刻蝕設備國產化率達到18%,比率處於逐年上升態勢(附報告目錄)

刻蝕設備國產化率達到18%,比率處於逐年上升態勢(附報告目錄)

1、刻蝕設備行業概述

集成電路設備包括晶圓製造設備、封裝設備和測試設備等,晶圓製造設備的市場規模佔比超過集成電路設備整體市場規模的80%。

相關報告:北京普華有策信息諮詢有限公司《刻蝕設備行業細分市場深度調研與投資投資可行性分析報告(2020-2026年)》

晶圓製造設備從類別上講可以分為刻蝕、光刻、薄膜沉積、檢測、塗膠顯影等十多類,其合計投資總額通常佔整個晶圓廠投資總額的75%左右,其中刻蝕設備、光刻設備、薄膜沉積設備是集成電路前道生產工藝中最重要的三類設備。刻蝕(Etch)是IC製造中相當重要的工藝,成本僅次於光刻(刻蝕20%,光刻30%),與光刻相聯繫的圖形化處理。刻蝕,狹義上就是光刻腐蝕,先通過光刻將光刻膠進行光刻曝光處理,然後通過其它方式實現腐蝕處理掉所需除去的部分。刻蝕是用化學或物理方法有選擇地從硅片表面去除不需要的材料的過程,其基本目標是在塗膠的硅片上正確地複製掩模圖形。

按照原理不同,刻蝕可分為幹法和溼法兩種,其中幹法刻蝕工藝佔比90%以上。幹法刻蝕是用等離子體進行薄膜刻蝕的技術,溼法刻蝕是將刻蝕材料浸泡在腐蝕液內進行腐蝕的技術,溼法刻蝕由於需要大量對人體和環境有害的腐蝕性化學試劑,逐步被幹法刻蝕替代。

按被材料不同,刻蝕可分為硅刻蝕、介質刻蝕和金屬刻蝕等,其市場佔比分別為47%、48%和3%。介質刻蝕是用於介質材料的刻蝕,如二氧化硅,接觸孔和通孔結構的製作需要刻蝕介質,而具有高深寬比(窗口的深與寬的比值)的窗口刻蝕具有一定的挑戰性。硅刻蝕應用於需要去除硅的場合,如刻蝕多晶硅晶體管柵和硅槽電容。金屬刻蝕主要是在金屬層上去掉鋁合金複合層,製作出互連線。

2、全球刻蝕設備行業市場規模分析

隨著集成電路製造線寬不斷縮小、芯片結構3D化,互連層數增多,帶動刻蝕和鍍膜需求增多,從2013年之後,刻蝕設備在產線中價值佔比顯著提升。目前,全球刻蝕設備市場以介質刻蝕和硅刻蝕為主,分別佔比合約48%和47%,而金屬刻蝕僅3%,這與2010年後整個集成電路工藝從鋁互連(刻蝕鋁金屬)轉向銅互聯(刻蝕介質)有關,金屬刻蝕與介質刻蝕此消彼長。

先進製程及芯片微縮帶動設備需求,刻蝕行業迎增量。受限於193nm的浸沒式光刻機限制,晶圓製造向7納米、5納米以及更先進的工藝發展,除了採用昂貴的EUV光刻機之外,14nm及以下的芯片製造很多都通過多重模板效應來實現製程微縮,刻蝕加工步驟增多。10nm製程是關鍵節點,相較於14nm,其刻蝕步驟為115步,增加77%,到5nm製程刻蝕步驟將是14nm的2.5倍及以上。

2014-2016年全球刻蝕設備市場規模處於60億美元左右震盪態勢。2017、2018年增長率出現突破式增長,尤其是2017年增長率高達41%以上,到2018年市場規模創出新高,突破100億美元。預計未來幾年,全球刻蝕設備行業規模將處於穩健增長趨勢。

2014-2018年全球刻蝕設備市場規模增長分析

刻蝕設備國產化率達到18%,比率處於逐年上升態勢(附報告目錄)

資料來源:普華有策市場研究中心

3、全球刻蝕設備行業競爭格局分析

從全球市場分析,在需求增長較快的刻蝕設備領域,行業集中度較高,泛林半導體佔據刻蝕設備市場份額半壁江山。泛林半導體市場份額約55%,東京電子其次,市佔率約20%,應用材料與東京電子相當,市佔率約19%。

4、刻蝕設備國產化程度分析

目前,刻蝕機國產化率達到18%,晶圓加工核心設備中國產化率佔比最高的,且比率處於逐年上升態勢。中微公司和北方華創市場份額佔比較大,國產化貢獻率較高。根據中芯國際、長江存儲和合肥睿力的招標情況看,從中微採購的刻蝕機臺數佔整體刻蝕機臺採購比例約15-20%,逼近東京電子和應用材料,進步明顯。

相比國際企業來說,國產刻蝕設備品類還不夠完整,針對不同工藝的刻蝕設備逐步驗證和量產。中微國際大廠泛林半導體和應用材料可實現CCP和ICP、介質/硅/金屬刻蝕、7nm及以上的全方位覆蓋,中微公司和北方華創尚未實現全覆蓋。中微介質刻蝕設備較強,該企業5nm蝕刻設備已經獲得批量訂單。客戶包括臺積電、三星、中芯國際等國內外大廠,其用於多晶硅柵工藝的硅刻蝕設備正在驗證中。北方華創在介質刻蝕和硅刻蝕設備均由佈局,用於淺槽隔離的介質刻蝕設備已量產,硅刻蝕設備也已量產,金屬刻蝕設備也有佈局,擁有中芯國際、華虹、華力等國內一流客戶。

5、主要競爭企業分析

(1)泛林半導體

公司成立於1980年,系美國納斯達克證券交易所上市公司(股票代碼:LRCX),主要從事半導體設備的研發、生產和銷售,主要產品包括刻蝕設備、薄膜沉積設備、晶圓清洗設備、光致抗蝕設備等。泛林半導體於2001年在上海成立了全資子公司“泛林半導體設備技術(上海)有限公司”。

(2)東京電子

公司成立於1963年,系東京證券交易所上市公司(股票代碼:8035),主要從事半導體設備的研發、生產和銷售,主要產品包括熱處理成膜設備、等離子刻蝕機、單晶圓沉積設備、表面處理設備、晶圓測試設備、塗膠機和顯影機等。

(3)應用材料

公司成立於1967年,系美國納斯達克證券交易所上市公司(股票代碼:AMAT),主要從事半導體設備的研發、生產和銷售,主要產品包括原子層沉積設備、化學薄膜沉積設備、電化學沉積設備、物理薄膜沉積設備、刻蝕設備、快速熱處理設備、離子注入機、化學機械拋光設備等。

(4)維易科

公司成立於1945年,系美國納斯達克證券交易所上市公司(股票代碼:VECO),主要從事薄膜加工設備的研發、生產和銷售,主要產品或技術包括MOCVD設備、分子束外延、光刻設備等。

(5)愛思強

公司成立於1983年,系法蘭克福證券交易所上市公司(股票代碼:A0WMPJ),主要從事沉積系統設備的研發、生產和銷售,主要產品包括MOCVD設備、有機薄膜沉積設備、聚合物薄膜沉積設備、等離子體增強化學薄膜沉積設備和化學薄膜澱積設備等。

(6)北方華創

北方華創成立於2001年,系深圳證券交易所上市公司(股票代碼:002371),主要從事基礎電子產品的研發、生產、銷售和技術服務業務,主要產品包括刻蝕機、物理氣相沉積設備、化學氣相澱積設備、氧化爐、擴散爐、清洗機及鋰電極片裝備等半導體設備及零部件。

(7)中微公司

中微公司涉足半導體集成電路製造、先進封裝、LED生產、MEMS製造以及其他微觀工藝的高端設備領域,瞄準世界科技前沿,堅持自主創新。公司的等離子體刻蝕設備已在國際一線客戶從65納米到14納米、7納米和5納米的集成電路加工製造及先進封裝中有具體應用。公司的MOCVD設備在行業領先客戶的生產線上大規模投入量產,公司已成為世界排名前列、國內佔領先地位的氮化鎵基LED設備製造商。


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