L'industrie chinoise d'équipements semi-conducteurs entre en phase de profondeur

Alors que l'industrie mondiale des semi-conducteurs entre dans l'ère post-Moore, que la demande en puissance de calcul pour l'IA augmente de façon exponentielle et que les restrictions américaines sur les exportations de semi-conducteurs vers la Chine se resserrent continuellement, l'industrie chinoise des équipements semi-conducteurs se trouve à un tournant historique.

Au cours de la dernière décennie, nous avons vu les équipements nationaux accomplir la transition de la recherche et développement à la production de masse ; au cours des cinq prochaines années, il sera déterminé si ces équipements pourront intégrer les lignes de production avancées, soutenir les puces logiques en procédés avancés, répondre aux exigences d’empilement des HBM (High Bandwidth Memory) et réaliser une véritable autonomie aux points les plus faibles.

Du 31 août au 2 septembre 2026, la 14e édition du salon des équipements, matériaux et composants clés pour la semi-conduction (CSEAC 2026) a ouvert ses portes au Wuxi Taihu International Expo Center. Ce grand événement sectoriel constitue une fenêtre rare pour observer la chaîne d'approvisionnement chinoise en équipements semi-conducteurs. Des équipements de procédé aux équipements de mesure et contrôle, en passant par les équipements de paquetage avancé, nous avons rencontré plusieurs entreprises pour tenter de répondre à une question : à quel stade en sont les équipements semi-conducteurs chinois ?

Les équipements de fabrication nationaux ont déjà réalisé des percées dans les grandes catégories. Dans les domaines d'équipements aux plus grands marchés, tels que la lithographie, le gravure et le dépôt de films, des leaders plateformes comme Zhongwei Company et North Huachuang sont apparus, chacun se positionnant en tête au niveau national, voire parmi les meilleurs mondiaux dans leurs segments respectifs.

Zhongwei Company, the undisputed leader in domestic etching equipment, has significantly accelerated its platform strategy in recent years. During this CSEAC event, Zhongwei Company announced the launch of several newly developed high-end micro-processing equipment, including the Primo XD-RIE70 to 90:1 ultra-high aspect ratio etching and the Performo QuaStar series P EC VD (incluant Performo QuaStar ON et Performo QuaStar GE), l'équipement de dépôt atomique de molybdène métallique Prefima UnicoreAM, le système intégré de siliciure métallique Preforma Uniflash et le PRISMO PDS8 pour la production en série de dispositifs de puissance en carbure de silicium HTCVD. Cela suit la présentation de quatre nouveaux produits en mars de cette année, marquant une autre série dense de lancements de produits par Zhongwei en six mois, couvrant désormais tous les processus clés : logique avancée, procédés de semi-conducteurs de puissance, dépôt de films minces et gravure précise. Actuellement, Zhongwei compte plus de 8 800 chambres de réaction en production à grande échelle chez plus de 170 clients internationaux et nationaux, sur plus de 220 lignes de production de puces et LED, et dispose déjà de centres de recherche et de production dans cinq régions.

Shanghai Micro Electronics Equipment a présenté ses équipements de lithographie de première ligne, notamment la lithographe sèche KrF et la lithographe de balayage projection I-line, ainsi que leurs systèmes centraux associés. La lithographe de balayage projection I-line utilise une source lumineuse de 365 nm et atteint une résolution de 280 nm ; la lithographe de balayage projection KrF utilise une source lumineuse de 248 nm et atteint une résolution de 110 nm. Selon les informations disponibles, la production cumulée des clients des équipements de lithographie de Shanghai Micro Electronics dépasse 10 millions de wafers.

Cependant, la domestication des équipements à semi-conducteurs n'a jamais été une tâche facile. Lorsque nous déplaçons notre regard des équipements ayant le plus grand marché, nous découvrons une autre zone difficile. Les équipements présentant une technologie complexe mais un marché relativement plus petit deviennent des défis incontournables pour les fabricants nationaux, et les machines d'implantation ionique en sont la catégorie la plus représentative.

Auparavant, les principaux acteurs nationaux incluaient Zhongke Xin et Kaishitong, mais ces dernières années, de nombreuses entreprises ont afflué sur ce segment. Huaxin North, en tant que référence nationale en matière de plateforme d'équipements domestiques, a établi la matrice de produits d'équipements semi-conducteurs la plus complète du pays, couvrant des processus tels que l'gravure, le dépôt de films, le nettoyage et le traitement thermique. Lors de ce salon, Huaxin North a présenté une série de solutions incluant des équipements tels que l'implanteur d'ions par immersion plasma et l'implanteur d'ions à faisceau moyen. Jingcheng Electric a également étendu ses activités vers les équipements en amont, notamment en développant un implanteur d'ions. Selon des informations, l'implanteur d'ions à faisceau moyen pour silicium développé par Jingcheng Electric est actuellement en phase de validation par des clients en aval.

Après avoir poursuivi la transformation et la modernisation de son activité ALD, Sirea Intelligent a récemment investi dans des équipements d'implantation ionique et obtenu des percées. Sur le salon, Sirea Intelligent a présenté sa gamme de machines d'implantation ionique : la série SR11 HEI (haute énergie), la série SR11 HCI (grand courant), la machine SRII MCI (courant moyen), la machine SRII H (implantation d'hydrogène) et la gamme d'implanteurs pour carbure de silicium. Selon les informations fournies, les livraisons actuelles de Sirea Intelligent se concentrent principalement sur les implantateurs à haute énergie et à grand courant, tandis que les implantateurs pour carbure de silicium sont actuellement en phase de validation.

Outre ces entreprises traditionnelles d’équipements semi-conducteurs, de nouvelles entreprises entièrement axées sur les injecteurs d’ions émergent. AIN Semiconductor a présenté lors de cette CSEAC une gamme de produits incluant les modèles Ai-250, Ai-300, Ai-80HC et Ai-200HC.D, formant désormais une matrice complète d’équipements d’implantation ionique couvrant les faisceaux moyens, grands faisceaux, haute énergie et applications spéciales, adaptés aux deux lignes technologiques principales : silicium et carbure de silicium. Son injecteur d’ions à haute température pour le carbure de silicium a déjà atteint la production en série et les livraisons. Selon AIN Semiconductor, le taux de domestication global des injecteurs d’ions en Chine est actuellement inférieur à 15 %, avec un taux de domestication pour les modèles à grand faisceau inférieur à 10 %, et les modèles à haute énergie étant pratiquement inexistants sur le marché national. De plus, les injecteurs d’ions les plus avancés au monde sont désormais interdits d’exportation vers la Chine, y compris les équipements d’occasion, obligeant les fabriques de wafers chinoises à n’utiliser que des modèles obsolètes, ce qui nuit gravement au rendement et à la stabilité. Bien que de plus en plus d’entreprises entrent sur ce segment ces dernières années, le nombre d’acteurs capables de proposer des produits matures reste limité en Chine, la plupart étant encore en phase de validation préliminaire, et seules quelques entreprises ont atteint la production en série. Plus crucial encore, presque toutes les entreprises chinoises d’injecteurs d’ions ne sont pas encore rentables et se trouvent généralement dans une phase de forte investissement en recherche et développement.

La profondeur du domaine provient non seulement de sa petite taille de marché, mais aussi de l'immobilité des voies technologiques. Les équipements de gravure et de dépôt de films partagent des fondements technologiques communs tels que la physique des plasmas, les chambres sous vide et la puissance radiofréquence ; les expériences acquises par une entreprise dans le domaine de la gravure peuvent être réutilisées pour les équipements de dépôt. Toutefois, les injecteurs d'ions sont totalement différents : leurs technologies fondamentales reposent sur l'optique ionique, l'analyse électromagnétique de masse et l'accélération à haute tension, les rapprochant davantage des accélérateurs de particules que des équipements traditionnels de fabrication semi-conductrice. Les acquis technologiques issus de la gravure ne peuvent presque pas être transférés aux injecteurs d'ions.

Il y a quelques années, les données montraient que le taux de domestication des équipements de détection et de mesure en amont en Chine était inférieur à 10 %, soit le plus bas parmi toutes les catégories d'équipements pour semi-conducteurs. Bien que ces équipements ne produisent pas directement les puces, ils déterminent si une wafer est un produit合格 ou un déchet. Dans les procédés à l'échelle nanométrique, tout défaut minime, toute déviation d'épaisseur de couche ou tout écart de dimension critique (CD) peut entraîner le rejet de l'ensemble de la wafer. Par conséquent, les usines de fabrication de wafers exigent un niveau de confiance très élevé pour ces équipements. Toutefois, lors de ce salon, on a observé un autre aspect : ces dernières années, les équipements nationaux de détection et de mesure ont progressivement atteint, voire dépassé, les niveaux internationaux avancés et sont désormais produits et livrés en série.

Zhongke Feice, en tant que première entreprise nationale à établir une stratégie de plateforme dans le domaine du contrôle et de la mesure, a développé en interne une gamme de produits incluant des équipements de détection de défauts sur substrats nanographiques en champ clair, en champ sombre, sans motif, de mesure de morphologie 3D, de mesure de films diélectriques sur substrat, de mesure de précision d’alignement, de mesure de films métalliques sur substrat et de mesure de dimensions critiques. Dans les domaines des semi-conducteurs généralisés et du contrôle industriel, l’entreprise a également lancé des équipements de détection de défauts sur panneaux OLED et de mesure de verre courbé 3D. Selon les informations fournies, ces produits couvrent déjà plusieurs grands fabricants nationaux de circuits intégrés ; les types d’équipements déjà en production ou en cours de validation représentent plus de 70 % du marché total des équipements de contrôle qualité. Les employés ont indiqué que le volume total livré de l’ensemble de la gamme s’élève à environ 1 500 unités, avec une expérience éprouvée en production et livraison à grande échelle. Les performances des produits ont été validées à long terme par les principaux fabricants de substrats, et les équipements avancés en champ clair et sombre sont déjà largement remplacés dans les quatre principaux fabricants de substrats ; certaines nouvelles lignes de production n’ont même pas acheté d’équipements KLA, mais ont directement adopté les produits de Feice.

Yuwei Semiconductor a présenté sa stratégie produit dans les quatre domaines suivants : fabrication de sous-strats de masque, fabrication de masques, fabrication de puces et emballage avancé. Selon les informations fournies, ses équipements de détection liés au masque (Mask) ont connu les progrès les plus rapides, certains atteignant déjà le niveau des meilleurs équipements internationaux et pouvant être entièrement remplacés ; ces équipements sont déjà utilisés par les principaux fabricants de wafers en Chine.

Dongfang Jingyuan présente des équipements de mesure et de détection par faisceau d'électrons, notamment le CD-SEM (équipement de mesure de dimensions critiques), le HV-SEM (équipement à faisceau d'électrons à haute énergie), l'EBI (équipement de détection de défauts par faisceau d'électrons) et le DR-SEM (équipement de réinspection des défauts par faisceau d'électrons). L'équipement EBI est adapté aux processus logiques ≥28 nm et aux processus 3D NAND ≥200 couches, avec un courant de détection de niveau 100 nA et un algorithme de classification automatique des défauts par apprentissage profond ; le HV-SEM est adapté aux processus logiques ≤14 nm, aux processus 3D NAND ≥200 couches et aux processus DRAM de nœuds avancés, avec une énergie d'impact pouvant atteindre 45 keV ; la répétabilité de mesure du CD-SEM est de 0,15 nm et son homogénéité d'équipement est de 0,1 nm.

Outre ces équipements de détection de débit principaux, les équipements de détection fabriqués en Chine ont également réalisé des percées dans certains domaines technologiques émergents ou spécialisés, dont les marchés sont petits mais cruciaux.

Gaze Technology a présenté ses produits, notamment l'équipement de mesure d'épaisseur de couche épitaxiale sur wafer IR300, le micromètre d'épaisseur de couche AP300 et l'équipement de détection de contraintes internes sur wafer ID300. L'IR300 utilise la technologie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) pour calculer l'épaisseur de la couche en analysant le signal d'interférence. Selon les informations fournies, la domestication de ce type d'équipement a été lancée en 2023 ; auparavant, le marché intérieur était dominé par des marques étrangères telles qu'Onto et Semilab, mais les grands fabricants chinois de gros silicium ont désormais basculé en grande partie vers les produits de Gaze.

WeiChong Semiconductor a présenté ses équipements de détection de plaquettes à deuxième harmonique de la série ASPIRER, ses équipements de mesure thermique de la série BRAVERY et ses microscopes à ultrasons de la série CLARITY. L'équipement de détection à deuxième harmonique, basé sur le principe d'excitation laser, est utilisé pour détecter les défauts électriques aux interfaces et dans les couches, les charges de surface, les caractéristiques du réseau cristallin et la qualité cristalline, couvrant plusieurs étapes de processus telles que les films minces, l'épitaxie, le gravure, la diffusion, le nettoyage et le CMP, pour des plaquettes sans motif. Selon les informations fournies, les méthodes conventionnelles de détection en champ clair/obscur et par faisceau d'électrons ne permettent que d'observer la surface des plaquettes et ne peuvent pas capturer les informations sur les interfaces internes ; aucune autre solution de détection mature n'est actuellement disponible. De plus, pendant la détection à deuxième harmonique, l'augmentation de température au point d'excitation ne dépasse que 2 à 3 degrés, ne causant aucun dommage supplémentaire à la plaquette elle-même. WeiChong Semiconductor a indiqué que les domaines traditionnels de mesure d'épaisseur de couche et de détection optique en champ clair/obscur sont déjà fortement saturés et très concurrentiels ; par conséquent, l'équipe n'a pas choisi d'entrer sur ces marchés. À la place, elle a introduit le principe de détection à deuxième harmonique dans le domaine de la mesure et du contrôle qualité en semi-conducteurs.

Bien que les équipements de détection de production nationaux aient traditionnellement présenté un écart significatif par rapport à leurs homologues étrangers, les progrès technologiques globaux du secteur se sont considérablement accélérés ces dernières années, grâce à l'ouverture des clients en aval aux validations et à l'abandon de l'approche isolée. Plus important encore, les équipements nationaux de détection connaissent une diversification remarquable, avec non seulement des percées sur les équipements principaux, mais aussi un déploiement stratégique sur des segments niche, spécialisés et émergents. Toutefois, les professionnels du secteur indiquent que lors de l'achat de nouveaux équipements, les principaux fabricants de wafers conservent encore les équipements importés comme référence de base ; la validation des produits nécessite une comparaison match avec des machines étrangères similaires, en reproduisant les résultats de détection des équipements étrangers pour évaluer la performance des équipements nationaux.

Par le passé, le rôle du conditionnement dans la chaîne de valeur des semi-conducteurs se limitait à envelopper les puces déjà fabriquées et à les relier, avec une faible complexité technologique et une valeur ajoutée limitée. Tout cela a été radicalement bouleversé à l’ère de l’IA. À l’ère post-Moore, le conditionnement avancé est devenu le chemin essentiel pour poursuivre la croissance des performances de calcul. Le conditionnement ne se limite plus à simplement envelopper les puces ; il détermine directement les performances, la consommation d’énergie et le coût des puces. Les équipements de liaison constituent précisément le cœur du conditionnement avancé. Selon les objets de liaison, ils se divisent principalement en deux catégories : W2W (wafer-to-wafer) et D2W (die-to-wafer).

Qinghe Crystal se concentre sur les équipements de liaison de wafers et présente des produits tels que des équipements de liaison à température ambiante sous ultra-haut vide, des équipements de liaison hybride hydrophile/W2W, des équipements de liaison anodique par pression thermique, et des équipements de liaison hybride C2W/CWW. L'équipement de liaison à température ambiante sous ultra-haut vide active la surface des matériaux par bombardement ionique sous ultra-haut vide, permettant d'obtenir une liaison chimique solide sans chauffage ni recuit.

Jingke Technology a présenté l'équipement de hybridation de wafer Dione 300 et l'équipement de fusion de puce sur wafer Pleione 300 HS. Le Dione 300 est un équipement d'hybridation wafer à wafer (W2W) destiné aux processus avancés d'intégration hétérogène 3D. Quant à l'équipement de fusion Pleione 300 HS, il n'exige aucun médium ni adhésif de liaison, permettant une liaison directe à température ambiante, et peut intégrer des puces déjà testées et validées, augmentant ainsi considérablement le rendement.

Xinhui Lianxin est un autre acteur majeur dans le domaine des équipements de liaison hybride, présentant la série CANOPUS d'équipements de liaison W2W et la série SIRIUS d'équipements de liaison D2W. Xinhui Lianxin a indiqué que, actuellement, seules son entreprise et un autre fabricant en Chine ont livré des équipements D2W. En outre, Xinhui Lianxin a également exposé des équipements de mesure et de détection associés. Un membre du personnel a déclaré que, en raison de la nécessité de valider répétitivement les paramètres pendant le développement des équipements de liaison, l'utilisation d'équipements externes ne permettait pas d'identifier la source des problèmes ; c'est pourquoi l'entreprise a développé en interne des équipements de mesure et de détection de la force de liaison compatibles.

Starlight Technology présente des solutions intégrées de lithographie et de liaison à l'échelle de la plaquette pour puces de grande taille. Les équipements de liaison D2D/D2W de la série ICB offrent une précision post-liaison de ±0,3 μm, les équipements de liaison hybride iHC 3000 D2W offrent une précision post-liaison de ±0,1 μm, et les équipements de liaison W2W de la série IAB offrent une précision post-liaison de ±2 μm.

Cependant, les professionnels ont également indiqué que la technologie W2W est déjà bien mûre, et le véritable défi réside dans la technologie D2W. En réalité, le lien par fusion W2W a été appliqué pour la première fois en 2008 sur des capteurs d'image CMOS, permettant d'échanger les photodiodes et les couches métalliques pour réduire les réflexions et les interférences de signal. En 2017, Sony a lancé un CIS empilé en trois couches, en 2018, Yangtze Memory Technologies a introduit le 3D NAND, et en 2019, IM EC La technologie d’alimentation arrière a successivement été mise en œuvre à l’aide de procédés de liaison. En 2022, la technologie de liaison au niveau de la plaquette MicroLED a été mise en œuvre ; en 2023, Samsung a intégré la liaison hybride dans sa feuille de route HBM4 ; en 2024, une architecture DRAM VCT en empilement vertical a été lancée. D’un autre côté, les équipements de liaison D2W hybride sont actuellement dominés par le néerlandais BESI ; à l’échelle mondiale, seule TSMC dispose de la capacité de production en série du procédé D2W. Bien que les fabricants nationaux aient tous dévoilé des prototypes, la plupart restent au stade de validation et manquent de produits matures prêts pour la production en série. La difficulté de la technologie D2W réside non seulement dans les équipements eux-mêmes, mais aussi dans le manque d’écosystème industriel. Premièrement, il n’y a pas de demande en aval : aucun client chinois n’utilise actuellement le procédé D2W en production, ce qui empêche les clients en aval de définir clairement les paramètres technologiques requis. Deuxièmement, les ressources de validation sont rares : les principales usines de plaquettes disposent de ressources de recherche limitées et de matériaux de plaquettes à haute valeur, rendant difficile pour les nouveaux entrants d’obtenir des opportunités suffisantes de validation en ligne. Troisièmement, la coordination entre les étapes est élevée : la liaison hybride ne constitue pas un problème isolé lié à un seul équipement, mais nécessite une intégration avec des processus en amont tels que la compensation par lithographie, ce qui en fait un système complexe interconnecté. Les fabricants étrangers de liaison hybride adoptent tous un modèle de collaboration inter-entreprises pour intégrer les modules spécialisés de chaque étape, sans qu’aucun acteur unique ne puisse accomplir l’ensemble du processus en autonomie.

En plus de la domestication des équipements à semi-conducteurs qui connaît un essor intense, la domestication des composants essentiels s'accélère également.

À mesure que les processus avancés de semi-conducteurs continuent de s'améliorer, les équipements haut de gamme et précis exigent des normes plus élevées en matière de stabilité de fonctionnement, de précision de positionnement à l'échelle nanométrique et de suppression des micro-vibrations. Une simple amélioration des performances d'une pièce unique ne suffit plus à répondre aux exigences complexes des procédés précis actuels. Par le passé, ces composants essentiels étaient principalement monopolisés par des fabricants étrangers. Grâce à son lancement initial des deux nouveaux produits à flottaison gazeuse, le SFE300B et le SFL300A, Ge Lan Ruo Precision réalise une percée majeure en matière de production nationale. En outre, Ge Lan Ruo Precision a développé un système de commande de mouvement hautement précis. Selon les informations fournies, les performances clés de cette série sont à peu près équivalentes à celles des fabricants étrangers ACS, permettant une substitution directe ; il ne restera ensuite qu'à itérer et affiner les modules fonctionnels.

Après avoir parcouru les salles du CSEAC 2026, une impression claire se dégage : l'industrie des équipements semi-conducteurs nationaux passe d'innovations clés à la construction d'un écosystème. À mesure que cet écosystème s'affine, la domestication des équipements entre dans une phase plus approfondie. Des domaines autrefois peu ou pas du tout touchés voient désormais l'arrivée de nouveaux acteurs. Il y a dix ans, nous nous interrogeions encore sur la disponibilité d'équipements nationaux tels que des systèmes de gravure ou de nettoyage ; aujourd'hui, nous discutons déjà de la présence d'équipements pour l'ensemble de la chaîne de valeur — une transformation qualitative de l'écosystème industriel.

Mais les défis dans les domaines les plus complexes sont désormais devant nous : l’isolement technologique des implants d’ions, le vide de production pour le lien D2W, le seuil de confiance pour les équipements de mesure et de détection… Ces problèmes ne peuvent pas être résolus par des percées isolées ; ils exigent une validation collaborative tout au long de la chaîne de valeur et des investissements constants et intensifs en recherche et développement. Après tout, ce qui était facile a déjà été accompli ; ce qui reste sont des os durs.

Cet article provient du compte officiel WeChat « Semiconductor Industry纵横 » (ID : ICViews), auteur : Pengcheng