刻蝕機國產化率迅速提升,長江存儲2020年達30%

2021-01-17 騰訊網

北方華創ICP刻蝕機累計交付1000腔

刻蝕機國產化率迅速提升，長江存儲2020年達30%

半導體光刻與刻蝕論壇2020將於2020年12月30-31日召開。刻蝕設備與材料的國產化將是重要議題之一。

——北方華創ICP刻蝕機累計交付1000腔！

北方華創(Naura)官方宣布，ICP等離子刻蝕機第1000腔交付儀式近日在北京亦莊基地舉行，NAURA刻蝕機研發團隊見證了這一歷史性時刻。

北方華創表示，這不僅是公司發展徵程中的重要裡程碑，更是國產刻蝕機在歷經了20年自主創新後得到客戶廣泛認可的重要標誌，未來會持續在等離子刻蝕ICP技術領域尋求更多突破。

北方華創科技集團股份有限公司成立於2001年，由北京七星華創電子股份有限公司、北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司戰略重組而成，是目前國內集成電路高端工藝裝備的先進企業。

北方華創成立後就開始組建團隊鑽研刻蝕技術，2004年第一臺設備成功起輝，2005年第一臺8英寸ICP刻蝕機在客戶端上線，並於2007年獲得國家科學技術進步二等獎。

目前，北方華創的刻蝕設備已經覆蓋集成電路、LED、先進封裝、功率半導體、MEMS微機電系統、化合物半導體、矽基微顯、分析儀器、功率器件、光通信器件等多個領域，矽刻蝕機已突破14nm技術，進入主流晶片代工廠。

其中，12英寸ICP刻蝕機在實現客戶端28nm國產化替代，並在14/7nm SADP/SAQP、先進存儲器、3D TSV等工藝應用中發揮著重要作用。

——刻蝕：晶片製造中的關鍵工藝之一

刻蝕可以分為溼法刻蝕和幹法刻蝕，溼法刻蝕各向異性較差，而幹法刻蝕是目前主流的刻蝕技術，其中以等離子體幹法刻蝕為主導。所謂等離子體幹法刻蝕，就是利用等離子體進行薄膜微細加工的技術，具有良好的各向異性、工藝可控性，廣泛應用於微電子產品製造領域。在典型的幹法刻蝕工藝過程中，一種或多種氣體原子或分子混合於反應腔室中，在外部能量作用下（如射頻、微波等）形成等離子體。

等離子體刻蝕設備包括電容性等離子體刻蝕設備（CCP, Capacitively Coupled Plasma）和電感性等離子體刻蝕設備（ICP, Inductively Coupled Plasma）。CCP刻蝕設備主要應用於刻蝕氧化物、氮化物等硬度高、需要高能量離子反應刻蝕的介質材料，ICP刻蝕設備主要應用於刻蝕單晶矽、多晶矽等材料。

刻蝕作為半導體製造的關鍵工藝之一，根據SEMI統計，刻蝕設備約佔晶圓製造設備價值量的24%左右。

刻蝕設備市場的行業集中度較高，目前，全球半導體刻蝕設備的主要供應商為泛林半導體（Lam Research）、東京電子（TEL）、應用材料（AMAT）三家，而Lam Research佔據刻蝕設備市場的半壁江山。根據Gartner數據顯示，2019年全球刻蝕設備市場約為115億美元，其中Lam Research獨佔52%的市場份額，TEL和AMAT分別佔據20%和19%的市場份額。

來源：Gartner

——快速增長的中國大陸半導體設備市場及刻蝕設備國產化率

來源：SEMI

近年來，隨著國內晶片製造行業的興起，中國大陸半導體設備需求市場快速增加。由於美國對中國半導體企業的進一步封鎖，國內企業如中芯國際、長江存儲等在今年加大了對半導體設備（尤其是海外廠商）的採購，亞化諮詢預計，2020年中國大陸半導體設備市場將突破160億美元，刻蝕設備市場將達到25億美元。

在中國大陸刻蝕設備市場不斷擴大的同時，另外一個數字也在悄悄地提升——那就是刻蝕機的國產化率。

以長江存儲設備招中標情況，截至2020年12月16日，長江存儲共累計招標348臺刻蝕設備，其中美國廠商Lam Research佔據超過一半的採購量，達187臺。而國內廠商中微半導體、北方華創、屹唐半導體分別中標50臺、18臺、13臺，國產化率高達23.85%。

以華虹六廠設備招中標情況為例，截至2020年12月16日，華虹六廠共累計招標81臺刻蝕設備，其中Lam Research依舊佔據超過一半的採購量，達45臺。國內廠商中微半導體、北方華創分別中標15臺、1臺，國產化率約為19.75%

由於存儲晶片的生產需求的設備量較大，亞化諮詢還研究了長江存儲單年的國產刻蝕機採購佔比變化趨勢。亞化諮詢研究數據顯示，2018、2019年長江存儲採購的國產刻蝕機佔比迅速提升，預計2020年約為30%左右，2023年將突破40%。

——中微：國產刻蝕設備龍頭企業

中微半導體主要從事高端半導體設備的研發、生產和銷售，包括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等。公司的等離子體刻蝕設備已經在國際一線客戶從65nm到14nm、7nm、5nm的集成電路加工製造及先進封裝中有具體的應用。

在邏輯集成電路製造環節，公司開發的高端刻蝕設備已運用在國際知名客戶最先進的生產線並用於7nm器件中若干關鍵步驟的加工；同時，公司根據先進集成電路廠商的需求開發5nm及更先進的刻蝕設備和工藝。

在3D NAND晶片製造環節，中微的CCP刻蝕設備技術可應用於64層的量產，同時中微根據存儲器廠商的需求正在開發96層及更先進的刻蝕設備和工藝。

中微各關鍵尺寸的刻蝕設備的具體應用

中微半導體從2004年建立起首先著手開發甚高頻去耦合的CCP刻蝕設備Primo D-RIE，到目前為止已成功開發了雙反應臺Primo D-RIE，雙反應臺Primo AD-RIE和單反應臺的Primo AD-RIE三代刻蝕機產品，涵蓋65nm、45nm、32nm、28nm、22nm、14nm、7nm到5nm關鍵尺寸的刻蝕應用。此外中微半導體還從2012年開始開發ICP刻蝕設備，到目前為止已經成功開發出單反應臺的Primo nanova刻蝕設備，同時著手開發雙反應臺ICP刻蝕設備。中微的ICP刻蝕設備主要涵蓋14nm、7nm到5nm關鍵尺寸的刻蝕應用。

【半導體光刻與刻蝕論壇2020】

半導體光刻與刻蝕材料、設備與技術論壇2020將於12月30-31日上海召開。會議由亞化諮詢主辦，多家國內外企業重點支持和參與，將對半導體產業核心工藝——光刻和刻蝕產業鏈相關的重點議題展開深入探討。

會議主題

1.半導體光刻與刻蝕產業鏈相關政策趨勢

2.國際先進光刻材料設備與技術

3.半導體光刻膠及其原料

4.半導體光刻技術——DUV、浸沒式、多重曝光、EUV、新技術

5.光刻與刻蝕產業鏈的國產化發展

6.光掩膜版、光刻氣、光刻源、光刻機及其關鍵零部件

7.光刻配套——塗膠顯影、光刻膠剝離、檢測等

8.刻蝕技術——溼法、幹法、等離子刻蝕、反應離子刻蝕、ICP刻蝕等

9.刻蝕工藝、刻蝕機及刻蝕液（氣體）

10.光刻、刻蝕與先進封裝

11.半導體園區與企業參觀（待定）

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  • 大國重器之國產刻蝕機:中國晶片燎原火 - 刻蝕機,半導體,中微...
    四、國產刻蝕機的發展情況從全球角度來看，刻蝕機市場雖然不像光刻機市場那樣有ASML這樣一家獨大的公司，但也相對比較集中。從一份對2017年全球刻蝕設備市場份額的統計中可以看出，美國Lam Research（拉姆研究）佔據了55%的市場份額，第二名東京電子也只有20%，美國的應用材料公司排第三。
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  • 國內刻蝕機供應商崛起有望
    對兩種方法設置權重，對第一種方法設置70%的權重，對第二種設置30%的權重，加權平均之後可以得到現有在建計劃預計拉動118.16億美元的市場需求，按照國內現在國產化率11.41%，對未來進行測算，假設未來國產化率會隨著國內設備企業的不斷成長而不斷提高，平均可以達到17%的水平，那麼在建生產工廠預計會提供給國內刻蝕設備廠商20.08億美元的設備需求。
  • 大國重器之國產刻蝕機:中國晶片燎原火
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  • 半導體設備行業專題報告:刻蝕機走在國產替代前列
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    眾所周知，在半導體設備領域，美國最強，其次是日本，2019年全球10大半導體設備排名中，美國佔了4家，份額高達50%，佔統治地位。而日本3家，荷蘭一家，歐洲一家，而中國沒有企業能夠上榜。不過，雖然中國半導體設備企業中沒有大企業能夠排進全球前10，但在刻蝕機領域，卻領先於全世界，目前中微半導體生產的刻蝕機，已達5nm水平，並且現在已經被臺積電用於蘋果A14,華為麒麟1020這樣的5nm晶片的生產。不僅如此，中微半導體目前正在研究3nm的刻蝕機，比起國際頂尖大廠應用材料來，進度也一點也沒有落後。
  • 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)
    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、晶片結構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。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。
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    但由於新冠肺炎疫情對世界經濟和供應鏈的影響，預計2020年市場將緩慢回升3.3%，2021年回升6.2%。2010—2019年世界半導體產業銷售額及預測見圖1。　　我國已成為全球最大的半導體市場，2019年佔比達35%。2019年，我國晶片淨進口金額達到2040億美元，其中進口金額3056億美元，遠超排名第二的原油進口額，自給率僅為30%左右，高端晶片對外依存度高。
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