A indústria chinesa de equipamentos semicondutores entra na fase de águas profundas

Quando a indústria global de semicondutores entra na era pós-Lei de Moore, quando a demanda por poder de computação de IA cresce exponencialmente e quando as restrições norte-americanas às exportações de semicondutores para a China continuam a ser apertadas, a indústria chinesa de equipamentos semicondutores está em um ponto de virada histórico.

Nos últimos dez anos, testemunhamos os equipamentos nacionais superarem a transição do desenvolvimento para a produção em massa; nos próximos cinco anos, será decidido se os equipamentos nacionais poderão entrar em linhas de produção avançadas, suportar chips lógicos de processos avançados, atender às demandas de empilhamento de HBM (Memória de Alta Largura de Banda) e alcançar verdadeira autonomia nos elos mais fracos.

De 31 de agosto a 2 de setembro de 2026, a 14ª Exposição de Equipamentos, Materiais e Componentes-Chave da Indústria de Semicondutores (CSEAC 2026) foi inaugurada no Centro Internacional de Exposições Taihu de Wuxi. Este importante evento da indústria tornou-se uma janela rara para observar a cadeia de fornecimento de equipamentos semicondutores nacionais. Desde equipamentos de processo, equipamentos de medição e inspeção até equipamentos de embalagem avançada, visitamos diversas empresas na tentativa de responder a uma pergunta: até onde chegaram os equipamentos semicondutores nacionais?

Equipamentos de fabricação nacional já alcançaram avanços significativos em grandes categorias. Nos segmentos de equipamentos com os maiores mercados, como litografia, corrosão e deposição de filmes finos, surgiram líderes plurais como SMIC e NAURA, cada um se destacando em seus respectivos subsegmentos, liderando o mercado nacional e chegando entre os principais globalmente.

A Zhongwei Company, como líder absoluto no mercado doméstico de equipamentos de蚀刻, acelerou significativamente sua estratégia de plataforma nos últimos anos. Durante a CSEAC deste ano, a Zhongwei Company anunciou o lançamento de várias novas máquinas de processamento microscópico de alta gama, desenvolvidas totalmente por sua própria equipe, incluindo o Primo XD-RIE70 a 90 com relação de aspecto extremamente alta de 70 a 90, e a série Performo QuaStar P EC VD (incluindo Performo QuaStar ON e Performo QuaStar GE), equipamento de deposição atômica de molibdênio metálico Prefima UnicoreAM, sistema integrado de siliceto metálico Preforma Uniflash e PRISMO PDS8 para produção em massa de dispositivos de potência de carbeto de silício HTCVD. Este é o segundo lançamento em alta densidade de novos produtos pela AMEC dentro de seis meses, seguindo o lançamento de quatro novos produtos em março deste ano, alcançando cobertura completa dos principais processos: lógica avançada, tecnologia de semicondutores de potência, deposição de filmes finos e gravação precisa. A AMEC agora possui capacidade abrangente de soluções de equipamentos para processos em múltiplos cenários e cadeias completas. Atualmente, a AMEC já possui mais de 8.800 câmaras de reação em produção em massa em mais de 170 clientes internacionais e domésticos, em mais de 220 linhas de produção de chips e LED, e já estabeleceu centros de pesquisa e desenvolvimento e unidades produtivas em cinco regiões.

A Shanghai Micro Electronics Equipment apresentou sua máquina de litografia seca KrF de frente, sua máquina de litografia de varredura e projeção I-line e produtos de sistemas principais relacionados. Sua máquina de litografia de varredura e projeção I-line utiliza fonte de luz com comprimento de onda de 365 nm e alcançou resolução de 280 nm; sua máquina de litografia de varredura e projeção KrF utiliza fonte de luz com comprimento de onda de 248 nm e alcançou resolução de 110 nm. Segundo informações, o volume acumulado de produção dos clientes dos equipamentos de litografia da Shanghai Micro Electronics excede 10 milhões de wafers.

No entanto, a nacionalização de equipamentos semicondutores nunca foi algo fácil de realizar. Quando desviamos nossa atenção dos equipamentos com o maior mercado, percebemos outra área desafiadora: equipamentos de alta complexidade técnica, mas com mercado relativamente menor, que se tornaram ossos duros que os fabricantes nacionais precisam superar — a máquina de injeção iônica é o exemplo mais representativo.

Anteriormente, os principais players domésticos incluíam Zhongke Xin e Kaishitong, mas nos últimos anos, várias empresas entraram nesse setor. Huaxin North, como referência nacional na plataforma de equipamentos domésticos, já construiu a matriz de produtos de equipamentos semicondutores mais completa do país, abrangendo desde蚀刻 e deposição de filmes até limpeza e tratamento térmico. Durante esta feira, Huaxin North apresentou uma série de soluções, incluindo produtos como máquinas de injeção iônica por imersão de plasma e máquinas de injeção iônica de fluxo médio. A Jingcheng Electric Machinery também está se expandindo para equipamentos de pré-processamento, incluindo sua máquina de injeção iônica em desenvolvimento. Segundo informações, a máquina de injeção iônica de fluxo médio para silício desenvolvida pela Jingcheng Electric Machinery está atualmente em validação por clientes downstream.

Após impulsionar a transformação e modernização de seus negócios em ALD, a Sire Intelligent também avançou no desenvolvimento de equipamentos de injeção iônica, obtendo avanços significativos. Na feira, a Sire Intelligent apresentou a série SR11 HEI de injetores de íons de alta energia, a série SR11 HCI de injetores de íons de grande feixe, o injeitor de íons de médio feixe SRII MCI, o injeitor de íons de hidrogênio SRII H e a série de injetores de íons para carbeto de silício. Segundo informações, as entregas atuais da Sire Intelligent estão principalmente concentradas em injetores de íons de alta energia e de grande feixe, e os injetores de íons para carbeto de silício já estão em fase de validação.

Além dessas empresas tradicionais de equipamentos semicondutores, novas empresas totalmente focadas em implantadores iônicos estão surgindo. A InSemiconductor apresentou na CSEAC desta edição a série de produtos Ai-250, Ai-300, Ai-80HC e Ai-200HC.D, formando uma matriz completa de equipamentos de implantação iônica que cobre fluxos médios, grandes fluxos, alta energia e aplicações especiais, abrangendo duas linhas de processo principais: silício e carbeto de silício. Seu implantador iônico de alta temperatura para carbeto de silício já alcançou produção em massa e envio comercial. Segundo a InSemiconductor, a taxa atual de nacionalização de implantadores iônicos na China é inferior a 15%, sendo que a nacionalização dos modelos de grande fluxo é inferior a 10%, e os modelos de alta energia praticamente não existem no mercado doméstico. Além disso, os implantadores iônicos mais avançados do mundo já foram proibidos de serem exportados para a China, e nem mesmo equipamentos usados correspondentes podem ser adquiridos; as fábricas de wafers domésticas só conseguem utilizar equipamentos de modelos antigos, o que afeta severamente a taxa de rendimento e a estabilidade. Embora nos últimos anos mais empresas tenham entrado nesse setor, o número total de players capazes de oferecer produtos maduros na China ainda é relativamente pequeno, com a maioria ainda em estágios iniciais de validação, e apenas algumas empresas conseguiram alcançar produção em massa e envio comercial. Mais crucialmente, quase todas as empresas chinesas de implantadores iônicos ainda não atingiram lucratividade e estão geralmente em estágios de alto investimento em P&D.

A profundidade da zona de águas profundas não se deve apenas ao pequeno tamanho do mercado, mas também à não transferibilidade das trajetórias tecnológicas. Equipamentos de蚀刻 e deposição de filmes compartilham bases tecnológicas centrais como física de plasma, câmaras a vácuo e potência de rádiofrequência; a experiência acumulada por uma empresa na área de蚀刻 pode ser reutilizada em equipamentos de deposição. No entanto, a máquina de implantação iônica é totalmente diferente: suas tecnologias centrais são óptica iônica, análise eletromagnética de massa e aceleração de alta tensão, aproximando-se mais de aceleradores de partículas do que de equipamentos tradicionais de fabricação semicondutora. O conhecimento tecnológico acumulado em蚀刻 quase não pode ser transferido para máquinas de implantação iônica.

Nos últimos anos, os dados mostraram que a taxa de nacionalização dos equipamentos de inspeção e medição na etapa anterior no país era inferior a 10%, sendo o mais baixo entre todas as categorias de equipamentos semicondutores. Embora os equipamentos de inspeção e medição não produzam diretamente chips, eles determinam se um wafer é um produto合格 ou um descarte. Em processos na escala nanométrica, qualquer pequeno defeito, desvio na espessura do filme ou perda de controle das dimensões críticas (CD) pode levar ao descarte de todo o lote de wafers. Por isso, as fábricas de wafers têm um nível de confiança muito elevado em relação aos equipamentos de inspeção e medição. No entanto, nesta feira, observou-se outro lado: nos últimos anos, os equipamentos nacionais de inspeção e medição já se alinharam e até alcançaram o nível internacional avançado, alcançando produção em massa e entrega.

A Zhongke Feice, como a primeira empresa nacional a implementar uma abordagem de plataforma na área de inspeção e medição, desenvolveu autonomamente uma série de produtos, incluindo equipamentos de inspeção de defeitos em wafer com padrão nanométrico em campo claro, equipamentos de inspeção de defeitos em wafer com padrão nanométrico em campo escuro, equipamentos de inspeção de defeitos em wafer sem padrão, equipamentos de medição de morfologia tridimensional, equipamentos de medição de filmes dielétricos em wafer, equipamentos de medição de precisão de sobreposição, equipamentos de medição de filmes metálicos em wafer e equipamentos de medição de dimensões críticas. Além disso, no campo da semicondutora abrangente e da inspeção industrial, a empresa lançou equipamentos de inspeção de defeitos em painéis OLED e equipamentos de medição de vidro curvo 3D. Segundo informações, esses produtos já cobrem diversas principais fábricas de circuitos integrados na China, com os tipos de equipamentos já em produção ou em validação representando mais de 70% do total do mercado de equipamentos de controle de qualidade. Os funcionários afirmaram que o volume total acumulado de equipamentos entregues é de aproximadamente 1.500 unidades, com experiência madura em produção e entrega, e que o desempenho dos produtos já foi validado por longo prazo pelas principais fábricas de wafer. Os equipamentos avançados de campo claro e escuro já substituíram em alta proporção os produtos da KLA, e algumas linhas de produção totalmente novas optaram diretamente pelos produtos da Feice, sem adquirir equipamentos da KLA.

A Yawei Semiconductor apresentou sua estrutura de produtos nas quatro áreas de fabricação de substratos de máscara, fabricação de máscaras, fabricação de chips e embalagem avançada. Segundo informações, seus equipamentos de inspeção relacionados a máscaras (Mask) apresentam o avanço mais rápido, com alguns já alcançando o nível dos melhores do exterior e podendo ser totalmente substituídos; esses equipamentos já foram adotados pelas principais fábricas de wafers nacionais.

A Dongfang Jingyuan exibiu equipamentos de medição e inspeção por feixe de elétrons, incluindo CD-SEM (equipamento de medição de dimensões críticas), HV-SEM (equipamento de feixe de elétrons de alta energia), EBI (equipamento de inspeção de defeitos por feixe de elétrons) e DR-SEM (equipamento de reinspeção de defeitos por feixe de elétrons). O equipamento EBI pode ser utilizado em processos lógicos ≥28nm e processos 3D NAND ≥200 camadas, com corrente de feixe de inspeção na ordem de 100 nA e algoritmo de classificação automática de defeitos baseado em aprendizado profundo; o HV-SEM pode ser utilizado em processos lógicos ≤14 nm, processos 3D NAND ≥200 camadas e processos avançados de DRAM, com energia de impacto de até 45 keV; a repetibilidade de medição do CD-SEM alcança 0,15 nm e a uniformidade do equipamento alcança 0,1 nm.

Além desses principais equipamentos de detecção de fluxo, os equipamentos nacionais de detecção também alcançaram avanços em algumas áreas tecnológicas emergentes ou especializadas, que, embora tenham mercados pequenos, são cruciais.

A Gaze Technology apresentou seus produtos, incluindo o equipamento IR300 para medição de espessura de camadas epitaxiais de wafers, o medidor de espessura AP300 e o equipamento de detecção de tensão interna ID300 para wafers. O IR300 utiliza tecnologia de infravermelho de Fourier (FTIR), calculando a espessura da camada por meio da análise do sinal de interferência. Segundo informações, a nacionalização desse tipo de equipamento começou em 2023; anteriormente, o mercado doméstico era dominado por marcas estrangeiras como Onto e Semilab, e atualmente as principais fabricantes chinesas de wafers de silício grande já passaram a adotar produtos da Gaze.

A Weichong Semiconductor apresentou seus equipamentos, incluindo a série ASPIRER para inspeção de wafers de segunda harmônica, a série BRAVERY para medição térmica e a série CLARITY para microscópio de varredura ultrassônica. Entre eles, o equipamento de detecção de segunda harmônica, baseado no princípio de excitação a laser, é utilizado para detectar defeitos elétricos em interfaces e camadas, cargas superficiais, características da rede cristalina e qualidade cristalina, cobrindo múltiplos processos, como filmes finos, epitaxia,蚀刻, difusão, limpeza e CMP, em wafers sem padrão. Segundo a empresa, os métodos convencionais de inspeção óptica de campo claro/escuro e inspeção por feixe de elétrons só conseguem observar a superfície do wafer e não conseguem capturar informações sobre interfaces internas, não existindo atualmente outras soluções de inspeção maduras e substitutas. Além disso, durante o processo de detecção de segunda harmônica, o aumento de temperatura no ponto de excitação é apenas de 2-3 graus, não causando dano adicional ao corpo do wafer. A Weichong Semiconductor afirmou que os segmentos tradicionais de medição de espessura de filme e inspeção óptica de campo claro/escuro já estão altamente saturados e intensamente competitivos; por isso, a equipe optou por não entrar nesses segmentos. Em vez disso, introduziu o princípio da detecção de segunda harmônica no campo da medição e inspeção semicondutora.

Embora anteriormente houvesse uma grande diferença entre os equipamentos de inspeção domésticos e os estrangeiros, nos últimos anos, com clientes finais abrindo-se à validação e deixando de operar em isolamento, o avanço tecnológico geral da indústria acelerou significativamente. Mais importante ainda, os equipamentos domésticos de inspeção estão florescendo, não apenas alcançando avanços nos principais equipamentos, mas também se posicionando em nichos, segmentos específicos e novas áreas emergentes. No entanto, profissionais da indústria também indicam que, ao adquirir novos equipamentos, as principais fábricas de wafers ainda mantêm equipamentos importados como referência padrão, exigindo que a validação dos produtos seja realizada por meio de comparação com máquinas similares no exterior, verificando o desempenho dos equipamentos domésticos pela reprodução dos resultados de inspeção das máquinas estrangeiras.

No passado, o papel do empacotamento na cadeia de suprimentos de semicondutores era apenas envolver e conectar chips já fabricados, com baixo conteúdo tecnológico e valor agregado limitado. Mas tudo isso foi totalmente revolucionado na era da IA. Na era pós-Moore, o empacotamento avançado tornou-se a via chave para continuar o crescimento do poder de processamento. O empacotamento já não se limita a apenas envolver, mas determina diretamente o desempenho, o consumo de energia e o custo dos chips. E os equipamentos de ligação são justamente o ponto crucial do empacotamento avançado. Classificados pelo objeto de ligação, dividem-se principalmente em duas categorias: W2W (wafer-to-wafer) e D2W (die-to-wafer).

A Qinghe Crystal se especializa em equipamentos de ligação de wafers, apresentando produtos como equipamentos de ligação em temperatura ambiente e ultra-alto vácuo, equipamentos de ligação híbrida hidrofílica/W2W, equipamentos de ligação anódica por compressão térmica e equipamentos de ligação híbrida C2W/CWW. Entre eles, o equipamento de ligação em temperatura ambiente e ultra-alto vácuo utiliza bombardeamento de feixe de íons em ultra-alto vácuo para ativar a superfície dos materiais, permitindo a formação de ligações químicas sólidas sem necessidade de aquecimento ou recozimento.

A Toppings Technology apresentou o equipamento de ligação híbrida de wafer Dione 300 e o equipamento de ligação fundida chip para wafer Pleione 300 HS. O Dione 300 é um equipamento de ligação híbrida wafer para wafer (W2W), aplicado em processos avançados de integração heterogênea tridimensional. Já o equipamento de ligação fundida Pleione 300 HS não requer meio de ligação ou adesivo, permitindo ligação direta em temperatura ambiente e possibilitando a seleção de chips conhecidos como bons para participação na ligação, aumentando significativamente a taxa de rendimento.

Xinhui Lianxin é outra força importante no campo de equipamentos de ligação híbrida, apresentando a série CANOPUS de equipamentos de ligação híbrida W2W e a série SIRIUS de equipamentos de ligação híbrida D2W. A Xinhui Lianxin afirmou que, atualmente, apenas ela e mais uma empresa nacional conseguiram entregar equipamentos D2W. Além disso, a Xinhui Lianxin também exibiu equipamentos relacionados de medição e inspeção. Os funcionários indicaram que, devido à necessidade de validação repetida de parâmetros durante a fase de desenvolvimento dos equipamentos de ligação, o uso de equipamentos externos não permite identificar a origem dos problemas; por isso, a empresa desenvolveu internamente equipamentos complementares de medição e detecção de força de ligação.

A星空科技 apresenta soluções integradas de litografia e ligação em nível de wafer. Entre elas, os equipamentos de ligação D2D/D2W da série ICB alcançam precisão pós-ligação de ±0,3 μm; o equipamento de ligação híbrida iHC 3000 D2W alcança precisão pós-ligação de ±0,1 μm; e os equipamentos de ligação W2W da série IAB alcançam precisão pós-ligação de ±2 μm.

No entanto, os profissionais também afirmaram que o processo W2W já está maduro, e a verdadeira batalha difícil está no D2W. Na verdade, já em 2008, a ligação por fusão W2W foi aplicada pela primeira vez em produtos de sensores de imagem CMOS, permitindo a troca entre o fotodíodo e a camada metálica, reduzindo reflexões e interferência de sinal. Em 2017, a Sony lançou o CIS empilhado em três camadas, em 2018 a Yangtze Memory Technologies lançou o 3D NAND, e em 2019 a IM EC A tecnologia de alimentação traseira aplicou sucessivamente processos de ligação. Em 2022, a tecnologia de ligação em nível de wafer MicroLED foi implementada; em 2023, a Samsung incluiu a ligação híbrida na rota de HBM4; em 2024, foi lançada a arquitetura VCT DRAM empilhada verticalmente. Por outro lado, atualmente, os equipamentos de ligação híbrida D2W são dominados pela holandesa BESI, e globalmente, apenas a TSMC possui capacidade de produção em massa do processo D2W. Embora fabricantes domésticos tenham lançado protótipos, quase todos ainda estão na fase de validação, sem produtos maduros prontos para produção em massa. O motivo pelo qual o D2W é tão desafiador não reside apenas no equipamento em si, mas também na falta de um ecossistema industrial. Primeiro, há falta de demanda a jusante: atualmente, não há clientes domésticos que utilizem produção em massa com o processo D2W, o que impede a definição clara de requisitos específicos de parâmetros de processo. Segundo, os recursos de validação são escassos: as principais fábricas de wafers têm recursos limitados de pesquisa e desenvolvimento e materiais de wafer de alto valor, dificultando a obtenção de oportunidades suficientes de validação em linha por novos entrantes. Terceiro, a barreira de coordenação entre etapas é elevada: a ligação híbrida não é apenas um problema de equipamento isolado, mas exige integração com processos anteriores, como compensação de litografia, configurando-se como um sistema interdisciplinar. Empresas estrangeiras de ligação híbrida adotam modelos colaborativos entre fornecedores para integrar módulos especializados em cada etapa, sem existir entidades independentes capazes de realizar todo o fluxo de trabalho sozinhas.

Além da substituição nacional de equipamentos de semicondutores em pleno andamento, a substituição nacional de componentes essenciais também está acelerando.

À medida que os processos avançados de semicondutores continuam a evoluir, os equipamentos de alta precisão exigem padrões mais elevados em termos de estabilidade operacional, precisão de posicionamento em escala nanométrica e capacidade de supressão de microvibrações. As melhorias individuais em componentes únicos já não conseguem atender às demandas complexas dos processos de precisão atuais. Anteriormente, os componentes centrais relacionados eram majoritariamente monopolizados por fabricantes estrangeiros. A Granruo Precision lançou pela primeira vez dois novos produtos ativos de amortecimento por ar: SFE300B e SFL300A, alcançando uma ruptura pioneira na produção nacional. Além disso, a Granruo Precision desenvolveu um sistema de controle de movimento de alta precisão. Segundo informações, o desempenho central desses produtos é essencialmente equivalente ao dos fabricantes estrangeiros ACS, permitindo substituição direta e imediata, com futuras atualizações limitadas à melhoria de módulos funcionais.

Ao percorrer os pavilhões da CSEAC 2026, uma impressão clara é que a indústria de equipamentos semicondutores nacionais está passando de avanços-chave para a construção de um ecossistema. À medida que o ecossistema se torna cada vez mais completo, a nacionalização dos equipamentos entra em fases mais profundas. Jogadores estão entrando em áreas que antes eram pouco ou nada exploradas. Há dez anos, ainda nos preocupávamos com a existência de equipamentos nacionais de蚀刻 e limpeza; hoje, já podemos discutir a disponibilidade de equipamentos para toda a cadeia produtiva — uma mudança qualitativa no ecossistema industrial.

Mas os desafios das águas profundas também estão diante de nós: a ilha tecnológica das máquinas de implantação iônica, a lacuna na produção em massa da ligação D2W, o limiar de confiança nos equipamentos de medição e inspeção... Nenhum desses problemas pode ser resolvido por avanços isolados; requer validação colaborativa ao longo da cadeia de suprimentos e investimentos contínuos e intensivos em P&D. Após tudo o que já foi feito com facilidade, o que resta são ossos duros.

Este artigo é do canal oficial do WeChat "Semiconductor Industry纵横" (ID: ICViews), autor: Pengcheng