摘要：離子注入機(jī)是半導(dǎo)體制造領(lǐng)域的核心工藝設(shè)備，其通過(guò)將特定種類(lèi)離子以精確控制的能量和劑量注入半導(dǎo)體材料，實(shí)現(xiàn)對(duì)材料電學(xué)性能的精準(zhǔn)調(diào)控。作為現(xiàn)代集成電路制造中不可或缺的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，離子注入機(jī)在摻雜工藝環(huán)節(jié)發(fā)揮著關(guān)鍵作用，通過(guò)改變半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電特性來(lái)構(gòu)建晶體管等基礎(chǔ)器件結(jié)構(gòu)，為大規(guī)模集成電路的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。近年來(lái)，5G通信、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)的蓬勃發(fā)展帶動(dòng)全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)持續(xù)擴(kuò)張，直接推動(dòng)了離子注入機(jī)市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)離子注入機(jī)市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)從2016年的23.22億元增長(zhǎng)至2024年的141.93億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率為25.39%。未來(lái)隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)持續(xù)升級(jí)和國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程加速，中國(guó)離子注入機(jī)行業(yè)將迎來(lái)更廣闊的發(fā)展空間。

一、定義及分類(lèi)

離子注入機(jī)是高壓小型加速器中的一種，應(yīng)用數(shù)量最多。它是由離子源得到所需要的離子，經(jīng)過(guò)加速得到幾百千電子伏能量的離子束流，用做半導(dǎo)體材料、大規(guī)模集成電路和器件的離子注入，還用于金屬材料表面改性和制膜等。如今離子注入已是現(xiàn)代微電子工藝中必不可少的一項(xiàng)工藝技術(shù)，沒(méi)有其他技術(shù)可以提供與離子注入相當(dāng)?shù)墓に嚳刂坪椭貜?fù)性。離子注入機(jī)與光刻機(jī)、刻蝕機(jī)和鍍膜機(jī)并稱(chēng)為集成電路半導(dǎo)體裝備四大核心設(shè)備，開(kāi)發(fā)難度僅次于光刻機(jī)。常用的生產(chǎn)型離子注入機(jī)主要有三種類(lèi)型：低能大束流離子注入機(jī)、高能離子注入機(jī)和中束流離子注入機(jī)。

二、行業(yè)政策

由于離子注入機(jī)在集成電路制造前道設(shè)備中的不可替代性和目前被美日龍頭企業(yè)壟斷的市場(chǎng)現(xiàn)狀，我國(guó)在政策上對(duì)離子注入機(jī)重視程度較高，在多項(xiàng)政策中將離子注入機(jī)的研發(fā)列為戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)。例如，2024年9月，工信部辦公廳印發(fā)《工業(yè)重點(diǎn)行業(yè)領(lǐng)域設(shè)備更新和技術(shù)改造指南》，將“電子元器件關(guān)鍵部件成型設(shè)備：主要更新印刷機(jī)、光刻機(jī)、薄膜沉積設(shè)備、離子注入機(jī)、分選機(jī)等”列為重點(diǎn)方向。2024年11月，國(guó)家發(fā)展改革委印發(fā)《西部地區(qū)鼓勵(lì)類(lèi)產(chǎn)業(yè)目錄（2025年本）》，將“甘肅省-綠色鍍膜成套裝備研發(fā)及制造，包括真空離子鍍膜、磁控濺射鍍膜、蒸鍍膜離子注入、離子清潔等裝備研發(fā)制造”列為西部地區(qū)新增鼓勵(lì)類(lèi)產(chǎn)業(yè)。

三、行業(yè)壁壘

1、技術(shù)壁壘

離子注入機(jī)作為半導(dǎo)體制造的核心設(shè)備，涉及等離子體物理、精密機(jī)械、自動(dòng)控制等多學(xué)科交叉技術(shù)，技術(shù)復(fù)雜度極高。設(shè)備需要實(shí)現(xiàn)納米級(jí)精度的離子束控制、超高真空環(huán)境維持以及穩(wěn)定的劑量均勻性，對(duì)關(guān)鍵部件如離子源、質(zhì)量分析器、加速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制造要求極為嚴(yán)苛。目前，高能離子注入、超低溫注入等先進(jìn)工藝技術(shù)仍被國(guó)際巨頭壟斷，國(guó)內(nèi)企業(yè)在束流穩(wěn)定性、工藝一致性等方面存在明顯差距，技術(shù)突破需要長(zhǎng)期積累和跨學(xué)科協(xié)同創(chuàng)新。

2、資金壁壘

離子注入機(jī)行業(yè)屬于典型的重資產(chǎn)領(lǐng)域，設(shè)備研發(fā)和產(chǎn)線建設(shè)需要巨額資金投入。單臺(tái)設(shè)備研發(fā)成本通常高達(dá)數(shù)千萬(wàn)美元，涉及高端材料采購(gòu)、精密零部件加工以及復(fù)雜的系統(tǒng)集成。同時(shí)，半導(dǎo)體設(shè)備驗(yàn)證周期長(zhǎng)，客戶導(dǎo)入需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的工藝測(cè)試和量產(chǎn)驗(yàn)證，離子注入機(jī)企業(yè)必須持續(xù)投入維持現(xiàn)金流。高額的研發(fā)投入和漫長(zhǎng)的回報(bào)周期形成了顯著的行業(yè)門(mén)檻，新進(jìn)入離子注入機(jī)行業(yè)的企業(yè)難以在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)資金平衡。

3、研發(fā)周期壁壘

離子注入機(jī)從技術(shù)研發(fā)到商業(yè)化應(yīng)用往往需要5年以上的長(zhǎng)周期，包括原理驗(yàn)證、工程樣機(jī)、客戶測(cè)試等多個(gè)階段。設(shè)備需要與晶圓廠實(shí)際工藝深度磨合，反復(fù)優(yōu)化參數(shù)穩(wěn)定性與可靠性。國(guó)際領(lǐng)先企業(yè)通過(guò)數(shù)十年技術(shù)迭代積累了豐富的工藝數(shù)據(jù)庫(kù)，而后來(lái)者需要從頭構(gòu)建技術(shù)體系，面臨更長(zhǎng)的學(xué)習(xí)曲線。這種長(zhǎng)周期特性使得離子注入機(jī)行業(yè)后發(fā)企業(yè)難以快速追趕，形成顯著的先發(fā)優(yōu)勢(shì)壁壘。

四、產(chǎn)業(yè)鏈

1、行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析

離子注入機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈上游為原材料及零部件，其中，原材料包括金屬、陶瓷、高分子材料；零部件包括傳動(dòng)系統(tǒng)、光路系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、掃描系統(tǒng)、高壓電氣系統(tǒng)等。產(chǎn)業(yè)鏈中游為離子注入機(jī)的設(shè)計(jì)和制造。產(chǎn)業(yè)鏈下游為應(yīng)用領(lǐng)域，包括集成電路、IGBT、太陽(yáng)能電池以及AMOLED面板制造。離子注入機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈如下圖所示：

離子注入機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈

金屬

江蘇法爾勝股份有限公司

湖北福星科技股份有限公司

貴州鋼繩股份有限公司

興達(dá)國(guó)際控股有限公司

陶瓷

廣東東鵬控股股份有限公司

廣東天安新材料股份有限公司

蒙娜麗莎集團(tuán)股份有限公司

山東國(guó)瓷功能材料股份有限公司

廣東四通集團(tuán)股份有限公司

惠達(dá)衛(wèi)浴股份有限公司

帝歐家居集團(tuán)股份有限公司

高分子材料

東莞寶建高分子材料有限公司

東莞市南炬高分子材料有限公司

山東東岳高分子材料有限公司

昆山科信高分子材料有限公司

傳動(dòng)系統(tǒng)

上海磁雷革傳動(dòng)系統(tǒng)有限公司

蕪湖珅躍傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)備有限公司

上海布拓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)備有限公司

南京越博動(dòng)力系統(tǒng)股份有限公司

上游

2、行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)分析

（1）上海萬(wàn)業(yè)企業(yè)股份有限公司

上海萬(wàn)業(yè)企業(yè)股份有限公司主要經(jīng)營(yíng)兩大核心業(yè)務(wù)：一方面是專(zhuān)注于集成電路核心裝備的研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售與技術(shù)服務(wù)，另一方面是存量房地產(chǎn)業(yè)務(wù)的銷(xiāo)售與去化。公司旗下凱世通和嘉芯半導(dǎo)體主要從事集成電路核心裝備業(yè)務(wù)。其中，公司旗下控股子公司凱世通作為國(guó)內(nèi)離子注入機(jī)的設(shè)備領(lǐng)軍者，研發(fā)量產(chǎn)的低能大束流離子注入機(jī)、高能離子注入機(jī)等系列產(chǎn)品。2024年，凱世通獲得3家頭部客戶批量重復(fù)訂單，并新增開(kāi)拓2家新客戶訂單。截至2024年，凱世通的主要產(chǎn)品在客戶銷(xiāo)售方面取得顯著成果：低能大束流離子注入機(jī)客戶已突破11家；超低溫離子注入機(jī)客戶突破7家；高能離子注入機(jī)客戶也突破2家。目前，凱世通已經(jīng)形成了一系列具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，先后量產(chǎn)了技術(shù)難度最高、市場(chǎng)需求最大的低能大束流離子注入機(jī)與高能離子注入機(jī)，并實(shí)現(xiàn)了12英寸晶圓廠產(chǎn)線應(yīng)用國(guó)產(chǎn)化突破以及產(chǎn)業(yè)化推廣。通過(guò)持續(xù)高強(qiáng)度地自主研發(fā)創(chuàng)新和技術(shù)迭代支持，凱世通已收獲了多家重點(diǎn)客戶的批量重復(fù)訂單，覆蓋邏輯、存儲(chǔ)、功率、CIS四大應(yīng)用領(lǐng)域。數(shù)據(jù)顯示，2024年萬(wàn)業(yè)企業(yè)專(zhuān)用設(shè)備制造收入為2.41億元。

（2）華海清科股份有限公司

華海清科股份有限公司作為一家擁有核心自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高端半導(dǎo)體裝備供應(yīng)商，公司始終堅(jiān)持以技術(shù)創(chuàng)新為企業(yè)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力，并努力踐行“裝備+服務(wù)”的平臺(tái)化發(fā)展戰(zhàn)略，深耕集成電路制造上游產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵領(lǐng)域，大力發(fā)掘CMP裝備、減薄裝備、劃切裝備、邊拋裝備、離子注入裝備、濕法裝備、晶圓再生、耗材服務(wù)等集成電路領(lǐng)域的新機(jī)會(huì)，持續(xù)優(yōu)化企業(yè)管理體系，強(qiáng)化產(chǎn)品質(zhì)量與客戶服務(wù)保障能力，努力提高產(chǎn)品市場(chǎng)表現(xiàn)及競(jìng)爭(zhēng)能力。在離子注入裝備領(lǐng)域，公司為積極落實(shí)“裝備+服務(wù)”的平臺(tái)化發(fā)展戰(zhàn)略，豐富公司產(chǎn)品品類(lèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)離子注入核心技術(shù)的吸收和轉(zhuǎn)化，跨越式地完成新產(chǎn)品和新業(yè)務(wù)板塊布局，公司完成對(duì)芯崳公司的控股權(quán)收購(gòu)。芯崳公司主要從事集成電路離子注入機(jī)的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售，其核心技術(shù)團(tuán)隊(duì)通過(guò)不斷地優(yōu)化和技術(shù)迭代，所開(kāi)發(fā)的新一代束流系統(tǒng)可以提高晶圓顆粒污染控制效果和晶圓的裝載效率。目前芯崳公司實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的主要產(chǎn)品為低能大束流離子注入裝備，已實(shí)現(xiàn)多臺(tái)驗(yàn)收，并積極推進(jìn)更多品類(lèi)離子注入裝備的開(kāi)發(fā)驗(yàn)證。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2024年華海清科半導(dǎo)體行業(yè)營(yíng)業(yè)收入為34.06億元，同比增長(zhǎng)35.81%。

五、行業(yè)現(xiàn)狀

離子注入機(jī)是半導(dǎo)體制造領(lǐng)域的核心工藝設(shè)備，其通過(guò)將特定種類(lèi)離子以精確控制的能量和劑量注入半導(dǎo)體材料，實(shí)現(xiàn)對(duì)材料電學(xué)性能的精準(zhǔn)調(diào)控。作為現(xiàn)代集成電路制造中不可或缺的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，離子注入機(jī)在摻雜工藝環(huán)節(jié)發(fā)揮著關(guān)鍵作用，通過(guò)改變半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電特性來(lái)構(gòu)建晶體管等基礎(chǔ)器件結(jié)構(gòu)，為大規(guī)模集成電路的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。近年來(lái)，5G通信、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)的蓬勃發(fā)展帶動(dòng)全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)持續(xù)擴(kuò)張，直接推動(dòng)了離子注入機(jī)市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)離子注入機(jī)市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)從2016年的23.22億元增長(zhǎng)至2024年的141.93億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率為25.39%。未來(lái)隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)持續(xù)升級(jí)和國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程加速，中國(guó)離子注入機(jī)行業(yè)將迎來(lái)更廣闊的發(fā)展空間。

六、發(fā)展因素

1、有利因素

（1）半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的持續(xù)擴(kuò)張

隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、5G通信等新興技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)高性能計(jì)算芯片、存儲(chǔ)芯片、傳感器芯片等半導(dǎo)體產(chǎn)品的需求不斷增加。這促使半導(dǎo)體制造企業(yè)不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模、提升制程工藝，從而需要更多的離子注入機(jī)設(shè)備來(lái)滿足生產(chǎn)需求。例如，先進(jìn)的制程工藝如3納米、5納米及以下制程的芯片制造，對(duì)離子注入機(jī)的精度、均勻性和效率提出了更高的要求，推動(dòng)離子注入機(jī)技術(shù)的不斷升級(jí)和創(chuàng)新。全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出區(qū)域多元化發(fā)展的趨勢(shì)，除了傳統(tǒng)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)，亞洲、歐洲等地的一些國(guó)家和地區(qū)也在積極發(fā)展半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，加大了對(duì)離子注入機(jī)等半導(dǎo)體設(shè)備的投資和采購(gòu)，為離子注入機(jī)產(chǎn)業(yè)提供了更廣闊的市場(chǎng)空間。

（2）產(chǎn)業(yè)政策的支持

政府將高端裝備制造業(yè)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)予以重點(diǎn)支持，出臺(tái)了一系列鼓勵(lì)政策，包括財(cái)政補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠、科研項(xiàng)目支持等，為離子注入機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了良好的政策環(huán)境。與此同時(shí)，政府對(duì)半導(dǎo)體、光伏、納米材料、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的支持，也將間接帶動(dòng)離子注入機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。例如，政府對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的投資和扶持，將促進(jìn)半導(dǎo)體制造企業(yè)對(duì)離子注入機(jī)等設(shè)備的采購(gòu)和使用。

（3）光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

在能源轉(zhuǎn)型的大背景下，光伏發(fā)電作為一種清潔、可再生的能源來(lái)源，得到了廣泛地應(yīng)用和推廣。太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)過(guò)程中，離子注入技術(shù)可用于摻雜硅片，提高電池的轉(zhuǎn)換效率和性能。隨著光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)離子注入機(jī)的需求也將持續(xù)增加，特別是在新型太陽(yáng)能電池技術(shù)的研發(fā)和生產(chǎn)中，離子注入機(jī)將發(fā)揮重要作用。與此同時(shí)，中國(guó)政府紛紛出臺(tái)支持光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策，包括補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠、可再生能源配額等，這些政策有力地推動(dòng)了光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，間接帶動(dòng)了離子注入機(jī)市場(chǎng)的增長(zhǎng)。

2、不利因素

（1）技術(shù)門(mén)檻高

離子注入機(jī)包含五大結(jié)構(gòu)：離子源、離子引入和質(zhì)量分析器、加速管、掃描系統(tǒng)和工藝腔。其中僅離子源中就涵蓋起弧室、氣化噴嘴、電爐、氣體導(dǎo)入室、DI冷卻水入口、摻雜劑氣體入口等。在半導(dǎo)體設(shè)備技術(shù)體系中，離子注入機(jī)的研發(fā)難度僅次于光刻機(jī)，其工藝驗(yàn)證周期長(zhǎng)達(dá)2～3個(gè)月，需待芯片制造完成后通過(guò)電性測(cè)量方能評(píng)估注入質(zhì)量。其中低能大束流離子注入機(jī)是技術(shù)門(mén)檻最高產(chǎn)品，主要是離子存在同性相斥的物理特性，需要處理極端能量和束流大這兩者之間的矛盾。

（2）市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈

離子注入機(jī)市場(chǎng)長(zhǎng)期被應(yīng)用材料、亞舍立等國(guó)際巨頭壟斷，頭部企業(yè)憑借先發(fā)優(yōu)勢(shì)構(gòu)建了完善的技術(shù)專(zhuān)利壁壘和客戶粘性。新進(jìn)入者面臨嚴(yán)峻的市場(chǎng)擠壓，不僅需要突破關(guān)鍵技術(shù)，還需克服客戶對(duì)設(shè)備可靠性的信任障礙。半導(dǎo)體制造廠商通常與現(xiàn)有供應(yīng)商保持長(zhǎng)期合作關(guān)系，對(duì)更換設(shè)備持謹(jǐn)慎態(tài)度，導(dǎo)致新品牌的市場(chǎng)導(dǎo)入周期漫長(zhǎng)。此外，國(guó)際巨頭通過(guò)垂直整合形成產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步鞏固市場(chǎng)地位，新進(jìn)入離子注入機(jī)的企業(yè)難以在短期內(nèi)建立競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

（3）設(shè)備成本較高

離子注入機(jī)作為半導(dǎo)體制造的關(guān)鍵設(shè)備，其高昂的成本構(gòu)成了顯著的市場(chǎng)門(mén)檻。設(shè)備研發(fā)需要投入大量資金用于精密部件制造和復(fù)雜系統(tǒng)集成，離子源、質(zhì)量分析器等核心組件的加工精度要求極高，導(dǎo)致生產(chǎn)成本居高不下。同時(shí)，離子注入機(jī)運(yùn)行維護(hù)成本昂貴，需要定期更換易損件并保持超高真空環(huán)境，對(duì)廠房設(shè)施和配套系統(tǒng)也有嚴(yán)格要求。工藝驗(yàn)證周期長(zhǎng)且成本巨大，從設(shè)備安裝調(diào)試到最終量產(chǎn)認(rèn)證需要經(jīng)歷復(fù)雜的測(cè)試流程，期間產(chǎn)生的晶圓損耗進(jìn)一步增加了使用成本。

七、競(jìng)爭(zhēng)格局

全球離子注入機(jī)主要以應(yīng)用材料（AMAT）、亞舍立（Acelis）、Intevac、日本Nissin、日本住友、日本真空、VARIAN（瓦里安）及SEN等國(guó)外廠商為主導(dǎo)，其中，日本Nissin是AMOLED離子注入機(jī)市場(chǎng)壟斷廠家。國(guó)內(nèi)離子注入機(jī)行業(yè)起步較晚，目前主要企業(yè)有華海清科、萬(wàn)業(yè)企業(yè)、中科信、電科裝備、晉譽(yù)達(dá)、翔域半導(dǎo)體、思銳智能、季華恒一等。

八、發(fā)展趨勢(shì)

未來(lái)，中國(guó)離子注入機(jī)行業(yè)將朝著高能量、高精度、高均勻度、低污染這四個(gè)方向發(fā)展。其中，在低污染方面，低污染離子注入技術(shù)是滿足先進(jìn)制程純凈度要求的必然選擇。設(shè)備制造商正致力于減少金屬污染、顆粒污染和交叉污染，通過(guò)改進(jìn)材料選擇、真空系統(tǒng)和部件設(shè)計(jì)來(lái)提升潔凈度水平。無(wú)殘留注入技術(shù)和低溫處理工藝的發(fā)展，有效降低了器件損傷和雜質(zhì)進(jìn)入。