【專題 | 「半導(dǎo)體設(shè)備」刻蝕機_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)備基本被國外壟斷，這些龍頭布局豐富，在技術(shù)和市場規(guī)模上擁有更高的話語權(quán)。目前，半導(dǎo)體領(lǐng)域高端前道設(shè)備中，刻蝕設(shè)備是國內(nèi)和國外技術(shù)差距最小的領(lǐng)域，雖然國內(nèi)刻蝕設(shè)備市場份額較小，但在技術(shù)和廣闊的國內(nèi)市場支撐下，國產(chǎn)化替代進程日益加快。
刻蝕機是芯片制造過程中僅次于光刻機的重要核心設(shè)備，和光刻機占前道設(shè)備價值的大約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)，在整個芯片制造和封測過程中，會經(jīng)過上千道加工工序，每一類半導(dǎo)體設(shè)備都有自己不可替代的作用。芯片制造過程中最核心兩大的設(shè)備是光刻機和刻蝕機，其中光刻機精度對芯片精度上限起直接決定作用，刻蝕機是芯片制造工藝中第二大核心設(shè)備，僅次于光刻機。光刻所需尺寸能否實際生產(chǎn)主要是由刻蝕以及沉積薄膜的精度來決定的，所以光刻機和刻蝕機兩大核心設(shè)備之間的相互協(xié)作在整個芯片制造過程中是非常重要的，二者價值在前道設(shè)備中占比接近50%。目前國內(nèi)光刻機領(lǐng)域已取得一定成果，但和國際水平還有很大的距離，刻蝕機領(lǐng)域國內(nèi)技術(shù)最先進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)接近國際水平，但是市場規(guī)模方面還需要繼續(xù)擴大。

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%的刻蝕機市場
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)備市場份額來看，泛林半導(dǎo)體、東京電子和應(yīng)用材料市場份額分別為52%、20%、19%，三家企業(yè)占到了全球刻蝕機市場份額的91%。
刻蝕機設(shè)備國內(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，國內(nèi)刻蝕機市場國產(chǎn)化率僅在20%左右，在國際市場份額中暫未有一席之地，國產(chǎn)化替代有待加速。

圖2 全球刻蝕設(shè)備市場格局

中微公司和北方華創(chuàng)刻蝕機技術(shù)接近國際水平，在半導(dǎo)體設(shè)備中走在國產(chǎn)替代前列
從全球范圍來看，刻蝕機技術(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)體刻蝕接近國際水平，技術(shù)節(jié)點達到了5nm和14nm。具體來看，中微公司在 CCP 刻蝕領(lǐng)域具備明顯優(yōu)勢，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)打入臺積電7nm/5nm產(chǎn)線，是全球唯一進入臺積電產(chǎn)線的國產(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)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，另外在先進制程方面，公司硅刻蝕設(shè)備已經(jīng)突破 14nm 技術(shù)，并且已經(jīng)通過了ICRD驗證，進入了中芯國際14nm產(chǎn)線驗證。整體而言，刻蝕設(shè)備是目前國內(nèi)和國際的技術(shù)差距最小的高端前道設(shè)備。 

表1 國內(nèi)刻蝕設(shè)備相關(guān)領(lǐng)先企業(yè)技術(shù)進展情況

（資料來源：五度易鏈行業(yè)研究中心整理）

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

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