应用材料(Applied Materials)成立于1967年,以自主研发的薄膜沉积系统进入半导体设备市场,并在1992年成为全球最大的半导体设备厂商。此后,公司采取自研与收购并重的策略扩张产品线:1981年通过自研切入刻蚀赛道,而1996年至2011年间的一系列并购,则把检测、计量、CMP、光刻图案生成、激光清洗、湿法工艺、离子注入等环节逐一纳入版图,最终形成产品布局广泛的平台型设备商,收入规模超过两百亿美元。

一条主线:从检测与计量切入

产业链的串联,最早是从“看”和“量”开始的。1997年,应用材料以1.75亿美元收购以色列Opal Technologies,获得用于检查图案化硅晶片以提高产量的系统,以及检测图案化过程中掩模的系统;同年以1.1亿美元收购Orbot Instruments,获得用于验证集成电路生产关键尺寸的高速计量系统。检测与计量是晶圆制造中把控良率的入口,这两笔收购让设备能力从“加工”延伸到了“验证”。

逐环节补齐:CMP、光刻、湿法与清洗

此后并购沿工艺链条依次展开:

时间标的纳入的能力
1999Obsidian Inc.CMP技术
2000Etec Systems光刻图案生成解决方案
2001Schlumberger电子束晶圆检测业务
2004Orqmir Semiconductor半导体晶圆激光清洗技术(2100万美元),补充现有晶片检测系统
2005SCP Global Technologies部门湿法工艺和硅片去污,巩固湿法设备领先地位
2009Semitool3.64亿美元,提升在晶圆封装和存储器铜互联工艺市场的地位

可以看到,检测、计量、平坦化、图案生成、清洗与湿法被依次接入,设备之间的衔接关系也随之建立:检测发现缺陷,清洗与湿法处理表面,CMP保证平坦度,图案生成定义结构。

闭环收口:离子注入

2011年,应用材料以40亿美元收购Varian,获得离子注入系统和晶体管生产技术,第二年即推出20nm设备。离子注入是决定晶体管电学特性的关键环节,这笔收购使公司在薄膜沉积、刻蚀之外,进一步覆盖了掺杂工艺,上下游各环节由此串联成较完整的闭环。目前其离子注入产品线为VIISta Systems,计量检测则涵盖SEM/Vision G7缺陷分析、PRO/Vision电子束检测、UVision 8检测、VeritySEM 5i计量等产品。

常见问题

应用材料为什么要通过并购而不是全部自研来扩张?

公司采用的是自研与收购并重的策略。自研方面,1981年切入刻蚀赛道;并购方面,1996至2011年的一系列收购增加了CMP等设备的供应。两条路径并行,使其产品线得以较快覆盖多个工艺环节。

这些并购最终形成了怎样的产品布局?

目前应用材料在半导体领域的产品覆盖外延、离子注入、氧化/氮化、快速热处理、物理气相沉积、化学气相沉积、化学机械平坦化、电化学沉积、原子层沉积、刻蚀、选择性加工以及计量检测等环节,代表产品包括Centura RP Epi、VIISta Systems、Endura Systems、Reflexion Systems、Centris and Producer Systems等。

离子注入在整条产业链中处于什么位置?

离子注入属于晶体管生产环节的关键工艺,与薄膜沉积、刻蚀共同构成芯片制造的核心步骤。通过收购Varian获得离子注入系统与晶体管生产技术后,应用材料在这一环节具备了相应设备供应能力。