Industri Peralatan Semikonduktor Tiongkok Memasuki Fase Deep Water

Ketika industri semikonduktor global memasuki era pasca-Hukum Moore, ketika permintaan akan daya komputasi AI meningkat secara eksponensial, dan ketika pembatasan ekspor semikonduktor AS ke Tiongkok terus diperketat, industri peralatan semikonduktor Tiongkok sedang berdiri di titik balik sejarah.

Dalam sepuluh tahun terakhir, kita telah menyaksikan peralatan dalam negeri melompat dari tahap pengembangan hingga produksi massal; dan dalam lima tahun ke depan, akan menentukan apakah peralatan dalam negeri dapat memasuki jalur produksi canggih, mendukung chip logika proses maju, memenuhi kebutuhan stacking HBM (High Bandwidth Memory), serta mencapai otonomi sejati di titik terlemah.

Dari 31 Agustus hingga 2 September 2026, pameran ke-14 peralatan, bahan, dan komponen inti semikonduktor (CSEAC 2026) dibuka di Wuxi Taihu International Expo Center. Acara industri ini menjadi jendela langka untuk mengamati rantai pasok peralatan semikonduktor buatan dalam negeri. Dari peralatan proses, peralatan pengukuran dan pengujian hingga peralatan packaging canggih, kami mengunjungi berbagai perusahaan untuk mencoba menjawab satu pertanyaan: Sejauh mana perkembangan peralatan semikonduktor buatan dalam negeri?

Perangkat peralatan produksi domestik telah mencapai terobosan di kategori besar. Di bidang peralatan dengan pasar terbesar seperti lithography, etching, dan thin film deposition, telah muncul pemimpin platform seperti SMIC dan NAURA, masing-masing menjadi yang terdepan di dalam negeri bahkan di tingkat global di bidang细分nya.

Perusahaan Zhongwei, sebagai pemimpin mutlak di bidang peralatan etching domestik, telah mempercepat strategi platform-nya dalam beberapa tahun terakhir. Selama acara CSEAC kali ini, Zhongwei mengumumkan peluncuran beberapa peralatan pemrosesan mikro tingkat tinggi hasil pengembangan mandiri, termasuk Primo XD-RIE70 hingga 90 dengan rasio aspek kedalaman-tinggi sangat tinggi, seri Performo QuaStar P EC VD (termasuk Performo QuaStar ON dan Performo QuaStar GE), peralatan deposisi lapisan atom logam molibdenum Prefima UnicoreAM, sistem integrasi silisida logam Preforma Uniflash, serta PRISMO PDS8 untuk produksi massal perangkat daya silikon karbida HTCVD. Ini merupakan peluncuran produk baru berdensitas tinggi kedua oleh MicroCrystal dalam waktu enam bulan, menyusul peluncuran empat produk baru pada Maret tahun ini, yang mencakup seluruh tahapan inti seperti proses logika canggih, proses semikonduktor daya, deposisi lapisan tipis, dan pengukiran presisi. Saat ini, MicroCrystal telah memiliki lebih dari 8.800 reaktor yang berproduksi massal di lebih dari 170 pelanggan di dalam dan luar negeri, di lebih dari 220 jalur produksi chip dan LED, serta telah membangun pusat penelitian dan produksi di lima wilayah.

Shanghai Micro Electronics Equipment menampilkan mesin lithografi kering KrF, mesin lithografi pemindaian proyeksi I-line, dan produk sistem inti terkaitnya. Mesin lithografi pemindaian proyeksi I-line menggunakan sumber cahaya dengan panjang gelombang 365nm, dengan resolusi mencapai 280nm; mesin lithografi pemindaian proyeksi KrF menggunakan sumber cahaya dengan panjang gelombang 248nm, dengan resolusi mencapai 110nm. Diketahui bahwa total produksi pelanggan peralatan lithografi Shanghai Micro Electronics telah melebihi 10 juta wafer.

Namun, substitusi dalam negeri untuk peralatan semikonduktor tidak pernah bisa diselesaikan dengan mudah. Ketika kita mengalihkan pandangan dari peralatan dengan pasar terbesar, kita akan menemukan wilayah yang lebih dalam. Peralatan dengan tingkat teknologi tinggi namun ukuran pasar relatif kecil justru menjadi tulang keras yang harus digigit oleh produsen peralatan dalam negeri, dan mesin ion implantasi adalah salah satu kategori paling representatif.

Sebelumnya, pemain utama domestik termasuk Zhongke Xin dan Kaishitong, namun dalam beberapa tahun terakhir, banyak perusahaan memasuki jalur ini. Huaxin North sebagai tolok ukur platform peralatan domestik telah membangun matriks produk peralatan semikonduktor paling lengkap di Tiongkok, mencakup etching, deposisi film, pembersihan, dan perlakuan panas. Di pameran kali ini, Huaxin North menampilkan serangkaian solusi yang mencakup produk seperti plasma immersion ion implanter dan medium-current ion implanter. JingSheng Mechanical & Electrical juga memperluas jangkauannya ke peralatan hulu, termasuk ion implanter yang sedang dikembangkan. Menurut informasi yang tersedia, ion implanter silikon medium-current yang dikembangkan oleh JingSheng Mechanical & Electrical saat ini sedang dalam verifikasi oleh pelanggan bawahannya.

Setelah mendorong transformasi dan peningkatan bisnis ALD, dalam beberapa tahun terakhir, Sire Intelligent juga mengembangkan peralatan ion implantasi dan mencapai terobosan. Di lokasi pameran, Sire Intelligent memperlihatkan seri SR11 HEI high-energy ion implanter, seri SR11 HCI high-current ion implanter, SRII MCI medium-current ion implanter, SRII H hydrogen ion implanter, dan seri silicon carbide ion implanter. Menurut informasi, saat ini pengiriman Sire Intelligent terutama berfokus pada high-energy ion implanter dan high-current ion implanter, sementara silicon carbide ion implanter sedang dalam tahap verifikasi.

Selain perusahaan-perusahaan tradisional peralatan semikonduktor, muncul pula perusahaan-perusahaan baru yang sepenuhnya fokus pada mesin ion implantation. AiN Semiconductor menampilkan serangkaian produk seperti Ai-250, Ai-300, Ai-80HC, dan Ai-200HC.D di CSEAC kali ini, telah membentuk matriks peralatan ion implantation yang mencakup seluruh spektrum—aliran sedang, aliran besar, energi tinggi, dan khusus—yang mencakup dua jalur proses berbasis silikon dan silikon karbida. Mesin ion implantation suhu tinggi silikon karbida mereka bahkan telah mencapai produksi massal dan pengiriman. Menurut AiN Semiconductor, saat ini tingkat substitusi domestik keseluruhan mesin ion implantation di Tiongkok belum mencapai 15%, di mana tingkat substitusi domestik untuk model aliran besar belum mencapai 10%, dan model energi tinggi hampir sepenuhnya tidak tersedia. Selain itu, mesin ion implantation paling canggih di dunia telah dilarang diekspor ke Tiongkok, bahkan peralatan bekas pun tidak dapat dibeli; pabrik wafer domestik hanya dapat menggunakan peralatan model lama, yang secara serius memengaruhi tingkat hasil dan stabilitas. Meskipun dalam beberapa tahun terakhir lebih banyak perusahaan memasuki bidang ini, jumlah pemain domestik yang mampu menawarkan produk matang masih sedikit, sebagian besar masih berada di tahap verifikasi awal, dan hanya sebagian kecil perusahaan yang telah mencapai produksi massal dan pengiriman. Lebih penting lagi, hampir semua produsen mesin ion implantation di Tiongkok belum mencapai profitabilitas, dan umumnya masih berada di tahap investasi R&D yang tinggi.

Kedalaman wilayah ini bukan hanya karena ukuran pasar yang kecil, tetapi juga karena jalur teknologi yang tidak dapat dipindahkan. Mesin etching dan peralatan deposisi film berbagi dasar teknis inti yang sama, seperti fisika plasma, ruang vakum, dan daya frekuensi radio; pengalaman yang dikumpulkan perusahaan di bidang etching dapat digunakan kembali untuk peralatan deposisi. Namun, mesin ion implantasi sama sekali berbeda; teknologi intinya adalah optik ion, analisis massa elektromagnetik, dan akselerasi tegangan tinggi, lebih dekat dengan akselerator partikel daripada peralatan proses semikonduktor tradisional. Akumulasi teknologi dari mesin etching hampir tidak dapat dipindahkan ke mesin ion implantasi.

Beberapa tahun lalu, data menunjukkan bahwa tingkat lokalasi peralatan inspeksi dan pengukuran tahap awal di dalam negeri kurang dari 10%, yang merupakan bagian terendah di antara semua kategori peralatan semikonduktor. Meskipun peralatan inspeksi dan pengukuran tidak memproduksi chip secara langsung, ia menentukan apakah sebuah wafer adalah produk yang layak atau limbah. Dalam proses nanometer, setiap cacat kecil, penyimpangan ketebalan lapisan, atau kegagalan kontrol dimensi kritis (CD) dapat menyebabkan seluruh lot wafer dibuang. Oleh karena itu, pabrik wafer memiliki ambang kepercayaan yang sangat tinggi terhadap peralatan inspeksi dan pengukuran. Namun, di pameran kali ini, terlihat sisi lain: dalam beberapa tahun terakhir, peralatan inspeksi dan pengukuran lokal telah secara bertahap menyesuaikan bahkan mencapai tingkat canggih internasional, serta mulai diproduksi secara massal dan dikirimkan.

Zhongke Feice, sebagai perusahaan pertama di Tiongkok yang menerapkan strategi platform di bidang pengukuran dan inspeksi, secara mandiri mengembangkan serangkaian produk termasuk perangkat inspeksi cacat wafer nano-gambar brightfield, perangkat inspeksi cacat wafer nano-gambar darkfield, perangkat inspeksi cacat wafer tanpa gambar, perangkat pengukuran morfologi 3D, perangkat pengukuran film dielektrik wafer, perangkat pengukuran akurasi overlay, perangkat pengukuran film logam wafer, dan perangkat pengukuran dimensi kritis. Di bidang semikonduktor luas dan inspeksi industri, perusahaan juga meluncurkan perangkat inspeksi cacat panel OLED dan perangkat pengukuran kaca lengkung 3D. Menurut informasi, produk-produk ini telah berhasil mencakup sejumlah pabrik sirkuit terintegrasi terkemuka di Tiongkok, dengan jenis perangkat yang telah diproduksi massal atau sedang dalam verifikasi mencakup lebih dari 70% dari total pasar peralatan kontrol kualitas. Petugas menyatakan bahwa total pengiriman seluruh rangkaian perangkat mencapai sekitar 1.500 unit, dengan pengalaman pengiriman produksi massal yang matang; kinerja produk telah diverifikasi secara jangka panjang oleh pabrik wafer terkemuka, dengan perangkat brightfield dan darkfield tingkat tinggi dari empat pabrik wafer utama telah berhasil menggantikan sebagian besar peralatan KLA, dan beberapa jalur produksi baru sama sekali tidak membeli peralatan KLA tetapi langsung mengadopsi produk Feice.

Yuwei Semiconductor menampilkan portofolio produknya di empat bidang: pembuatan substrat mask, pembuatan mask, pembuatan chip, dan packaging canggih. Menurut informasi, perkembangan peralatan inspeksi terkait mask paling pesat, sebagian peralatan telah mencapai tingkat terdepan di luar negeri, mampu menggantikan sepenuhnya, dan peralatan tersebut telah masuk ke pabrik wafer terkemuka di dalam negeri.

Dongfang Jingyuan menampilkan peralatan pengukuran dan deteksi elektron beam, termasuk CD-SEM (peralatan pengukuran dimensi kritis), HV-SEM (peralatan elektron beam energi tinggi), EBI (peralatan deteksi cacat elektron beam), dan DR-SEM (peralatan pemeriksaan ulang cacat elektron beam). Peralatan EBI dapat digunakan untuk proses logika ≥28nm dan proses 3D NAND ≥200 lapisan, dengan arus deteksi sebesar 100nA dan algoritma klasifikasi cacat otomatis berbasis deep learning; HV-SEM dapat digunakan untuk proses logika ≤14 nm, proses 3D NAND ≥200 lapisan, dan proses DRAM node maju, dengan energi pendaratan hingga 45 keV; repetitivitas pengukuran CD-SEM mencapai 0,15 nm, dan keseragaman peralatan mencapai 0,1 nm.

Selain perangkat deteksi arus utama ini, perangkat deteksi buatan dalam negeri juga mencapai terobosan di beberapa bidang teknologi baru atau spesifik, yang meskipun pasarannya tidak besar, sangat penting.

Gaze Technology menampilkan produk-produknya seperti perangkat pengukur ketebalan lapisan epitaksial wafer IR300, alat pengukur ketebalan lapisan AP300, dan perangkat deteksi stres internal wafer ID300. IR300 menggunakan teknologi Fourier Infrared (FTIR), yang menghitung ketebalan lapisan dengan menganalisis sinyal interferensi. Menurut informasi, proses lokalasi perangkat semacam ini dimulai pada tahun 2023; sebelumnya, pasar domestik didominasi oleh merek-merek luar negeri seperti Onto dan Semilab, namun saat ini produsen silikon besar domestik telah beralih secara dasar ke produk Gaze.

Weichong Semiconductor memamerkan perangkat deteksi wafer harmonik kedua seri ASPIRER, perangkat pengukuran gelombang termal seri BRAVERY, dan perangkat mikroskop pemindaian ultrasonik seri CLARITY. Perangkat deteksi harmonik kedua didasarkan pada prinsip eksitasi laser, digunakan untuk mendeteksi cacat listrik antarmuka dan lapisan, muatan permukaan, karakteristik kisi, serta kualitas kristal, mencakup berbagai tahap proses seperti film tipis, epitaksi, pengukiran, difusi, pembersihan, dan CMP, dengan objek deteksi berupa wafer tanpa pola. Menurut informasi yang diberikan, deteksi bidang terang dan bidang gelap konvensional serta deteksi elektron hanya mampu mengamati permukaan wafer dan tidak dapat menangkap informasi antarmuka internal; saat ini tidak ada solusi deteksi alternatif lain yang matang. Selain itu, peningkatan suhu pada titik eksitasi selama proses deteksi harmonik kedua hanya 2-3 derajat, sehingga tidak menyebabkan kerusakan tambahan pada wafer. Weichong Semiconductor menyatakan bahwa segmen pengukuran ketebalan lapisan konvensional dan deteksi optik bidang terang/gelap telah sangat padat dan penuh persaingan, sehingga tim memilih untuk tidak memasuki segmen tersebut. Sebagai gantinya, mereka memperkenalkan prinsip deteksi harmonik kedua ke bidang pengukuran dan deteksi semikonduktor.

Meskipun sebelumnya peralatan deteksi dalam negeri secara umum memiliki kesenjangan besar dibandingkan peralatan luar negeri, dalam beberapa tahun terakhir, karena pelanggan hilir membuka proses verifikasi dan tidak lagi menutup diri, kemajuan teknologi industri secara keseluruhan telah mempercepat secara signifikan. Yang lebih penting lagi, peralatan deteksi buatan dalam negeri kini berkembang pesat, tidak hanya mencapai terobosan pada peralatan utama, tetapi juga menempatkan strategi pada segmen niche, spesifik, dan emerging. Namun, para ahli industri juga menyatakan bahwa ketika pabrikan wafer terkemuka membeli peralatan baru, mereka tetap menyimpan peralatan impor sebagai patokan acuan, dan verifikasi produk harus dilakukan dengan membandingkan hasilnya terhadap mesin sejenis dari luar negeri, serta mengonfirmasi kinerja peralatan dalam negeri melalui replikasi hasil deteksi mesin luar negeri.

Dulu, posisi packaging dalam rantai industri semikonduktor hanyalah membungkus chip yang sudah dibuat dan menghubungkannya, dengan tingkat teknologi rendah dan nilai tambah terbatas. Namun, semua ini benar-benar terbalik di era AI. Di era pasca-Moore, packaging canggih menjadi jalur kunci untuk melanjutkan pertumbuhan daya komputasi. Packaging tidak lagi sekadar membungkus, tetapi secara langsung menentukan kinerja, konsumsi daya, dan biaya chip. Sementara peralatan bonding adalah inti dari packaging canggih. Berdasarkan objek bonding, secara utama dibagi menjadi dua kategori: W2W (wafer ke wafer) dan D2W (chip ke wafer).

Qinghe Crystal berfokus pada peralatan wafer bonding, menampilkan produk seperti peralatan bonding suhu ruangan vakum ultra-tinggi, peralatan bonding campuran hidrofilik/W2W, peralatan bonding anoda tekan-panas, dan peralatan bonding campuran C2W/CWW. Di antaranya, peralatan bonding suhu ruangan vakum ultra-tinggi menggunakan ion beam untuk mengaktifkan permukaan material dalam vakum ultra-tinggi, sehingga dapat menciptakan ikatan kimia yang kuat tanpa memerlukan pemanasan atau annealing.

TJ Scientific membawa perangkat hybrid bonding wafer Dione 300 dan perangkat fusion bonding chip-to-wafer Pleione 300 HS. Dione 300 adalah perangkat hybrid bonding wafer-ke-wafer (W2W) yang diterapkan dalam proses integrasi heterogen 3D canggih. Sementara itu, perangkat fusion bonding Pleione 300 HS tidak memerlukan media bonding atau perekat, memungkinkan bonding langsung pada suhu ruangan, serta dapat memilih chip yang telah teruji kualitasnya untuk digunakan dalam bonding, sehingga secara signifikan meningkatkan tingkat hasil.

Xinhui Lianxin adalah kekuatan penting lain di bidang peralatan hybrid bonding, menampilkan seri CANOPUS W2W hybrid bonding dan seri SIRIUS D2W hybrid bonding. Xinhui Lianxin menyatakan bahwa saat ini hanya mereka dan satu produsen lain yang telah mengirimkan peralatan D2W di dalam negeri. Selain itu, Xinhui Lianxin juga memamerkan peralatan pengukuran dan inspeksi terkait. Staf mengatakan bahwa karena tahap pengembangan peralatan bonding memerlukan verifikasi parameter berulang-ulang, penggunaan peralatan eksternal tidak dapat mengidentifikasi sumber masalah, sehingga perusahaan mengembangkan peralatan pengukuran dan uji kekuatan bonding sendiri.

Starlight Technology menampilkan solusi integrasi sistem litografi dan pengikatan chip skala wafer. Di antaranya, perangkat pengikatan D2D/D2W seri ICB memiliki akurasi pasca-pengikatan ±0,3μm, perangkat pengikatan campuran iHC 3000 D2W memiliki akurasi pasca-pengikatan ±0,1μm, dan perangkat pengikatan W2W seri IAB memiliki akurasi pasca-pengikatan ±2μm.

Namun, para praktisi juga menyatakan bahwa proses W2W sudah matang, dan pertempuran sebenarnya terletak pada D2W. Sebenarnya, sejak tahun 2008, ikatan lebur W2W pertama kali diterapkan pada produk sensor gambar CMOS, untuk menukar posisi dioda fotonik dengan lapisan logam, mengurangi refleksi sinyal dan silang gangguan. Pada tahun 2017, Sony meluncurkan CIS bertumpuk tiga lapis, pada tahun 2018, Yangtze Memory Technologies mengembangkan 3D NAND, pada tahun 2019, IM EC Teknologi power-backside telah diterapkan secara bertahap melalui proses bonding. Pada tahun 2022, teknologi bonding wafer MicroLED mulai diterapkan; pada tahun 2023, Samsung memasukkan hybrid bonding ke dalam rute HBM4; pada tahun 2024, arsitektur VCT DRAM stack vertikal diluncurkan. Di sisi lain, peralatan hybrid bonding D2W saat ini didominasi oleh BESI dari Belanda, dan secara global, hanya TSMC yang memiliki kemampuan produksi massal proses D2W. Meskipun produsen domestik telah meluncurkan prototipe, hampir semuanya masih berada dalam tahap verifikasi dan belum memiliki produk matang siap produksi massal. Kesulitan D2W tidak hanya terletak pada peralatannya sendiri, tetapi lebih pada kurangnya ekosistem industri. Pertama, permintaan hilir belum ada; saat ini tidak ada pelanggan domestik yang memproduksi massal dengan proses D2W, sehingga tidak ada kejelasan mengenai kebutuhan parameter proses spesifik dari sisi hilir. Kedua, sumber daya verifikasi sangat terbatas; sumber daya R&D pabrik wafer terkemuka dan bahan wafer bernilai tinggi sangat terbatas, sehingga produsen baru sulit memperoleh kesempatan verifikasi jalur produksi yang memadai. Ketiga, ambang kolaborasi lintas tahap sangat tinggi; hybrid bonding bukan hanya masalah peralatan tunggal, tetapi memerlukan integrasi dengan proses hulu seperti kompensasi litografi, sehingga merupakan rekayasa sistem lintas tahap. Perusahaan hybrid bonding luar negeri semuanya menerapkan model kolaborasi antar-pihak untuk mengintegrasikan modul unggulan di setiap tahap, tanpa ada entitas tunggal yang mampu menyelesaikan seluruh rantai secara mandiri.

Selain国产化 peralatan semikonduktor yang sedang berjalan pesat,国产化 komponen inti juga semakin dipercepat.

Seiring dengan terus meningkatnya proses semikonduktor canggih, peralatan presisi tinggi menuntut standar yang lebih tinggi dalam hal stabilitas operasi, akurasi posisi nano, dan kemampuan penekanan getaran mikro. Peningkatan kinerja komponen tunggal sudah tidak lagi mampu memenuhi kebutuhan kompleks dari proses presisi saat ini. Sebelumnya, komponen inti terkait sebagian besar dikuasai oleh produsen luar negeri. Namun, Grano Precision meluncurkan dua produk baru tipe air bearing aktif, SFE300B dan SFL300A, yang pertama kali mencapai terobosan lokal. Selain itu, Grano Precision juga mengembangkan sistem kontrol gerak presisi tinggi. Menurut informasi, kinerja inti seri produk ini pada dasarnya sejajar dengan produsen luar negeri ACS, sehingga dapat langsung menggantikan produk tersebut, dan selanjutnya hanya perlu mengembangkan dan menyempurnakan modul fungsional.

Setelah menjelajahi pameran CSEAC 2026, satu kesan jelas adalah: industri peralatan semikonduktor domestik sedang berpindah dari terobosan kunci menuju pembangunan ekosistem. Seiring ekosistem yang semakin sempurna, substitusi peralatan domestik secara bertahap memasuki tahap yang lebih dalam. Bidang-bidang yang sebelumnya jarang atau bahkan tidak pernah disentuh kini mulai dibanjiri pemain. Sepuluh tahun lalu, kita masih cemas apakah ada mesin etching dan mesin pembersih buatan domestik; hari ini, kita sudah bisa membahas apakah ada peralatan lengkap sepanjang rantai pasok, yang merupakan perubahan kualitatif dalam ekosistem industri.

Namun, tantangan di wilayah yang lebih dalam juga menghadang: pulau teknologi mesin ion implantasi, celah produksi massal D2W bonding, ambang kepercayaan peralatan pengukuran dan inspeksi... semuanya ini tidak bisa diselesaikan hanya dengan terobosan tunggal, melainkan memerlukan validasi kolaboratif dari seluruh rantai industri, serta investasi R&D yang intensif dan berkelanjutan. Toh, yang mudah sudah selesai dilakukan, yang tersisa adalah tulang keras.

Artikel ini berasal dari akun WeChat "Semiconductor Industry纵横" (ID: ICViews), penulis: Pengcheng