【專題 | 「半導(dǎo)體設(shè)備」刻蝕機(jī)_薄膜沉積設(shè)備_半導(dǎo)體封裝設(shè)備】

全球半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域高度集中，核心設(shè)備基本被國(guó)外壟斷，這些龍頭布局豐富，在技術(shù)和市場(chǎng)規(guī)模上擁有更高的話語(yǔ)權(quán)。目前，半導(dǎo)體領(lǐng)域高端前道設(shè)備中，刻蝕設(shè)備是國(guó)內(nèi)和國(guó)外技術(shù)差距最小的領(lǐng)域，雖然國(guó)內(nèi)刻蝕設(shè)備市場(chǎng)份額較小，但在技術(shù)和廣闊的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)支撐下，國(guó)產(chǎn)化替代進(jìn)程日益加快。
刻蝕機(jī)是芯片制造過(guò)程中僅次于光刻機(jī)的重要核心設(shè)備，和光刻機(jī)占前道設(shè)備價(jià)值的大約50%
半導(dǎo)體設(shè)備是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)，在整個(gè)芯片制造和封測(cè)過(guò)程中，會(huì)經(jīng)過(guò)上千道加工工序，每一類半導(dǎo)體設(shè)備都有自己不可替代的作用。芯片制造過(guò)程中最核心兩大的設(shè)備是光刻機(jī)和刻蝕機(jī)，其中光刻機(jī)精度對(duì)芯片精度上限起直接決定作用，刻蝕機(jī)是芯片制造工藝中第二大核心設(shè)備，僅次于光刻機(jī)。光刻所需尺寸能否實(shí)際生產(chǎn)主要是由刻蝕以及沉積薄膜的精度來(lái)決定的，所以光刻機(jī)和刻蝕機(jī)兩大核心設(shè)備之間的相互協(xié)作在整個(gè)芯片制造過(guò)程中是非常重要的，二者價(jià)值在前道設(shè)備中占比接近50%。目前國(guó)內(nèi)光刻機(jī)領(lǐng)域已取得一定成果，但和國(guó)際水平還有很大的距離，刻蝕機(jī)領(lǐng)域國(guó)內(nèi)技術(shù)最先進(jìn)的公司是中微公司和北方華創(chuàng)，在技術(shù)上面兩家企業(yè)已經(jīng)接近國(guó)際水平，但是市場(chǎng)規(guī)模方面還需要繼續(xù)擴(kuò)大。

圖1 晶圓制造設(shè)備投資額占比

泛林半導(dǎo)體、東京電子、和應(yīng)用材料壟斷全球91%的刻蝕機(jī)市場(chǎng)
全球刻蝕設(shè)備行業(yè)的龍頭企業(yè)包括泛林半導(dǎo)體(Lam Research)，東京電子(TEL)和應(yīng)用材料(AMAT)三家。從全球刻蝕設(shè)備市場(chǎng)份額來(lái)看，泛林半導(dǎo)體、東京電子和應(yīng)用材料市場(chǎng)份額分別為52%、20%、19%，三家企業(yè)占到了全球刻蝕機(jī)市場(chǎng)份額的91%。
刻蝕機(jī)設(shè)備國(guó)內(nèi)比較領(lǐng)先的有中微公司、北方華創(chuàng)、屹唐半導(dǎo)體和中電科，前三家企業(yè)生產(chǎn)的主要是干法刻蝕設(shè)備，中電科干法和濕法刻蝕設(shè)備均生產(chǎn)。此外，生產(chǎn)刻蝕設(shè)備的企業(yè)還有創(chuàng)世微納、芯源微和華林科納等。目前，國(guó)內(nèi)刻蝕機(jī)市場(chǎng)國(guó)產(chǎn)化率僅在20%左右，在國(guó)際市場(chǎng)份額中暫未有一席之地，國(guó)產(chǎn)化替代有待加速。

圖2 全球刻蝕設(shè)備市場(chǎng)格局

中微公司和北方華創(chuàng)刻蝕機(jī)技術(shù)接近國(guó)際水平，在半導(dǎo)體設(shè)備中走在國(guó)產(chǎn)替代前列
從全球范圍來(lái)看，刻蝕機(jī)技術(shù)三大龍頭是LAM、TEL和AMAT，其中LAM刻蝕技術(shù)占據(jù)全球第一，TEL和AMAT分居第二。國(guó)內(nèi)中微公司、北方華創(chuàng)分別在介質(zhì)和導(dǎo)體刻蝕接近國(guó)際水平，技術(shù)節(jié)點(diǎn)達(dá)到了5nm和14nm。具體來(lái)看，中微公司在 CCP 刻蝕領(lǐng)域具備明顯優(yōu)勢(shì)，在 3D NAND 芯片制造方面，公司的CCP 刻蝕設(shè)備技術(shù)可應(yīng)用于 64 層的量產(chǎn)，此外，公司的介質(zhì)刻蝕設(shè)備已經(jīng)打入臺(tái)積電7nm/5nm產(chǎn)線，是全球唯一進(jìn)入臺(tái)積電產(chǎn)線的國(guó)產(chǎn)刻蝕設(shè)備商。北方華創(chuàng)主要覆蓋 ICP 刻蝕設(shè)備，公司的ICP刻蝕設(shè)備主要用于硅刻蝕和金屬材料的刻蝕，目前28nm 制程以上刻蝕設(shè)備已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，另外在先進(jìn)制程方面，公司硅刻蝕設(shè)備已經(jīng)突破 14nm 技術(shù)，并且已經(jīng)通過(guò)了ICRD驗(yàn)證，進(jìn)入了中芯國(guó)際14nm產(chǎn)線驗(yàn)證。整體而言，刻蝕設(shè)備是目前國(guó)內(nèi)和國(guó)際的技術(shù)差距最小的高端前道設(shè)備。 

表1 國(guó)內(nèi)刻蝕設(shè)備相關(guān)領(lǐng)先企業(yè)技術(shù)進(jìn)展情況

（資料來(lái)源：五度易鏈行業(yè)研究中心整理）

結(jié)語(yǔ)
刻蝕機(jī)作為芯片制造過(guò)程中的核心設(shè)備，提高其市場(chǎng)覆蓋和設(shè)備工藝有利于增強(qiáng)我國(guó)在半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域的話語(yǔ)權(quán)。目前國(guó)內(nèi)在全球刻蝕機(jī)市場(chǎng)份額中占比較小，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)國(guó)產(chǎn)化率僅20%左右，但是在技術(shù)方面，國(guó)內(nèi)中微電子和北方華創(chuàng)作為國(guó)內(nèi)光刻機(jī)領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)先企業(yè)，其刻蝕設(shè)備接近國(guó)際水平，有望引領(lǐng)國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程加速。

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