芯耀
7113
最近读到一份半导体射频电源专题报告，就像打开了半导体设备“动力心脏”的说明书。
射频电源这东西听起来专业，其实是半导体制造里实打实的 “关键先生”—— 没有它，刻蚀、CVD、镀膜这些核心工艺根本玩不转。下面就从结构、作用、市场格局和国产替代这几个角度，用大白话聊聊这份报告里的核心信息。
一、先搞懂：射频电源到底是个啥 “构造”？
说射频电源是 “心脏”，那它的 “五脏六腑” 得先理清楚。简单讲，它就是个能产生高频交流电的设备，但半导体专用的射频电源，频率得控制在 2MHz 到 60MHz 之间，还得满足 “稳、准、匹配” 三个要求，这背后靠的是五大核心模块协同工作：
第一个是射频信号源，相当于 “信号发射器”，负责给出最基础的频率信号，这是后续所有工作的起点；
接着是放大模块，得把基础信号 “放大” 到工艺需要的功率，不过信号放大后容易 “跑偏”（出现移相），还得靠专门的器件调一调，避免信号互相抵消；
然后是匹配器，这是个 “平衡大师”—— 要是电源的阻抗和设备负载不匹配，信号会被反射，不仅浪费能量，还可能烧坏电源，匹配器就是解决这个问题的；
再就是开关电源，像个 “电力转换器”，把日常的交流电变成直流电，给其他模块供电；
最后是控制模块，相当于 “大脑”，实时盯着功率、频率这些参数，一旦超标就警报或微调，它的反应速度直接影响工艺稳不稳定。
不过这东西技术门槛不低，最核心的难题有三个：一是参数得稳，频率、功率哪怕差一点，薄膜厚度、刻蚀精度就会出问题；二是制程越来越小（比如 3D IC），工艺里的功率、压力变化快，电源得跟着快速调整；三是得避免产生 “电弧”，一旦出现电弧，整批晶圆可能就废了，损失不小。
二、再看用：半导体制造离了它真不行
射频电源在半导体厂里，就像水电在家庭生活里一样基础，从刻蚀到镀膜，多个关键环节都得靠它：
先说说干法刻蚀，现在半导体刻蚀 90% 以上用的是干法，靠的就是射频电源 —— 把刻蚀气体（比如 CF4）通入反应腔，射频电源产生高频电场，把气体电离成 “等离子体”（有点像带电的气体），这些等离子体再去 “啃” 掉晶圆上不需要的部分，电源稳不稳，直接决定等离子体浓度均不均匀，刻蚀精度高不高。
再看薄膜沉积，比如 PECVD（化学气相沉积）工艺，要在晶圆上镀薄膜，就得靠射频电源把工艺气体电离，让气体在晶圆表面发生反应形成薄膜；还有 HDPCVD 工艺更复杂，得用两个射频电源，一个负责产生等离子体，另一个控制粒子轰击的力度和方向，这样才能在小于 0.5μm 的间隙里镀膜，不出现空洞。
除此之外，干法清洗、离子注入这些环节也离不开它 —— 干法清洗本质是 “轻度刻蚀”，靠射频电源电离气体去除杂质；离子注入要给半导体掺杂，射频电源则帮着产生等离子体，辅助掺杂原子进入晶圆。
不光半导体，光伏的 PECVD 设备、面板的 TFT 阵列制造也会用到射频电源，但半导体对它的要求最高，比如功率要控制在 1KW 到 10KW 之间，比光伏、面板用的电源精度要求严多了。
三、看市场：海外三强垄断，国内占比刚过 10%
现在全球半导体射频电源市场，基本是海外企业的 “天下”，集中度特别高：
先看规模，2022 年全球市场卖了 7.26 亿美元，预计到 2029 年能涨到 14.57 亿美元，每年增速超过 11%，增长主要来自两方面：一是新建晶圆厂需要新设备，二是射频电源寿命只有 5-6 年，比半导体设备其他部件短，得定期换。
再看竞争格局，2022 年全球第一梯队就三家：美国的万机仪器（MKS）、美国优仪（AE）、日本的 DAIHEN，这三家加起来占了 52.95% 的市场份额，差不多一半还多。这三家各有绝活，比如 MKS 专门针对 FinFET 工艺开发了 “自适应脉冲技术”，能精准控制功率；AE 的射频发生器更稳定，匹配网络调得又快又准；DAIHEN 从 1986 年就开始做射频电源，还自己建了实验室测试等离子体性能。
国内市场呢？2022 年规模大概 9660 万美元，只占全球的 13.31%，而且大部分依赖进口。生产方面，北美和日本是主要产地，2022 年这两个地区占了全球近 60% 的生产份额，国内企业还没形成规模优势。
四、聊国产：从 “能做” 到 “能卖”，终于看到曙光
以前国内射频电源基本靠进口，但这几年慢慢有了突破，不少企业已经从 “实验室研发” 走到 “批量供货” 了，虽然还有差距，但进步很明显。
先说说差距在哪儿：
一是体积大，国内有些产品还用电子管或者电子管和晶体管混合的电路，比海外的全固态电源大不少，精密设备里装不下；
二是 “手动操作多”，海外早就有自动匹配网络了，比如 AE 有个算法能预测零件寿命，国内很多还得靠人工调，一不小心就匹配不准；
三是产品单一，海外能做宽频带、微波电源，国内主要集中在中低频率，高端场景还覆盖不到。
但好消息是，国内企业已经开始突围了：比如英杰电气，现在能做半导体刻蚀机、PECVD 设备用的射频电源，2023 年 11 月订单都到 9000 万了，还建了新车间，准备扩大生产；爱科赛博跟半导体设备厂合作，开发 MOCVD 设备用的电源，2023 年利润增长了快一倍；北方华创干脆收购了做射频技术的公司，把电源和设备整合起来；还有恒运昌、伊恩埃这些企业，在匹配器、专利上也有突破。
为啥能突破？
一方面是政策支持，半导体国产化是大方向，研发有补贴，验证有机会；另一方面是国内晶圆厂扩产快，中芯国际、长江存储这些厂需要国产零部件，给了国内企业 “练手” 的机会 —— 以前海外设备厂不认国产电源，现在有了国内晶圆厂的订单，企业就能不断优化产品。
芯科技圈结语：国产替代难，但未来有盼头
射频电源这东西，技术壁垒高，海外企业垄断多年，国内要追上肯定不容易，比如高端频率电源、自动匹配算法这些还得攻关，而且海外设备厂的认证周期长，市场开拓也需要时间。但从报告里能看出来，国内企业已经走在正确的路上，订单在涨，产能在扩，技术在优化。随着国内晶圆厂继续扩产，半导体设备国产化深入，射频电源的国产替代肯定会越来越快，未来可期。
更多关于半导体设备射频电源的报告和精彩内容，欢迎微信扫码加入星球获取。在这里有志同道合的伙伴，让我们走的更远！
加入会员与行业大咖一起交流，数千份高质量半导体资料无限下载！
