Vous avez peut-être ou non entendu parler des pompes à vide à semi-conducteurs ; cet appareil de précision constitue un véritable « moteur invisible » au sein de la chaîne industrielle des semi-conducteurs. Ses avancées technologiques et la dynamique du marché ont un impact direct sur l’efficacité et les taux de rendement de la fabrication mondiale de puces.
Une pompe à vide à semi-conducteurs est une pompe à vide spécialisée utilisée dans la fabrication de dispositifs à semi-conducteurs et d'autres produits-de haute technologie. Il utilise une technologie « sèche » -ce qui signifie qu'aucune huile lubrifiante ou autre fluide n'est utilisé dans la pompe-éliminant ainsi les problèmes liés à la contamination et aux fuites d'huile. Sur la base de leurs principes de fonctionnement et de leur conception structurelle, les pompes à vide à semi-conducteurs peuvent être classées en différents types, tels que les pompes sèches à palettes rotatives, les pompes sèches à vis, les pompes sèches à spirale, les pompes turbomoléculaires et les pompes cryogéniques.
Les pompes à vide pour semi-conducteurs jouent un rôle central dans le processus de fabrication des semi-conducteurs. Il s'agit d'équipements polyvalents largement déployés à différentes étapes, notamment la fabrication des plaquettes, les opérations de verrouillage de charge, la gravure, le CVD (dépôt chimique en phase vapeur), l'ALD (dépôt de couche atomique), l'emballage et les tests. Ces étapes de processus spécifiques nécessitent des environnements très propres ou des conditions de fonctionnement rigoureuses pour garantir les performances et le rendement des dispositifs semi-conducteurs résultants. Ces dernières années, alors que les nœuds de processus avancés ont poussé vers la barre des 3-nanomètres-et encore plus petits-les usines de fabrication de plaquettes ont connu une augmentation exponentielle des exigences en matière de propreté, de vitesse de pompage et de stabilité des environnements sous vide. Cette tendance a entraîné une évolution technologique dans les pompes à vide à semi-conducteurs, provoquant une transition des conceptions traditionnelles à joint d'huile vers des pompes sèches avancées à lévitation entièrement magnétique.
Les systèmes de vide pour semi-conducteurs ont une incidence directe sur la qualité des puces et sur l’efficacité de la production. Cependant, les pompes à vide à semi-conducteurs se caractérisent par des barrières techniques élevées à l’entrée, accompagnées d’exigences strictes en matière de fiabilité du produit, de capacités de personnalisation et d’efficacité énergétique :
Fiabilité : les pompes à vide utilisées dans les applications de semi-conducteurs nécessitent un entretien continu ; par conséquent, des produits hautement fiables peuvent minimiser la fréquence des réparations, réduisant ainsi les coûts opérationnels pour le client. En règle générale, le coût d'un seul incident de réparation s'élève à environ un -cinquième de la valeur totale de l'équipement.
Personnalisation : les conditions de fonctionnement varient considérablement selon les différentes lignes de production de plaquettes ; par conséquent, les solutions requises et les spécifications des produits sont hautement individualisées, nécessitant un haut degré de service personnalisé.
Efficacité énergétique : au sein d'une usine de fabrication de semi-conducteurs (FAB), les équipements liés au vide-sont responsables d'environ 20 % de la consommation totale d'énergie. L'amélioration de l'efficacité énergétique de ces systèmes peut donc conduire à une réduction significative de l'empreinte énergétique globale du client. Du point de vue des applications, les pompes à vide pour semi-conducteurs font partie intégrante de chaque étape de la fabrication des semi-conducteurs. Ces étapes englobent la phase d'approvisionnement en matières premières-y compris l'extraction, le tranchage, le broyage, l'oxydation et l'alignement du photomasque des lingots de silicium-ainsi que les processus de fabrication de puces, tels que la création de photomasques, l'application de pellicules, la croissance de tranches, l'implantation d'ions et le dépôt chimique en phase vapeur. En outre, ils sont essentiels pour diverses étapes ultérieures, notamment le conditionnement des puces et les tests du produit final. Chacune de ces étapes nécessite un contrôle précis des conditions environnementales pour garantir la qualité et les performances du produit final.
Les pompes à vide jouent un rôle central dans les différentes étapes de la fabrication des semi-conducteurs, le type spécifique de pompe à vide utilisé dépendant des exigences uniques de chaque processus. Les pompes à vide sèches dominent le paysage de la fabrication de semi-conducteurs en raison de leur nature non-contaminante et de leur grande adaptabilité ; pendant ce temps, les pompes turbomoléculaires, les pompes à vide Roots et les dispositifs similaires jouent des rôles essentiels dans des applications spécifiques de vide poussé-ou de vide moyen-. De plus, grâce aux progrès technologiques, l’utilisation de systèmes de pompes à vide hybrides devient de plus en plus répandue pour répondre aux exigences diverses et complexes des processus de fabrication modernes.
Selon les données de SEMI, le marché des équipements à semi-conducteurs a atteint un nouveau record en 2022, atteignant une taille de marché de 107,6 milliards de dollars-, ce qui représente un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 21,63 % depuis 2019. Les données de l'Institut de recherche industrielle de Huajing indiquent que le marché mondial des pompes à vide à semi-conducteurs a atteint une taille d'environ 14,73 milliards de RMB en 2022, reflétant un TCAC de 12,77% depuis 2019.
Sur la base de calculs dérivés de données fournies par plusieurs instituts de recherche, le marché mondial des pompes à vide à semi-conducteurs devrait atteindre une taille de 19,6 milliards de RMB en 2024 et de 21,6 milliards de RMB en 2025. Cette croissance devrait être tirée par environ 4,5 milliards de RMB (en 2024) et 5,6 milliards de RMB (en 2025) de nouvelle demande, ainsi qu'environ 15,1 milliards de RMB (en 2025). 2024) et 16,0 milliards de RMB (en 2025) de demande de remplacement et de mise à niveau d'équipements. En outre, le marché combiné des pompes à vide à semi-conducteurs en Chine continentale et à Taiwan devrait atteindre 8,6 milliards de RMB en 2024 et 9,8 milliards de RMB en 2025, dont environ 2,5 milliards de RMB (en 2024) et 3,2 milliards de RMB (en 2025) de nouvelle demande, et environ 6,2 milliards de RMB (en 2024) et 6,7 milliards de RMB (en 2024). 2025) en demande de remplacement d’équipement.
Actuellement, le marché des pompes à vide à semi-conducteurs est dominé principalement par les entreprises européennes et japonaises. Ces principaux acteurs comprennent Atlas Copco (Suède), Edwards (acquis par Atlas ; Royaume-Uni), Ebara (Japon), Pfeiffer Vacuum (Allemagne) et Kashiyama (Japon). Les principaux acteurs nationaux de ce secteur sont Zhongkeyi et Hanbell Precise Machinery. Les principales entreprises internationales dans le domaine de la technologie du vide possèdent une longue histoire et des technologies avancées ; en outre, ils conservent de vastes empreintes stratégiques dans des secteurs connexes et augmentent continuellement leur part de marché par le biais de fusions et d'acquisitions.
Selon les données disponibles, le paysage concurrentiel du marché mondial des pompes à vide à semi-conducteurs en 2021 présentait une nette tendance à la concentration. Notamment, Atlas détenait la plus grande part de marché-atteignant 48 %-, démontrant ainsi sa position dominante dans ce secteur. Il était suivi de près par Pfeiffer, qui détenait une part de marché de 13 %, ce qui témoigne de sa position concurrentielle significative au sein du secteur. Les autres sociétés internationales représentaient collectivement 34 % de la part de marché, soulignant leur importance continue sur le marché mondial. Il convient de noter que même si les fabricants nationaux-tels que Hanbell et Zhongkeyi-détiennent actuellement une part de marché relativement faible (totalisant seulement 5 %), ce chiffre reflète la montée progressive des entreprises nationales dans ce domaine de la haute technologie-, à mesure qu'elles s'engagent de plus en plus dans la concurrence internationale.
Selon une analyse du centre de recherche Hanghangcha, le marché mondial des pompes à vide à semi-conducteurs devrait maintenir sa forte dynamique de croissance au cours des années à venir, la demande dans tous les segments présentant des tendances de développement positives. En particulier, l'expansion rapide des industries émergentes-telles que l'Internet des objets (IoT), le cloud computing et le Big Data-combinée à la demande d'expansion des capacités tirée par les technologies de processus avancées dans le secteur traditionnel des circuits intégrés, a ouvert de vastes opportunités de marché pour l'industrie des équipements à semi-conducteurs, entraînant ainsi simultanément l'expansion constante du marché des pompes à vide à semi-conducteurs.