蚀机和镀膜机并称“芯片制造的四大关键装备”,主要应用于芯片的电性改良与材料改性。根据离子束电流和束流能量范围,离子注入机主要可以分为中低束流离子注入机、低能大束流离子注入机、高能离子注入机,各类机型对应不同应用场景。随着芯片尺寸逐渐微缩,先进制程对超浅结制备的需求日益迫切,在此背景下,低能大束流离子注入机凭借适配超浅结工艺的优势,已成为当前我国离子注入机市场的主流机型。

离子注入机分类情况

类别 应用场景
中低束流离子注入机 能量范围在几百keV之间,适用于中等深度的离子注入,主要用于闪存、DRAM等存储器产品的生产
低能大束流离子注入机 低能大束流离子注入机通常扫描硅片超浅源漏区注入的超低能束流,被应用于逻辑芯片、DRAM、3D存储器和CMOS图像传感器制造中
高能离子注入机 流能量超过200keV,最高达到几个MeV向沟槽或厚氧化层下面注入杂质能形成倒掺杂阱和埋层,较多应用在功率器件、IGBT、CMOS图像传感器、5G射频、逻辑芯片等器件制备过程中

资料来源:公开资料、观研天下整理

2.晶圆产能扩张等因素拉动,离子注入机市场规模快速扩大

离子注入机行业发展与半导体产业深度绑定。近年来,在国产替代进程推进、下游市场需求释放及技术迭代升级等多重因素驱动下,我国半导体市场规模持续扩容,从 2020年的8848亿元增长至2024年的13028亿元,年均复合增长率达10.16%。这一不断扩大的市场体量,既为离子注入机在半导体制造环节的应用提供广阔空间,也为其行业发展奠定宏观基础。

离子注入机行业发展与半导体产业深度绑定。近年来,在国产替代进程推进、下游市场需求释放及技术迭代升级等多重因素驱动下,我国半导体市场规模持续扩容,从 2020年的8848亿元增长至2024年的13028亿元,年均复合增长率达10.16%。这一不断扩大的市场体量,既为离子注入机在半导体制造环节的应用提供广阔空间,也为其行业发展奠定宏观基础。

数据来源:WSTS世界半导体贸易统计协会、观研天下整理

离子注入机通过对注入剂量、注入角度、注入深度、工艺温度等方面进行精确的控制,配合适当的掩膜材料,能在晶圆区域上特定位置注入离子,成为决定集成电路器件电学特性的关键装备。晶圆产能扩张将直接拉动离子注入机的采购需求。近年来,中国大陆晶圆产能实现跨越式提升,从2020年的318.4万片/月增至2024年的885万片/月,年均复合增长率达29.12%,为离子注入机行业带来强劲需求。

离子注入机通过对注入剂量、注入角度、注入深度、工艺温度等方面进行精确的控制,配合适当的掩膜材料,能在晶圆区域上特定位置注入离子,成为决定集成电路器件电学特性的关键装备。晶圆产能扩张将直接拉动离子注入机的采购需求。近年来,中国大陆晶圆产能实现跨越式提升,从2020年的318.4万片/月增至2024年的885万片/月,年均复合增长率达29.12%,为离子注入机行业带来强劲需求。

数据来源:公开资料、观研天下整理

注:按8英寸等效计算

在半导体市场规模扩大、晶圆产能扩张等因素的协同推动下,我国离子注入机市场规模快速增长,已从2020年的44.53亿元增长至2024年的121.26亿元,迈入百亿级市场行列,期间年均复合增长率达28.46%。

在半导体市场规模扩大、晶圆产能扩张等因素的协同推动下,我国离子注入机市场规模快速增长,已从2020年的44.53亿元增长至2024年的121.26亿元,迈入百亿级市场行列,期间年均复合增长率达28.46%。

数据来源:公开资料、观研天下整理

3.全球离子注入机市场高度集中,我国国产化率待提升

离子注入机作为高端半导体设备,研发难度仅次于光刻机。因其技术复杂度高、资金投入大、验证周期长等特点,行业进入门槛极高,市场呈现高度集中态势,长期由AMAT/Varian、Axcelis等4家美日企业主导,其合计占据全球超过90%的市场份额。

离子注入机作为高端半导体设备,研发难度仅次于光刻机。因其技术复杂度高、资金投入大、验证周期长等特点,行业进入门槛极高,市场呈现高度集中态势,长期由AMAT/Varian、Axcelis等4家美日企业主导,其合计占据全球超过90%的市场份额。

资料来源:公开资料、观研天下整理

我国离子注入机行业起步较晚,在人才储备、技术积累等方面存在短板,长期以来市场被上述国际企业占据,目前国产化率不足10%。尤其在高端离子注入机领域,国内自主供应能力严重欠缺,对进口设备依赖度高,国产替代空间广阔。

4.我国离子注入机国产替代进程加速,国产厂商多点突破显成效

离子注入机的自主可控对我国半导体产业发展至关重要。随着我国政策持续支持半导体产业链自主可控,叠加国内企业技术不断进步,离子注入机的国产替代进程加速推进。以凯世通、华海清科、思锐智能、艾恩半导体、中科信等为代表的国产厂商,通过持续加大研发投入、深耕技术创新,积极突破国际垄断格局,推动离子注入机自主供应能力显著提升,为行业国产化奠定关键基础。

其中,凯世通致力于高端离子注入机的国产化,先后量产了低能大束流离子注入机与高能离子注入机,并实现了12英寸晶圆厂产线应用国产化突破以及产业化推广。通过高强度研发与技术迭代,目前设备表现足以媲美国际主流机型,市场认可度持续提升。截至2025年6月末,凯世通低能大束流离子注入机客户突破12家,高能离子注入机客户突破3家,累计向12英寸晶圆厂产线交付离子注入机订单超40台;2025年上半年,其应用于CIS器件掺杂的低能大束流离子注入机通过验收,该设备填补国内技术空白,通过多项创新满足CIS图像传感器制造对金属污染物控制、注入角度控制的严格要求,有效解决暗电流引发的白噪点问题,实现国产CIS离子注入机的重要突破。

2025年7月,华海清科也同样取得关键进展,其自主研发的12英寸低温离子注入机iPUMA-LT顺利出机并发往国内逻辑芯片制造领域龙头企业,标志着该企业成功实现面向先进制程芯片制造的大束流离子注入机各型号全覆盖。iPUMA-LT不仅继承最新一代大束流离子注入机iPUMA-LE的先进设计,具备更大束流、更优均匀性及更精准角度控制能力,还采用耐低温静电载盘技术,搭配全套自主研发的国产化温控系统,实现工艺温度精准闭环控制,设备性能已达到国际主流工艺水平。

我国部分离子注入机企业情况

企业简称 主营业务 产品布局
凯世通 以离子注入技术为核心,专注于离子注入机的研发、生产和销售 产品包括低能大束流离子注入机、高能离子注入机、中束流离子注入机、SiC/GaN/第三代半导体离子注入机、氢离子注入机等全系列产品,工艺覆盖逻辑、存储、功率、模拟、第三代半导体等多个应用领域
华海清科 主要从事半导体专用设备的研发、生产、销售及技术服务 公司实现了面向先进制程芯片制造的大束流离子注入机各型号的全覆盖
思锐智能 专注半导体前道工艺设备研发制造,实施原子层沉积(ALD)设备和离子注入(IMP)设备双主业战略 目前,公司已成功自主研发高能、低能大束流、中能大束流、中束流及碳化硅离子注入机等全谱系离子注入机,覆盖逻辑、存储、功率化合物等众多应用领域的需求
艾恩半导体 专注于芯片制造核心设备——离子注入机研发、制造 公司产品覆盖中束流机,大束流机,高能机以及特种离子注入机,可以应用于硅基和包括碳化硅在内的第三代半导体衬底,全面满足逻辑芯片、存储芯片、功率器件等不同领域的工艺需求
中科信 专注于集成电路领域离子注入机的研发、制造与服务 公司连续突破大流强长寿命高品质离子源、高速晶圆传输等核心关键技术,形成中束流、大束流、高能机、特种、化合物半导体等全系列离子注入机产品体系,工艺段覆盖至14nm。

资料来源:公开资料、观研天下整理(WJ)

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