一、刻蝕設(shè)備行業(yè)簡介
刻蝕是半導(dǎo)體圖案化過程的核心工藝,刻蝕機(jī)被視為半導(dǎo)體制造三大核心設(shè)備之一??涛g設(shè)備主要用于去除特定區(qū)域的材料來形成微小的結(jié)構(gòu)圖案,與光刻、薄膜沉積并稱為半導(dǎo)體制造三大核心設(shè)備,重要性凸顯,地位舉足輕重。
刻蝕可分為濕刻和干刻,濕刻各向異性較差,側(cè)壁容易產(chǎn)生橫向刻蝕造成刻蝕偏差,通常用于工藝尺寸較大的應(yīng)用,干刻是目前主流的刻蝕技術(shù),其中,等離子體干刻應(yīng)用最廣。
根據(jù)等離子體產(chǎn)生方法不同,等離子體刻蝕又劃分為ICP(電感性等離子體刻蝕)和CCP(電容性等離子體刻蝕)兩大類,ICP主要用于硅、金屬以及部分介質(zhì)刻蝕,CCP主要用于介質(zhì)刻蝕。
目前應(yīng)用主要以干法刻蝕為主,市場占比90%以上。濕法刻蝕在小尺寸及復(fù)雜結(jié)構(gòu)應(yīng)用中具有局限性,目前主要用于干法刻蝕后殘留物的清洗。濕法刻蝕可分為化學(xué)刻蝕和電解刻蝕。根據(jù)作用原理,干法刻蝕可分為物理刻蝕(離子銑刻蝕)和化學(xué)刻蝕(等離子刻蝕)。根據(jù)被刻蝕的材料類型,干法刻蝕則可分為金屬刻蝕、介質(zhì)刻蝕與硅刻蝕。ICP與CCP是應(yīng)用最為廣泛的刻蝕設(shè)備。
二、刻蝕設(shè)備行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈
刻蝕設(shè)備在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用。在半導(dǎo)體制程中,刻蝕設(shè)備主要用于將光刻技術(shù)產(chǎn)生的電路圖從半導(dǎo)體材料上轉(zhuǎn)移到目標(biāo)芯片上。具體來說,刻蝕設(shè)備通過物理或化學(xué)方法將電路圖從光刻膠上轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體材料上,然后去除光刻膠,最終得到所需的電路圖形。刻蝕設(shè)備上游成本包括直接材料、直接人工和制造費(fèi)用。其中直接材料成本就是機(jī)械類、電氣類、真空系統(tǒng)類、傳感器類、儀器儀表類、氣動系統(tǒng)類等部件成本,占比最大,占整體成本的88%,中游主要是刻蝕設(shè)備的生產(chǎn)和制備,下游主要是應(yīng)用半導(dǎo)體領(lǐng)域,終端應(yīng)用于消費(fèi)電子、工業(yè)自動化、智能家居、物聯(lián)網(wǎng)、能源電力等。
三、中國刻蝕設(shè)備行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
在國家政策的大力支持下,近年國內(nèi)晶圓廠持續(xù)擴(kuò)建,核心設(shè)備的國產(chǎn)替代成為主流,為國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備廠提供了優(yōu)異的市場環(huán)境,國產(chǎn)刻蝕設(shè)備深度受益并取得巨大突破,很大程度上打破了國外壟斷,屬于國產(chǎn)替代的典范。中微公司、北方華創(chuàng)是國內(nèi)刻蝕設(shè)備領(lǐng)頭羊,部分產(chǎn)品不但批量應(yīng)用至國內(nèi)晶圓廠,且成功破入海外市場,具備全球競爭力。截止2023年底,北方華創(chuàng)ICP刻蝕設(shè)備累計出貨超3200腔,中微公司CCP刻蝕設(shè)備已批量應(yīng)用于海外5nm及以下集成電路產(chǎn)線。
近年來,中國政府出臺了一系列政策扶持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,包括鼓勵國產(chǎn)替代、支持研發(fā)創(chuàng)新等。這些政策為中國刻蝕機(jī)行業(yè)的發(fā)展提供了良好的政策環(huán)境。目前中國刻蝕機(jī)的國產(chǎn)化率正在逐步提高。雖然總體核心半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)設(shè)備國產(chǎn)化率不足10%,但是刻蝕機(jī)領(lǐng)域的國產(chǎn)化率已經(jīng)達(dá)到了約20%。
圖表:2021-2023年中國刻蝕設(shè)備行業(yè)市場規(guī)模
刻蝕機(jī)行業(yè)的競爭格局比較激烈。全球范圍內(nèi),泛林半導(dǎo)體、應(yīng)用材料、東京電子等企業(yè)占據(jù)了刻蝕機(jī)市場的主導(dǎo)地位。在中國,中微公司、北方華創(chuàng)等企業(yè)在刻蝕機(jī)領(lǐng)域具有較強(qiáng)的競爭力,成為國內(nèi)刻蝕機(jī)行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)。
四、中國刻蝕設(shè)備重點(diǎn)廠商分析
1、中微公司
中微公司是國內(nèi)半導(dǎo)體刻蝕設(shè)備最具代表性的公司,在CCP、ICP設(shè)備領(lǐng)域均擁有強(qiáng)大的產(chǎn)品實(shí)力,部分產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入海外產(chǎn)線,批量應(yīng)用于5nm及以下先進(jìn)制程生產(chǎn)線。中微公司刻蝕設(shè)備發(fā)展歷程總結(jié)如下:2007年,中微首臺CCP刻蝕設(shè)備研制成功;2011年,中微45nm介質(zhì)刻蝕設(shè)備研制成功;2013年,中微22nm介質(zhì)刻蝕設(shè)備研制成功;2015年,美國商務(wù)部取消了等離子體刻蝕機(jī)對中國的出口控制;2016年,中微7nm介質(zhì)刻蝕設(shè)備研制成功;2017年中微刻蝕設(shè)備進(jìn)入國際先進(jìn)7nm生產(chǎn)線。
近年,在產(chǎn)品力穩(wěn)步增長以及國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)擴(kuò)張的雙重推動下,中微公司業(yè)績迅猛增長。2019-2023年,中微公司營收從19.5億元增長到62.6億元,期間CAGR為33.9%,歸母凈利潤從1.9億元增長到17.9億元,期間CAGR高達(dá)75.4%。中微公司年新簽訂單屢創(chuàng)新高,確保其業(yè)績長期穩(wěn)定增長。2020-2023年,中微公司新簽訂單分別為21.7億元、41.3億元、63.2億元、83.6億元,期間CAGR約為56.8%,新簽訂單穩(wěn)步增長,反映出公司的設(shè)備產(chǎn)品在旺盛的行業(yè)需求下充分受益。
2、北方華創(chuàng)
北方華創(chuàng)是國內(nèi)具有代表性的半導(dǎo)體設(shè)備平臺型公司,刻蝕設(shè)備是其重要產(chǎn)品線,以ICP為主,CCP在近年也有突破,與中微公司并列刻蝕設(shè)備雙雄。北方華創(chuàng)ICP硅/金屬刻蝕機(jī)產(chǎn)品類別豐富,實(shí)現(xiàn)了12英寸各技術(shù)節(jié)點(diǎn)的突破,產(chǎn)品型號包括NMC612C/612D硅刻蝕機(jī)、NMC612G金屬刻蝕機(jī)等,是公司刻蝕產(chǎn)品線的主力,截止2023年,公司ICP出貨量累計超3200腔;CCP設(shè)備方面,2022年,北方華創(chuàng)發(fā)布NMC508CCP介質(zhì)刻蝕機(jī),2024年發(fā)布12英寸AccuraLXCCP刻蝕機(jī),進(jìn)展順利,截止2023年末,北方華創(chuàng)CCP設(shè)備累計出貨超100腔,發(fā)展勢頭迅猛;此外,北方華創(chuàng)在TSV刻蝕設(shè)備(PSEV300)、去膠機(jī)(ACEi300)等領(lǐng)域也有優(yōu)秀產(chǎn)品,廣泛應(yīng)用于國內(nèi)主流Fab廠和先進(jìn)封裝廠,已形成批量銷售。
《2024-2029年中國半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)市場分析及發(fā)展前景預(yù)測報告》由中研普華產(chǎn)業(yè)研究院撰寫,本報告對該行業(yè)的供需狀況、發(fā)展現(xiàn)狀、行業(yè)發(fā)展變化等進(jìn)行了分析,重點(diǎn)分析了行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、如何面對行業(yè)的發(fā)展挑戰(zhàn)、行業(yè)的發(fā)展建議、行業(yè)競爭力,以及行業(yè)的投資分析和趨勢預(yù)測等等。報告還綜合了行業(yè)的整體發(fā)展動態(tài),對行業(yè)在產(chǎn)品方面提供了參考建議和具體解決辦法。