半导体周报(国科龙晖整理)-0102

1.行业新闻及动态

（1）半导体设计

摩尔线程完成15亿B轮融资，本轮融资由中移数字新经济产业基金与和谐健康保险领投，典实资本跟投，融资资金将持续用于摩尔线程多功能GPU的快速迭代，MUSA架构创新及相关IP的研发。

光子学创新厂商Xscape Photonics完成1000万美元种子轮融资。计算科学和人工智能领域的全球领导者Altair宣布领投Xscape Photonics的1000万美元种子轮融资，Xscape Photonics致力于开发数据中心和高性能计算（HPC）系统内超高带宽连接应用的光子芯片技术。

康希通信科创板IPO受理，本次冲刺科创板上市。康希通信拟公开发行不超过6368万股，募集7.82亿元，用于新一代Wi-Fi射频前端芯片研发及产业化项目和泛IoT无线射频前端芯片研发及产业化项目等。

中国IC设计企业达3243家，12月26日中国集成电路设计业2022年会（ICCAD）暨厦门集成电路产业创新发展高峰论坛盛大召开。本次统计的集成电路设计企业为3243家，比上年增长15.4%，2022年全行业销售预计为5345.7亿元，增长16.5%

采埃孚为上汽集团提供4D成像雷达，该雷达能够对车辆周边的环境进行四维感知，结合运用此类技术后，采埃孚高分辨率成像雷达可为半自动甚至高级自动驾驶和自主驾驶相关应用 (L4) 提供必要的安全及可靠性。

（2）半导体制造及封测

晶圆代工厂台积电近日举办3nm量产暨扩厂典礼。董事长刘德音表示目前3nm良率与5nm量产同期相当，相较于5nm工艺，3nm工艺的逻辑密度将增加60%，相同速度下功耗降低30-35%，量产后每年带来的收入都会大于同期的5nm。

特斯拉计划1月份在其上海工厂实施减产计划，将本月开始的减产计划延长至明年。

53亿！国内又增碳化硅项目。浙江省湖州市安吉县引入了一个总投资为53亿元的碳化硅全产业链项目，项目将主要生产从装备制造、芯片封装测试、模组模块（含逆变器）到充电桩系列产品/达产后预计年销售收入50亿元以上，年创税收2.5亿元以上。

美新半导体年产6亿颗MEMS芯片。美新半导体项目即将投产，投产后将形成年产6亿颗MEMS磁传感器芯片和1.2亿颗加速度传感器的生产能力。

消息称三星将扩大晶圆代工与DRAM产能。韩媒报道称，三星位于平泽的P3晶圆厂将扩增DRAM设备，每月可生产7万片的12英寸晶圆，预期利用新的设备生产12nm的DRAM，另外将新增至少10台极紫外光微影设备（EUV），目前数量为40台。

（3）半导体设备及材料

比亚迪再次投资半导体设备领域厂商，价码半导体后道方案布局。南京宏泰半导体科技股份有限公司与无锡邑文电子科技有限公司近日发生工商变更，新增股东比亚迪股份有限公司。今年以来，比亚迪在半导体领域广泛投资，此前分别投资南京芯视界微电子科技有限公司与北京中科昊芯科技有限公司。

业界传出台积电重要设备耗材协力厂家登集团对大陆客户发出公告，受国际情势影响，无法与部分陆企进行任何币别与形式上的资金往来，将暂停相关设备服务提供。

锐杰微荣获“中国先进封测企业”大奖，董事长方家恩：Chiplet大有作为。锐杰微将投资建设48000m²标准化生产厂房及测试生产车间，预计2024年苏州封装基地全面量产，基地将具备16条FcBGA及Chiplet封测线，年出货量约3000万颗。

（4）其它

由于鸿海旗下的富士康受到稼动率的影响，立讯精密确定加入iPhone 15 ProMax生产系列。目前其iPhone代工厂仍坐落在中国，越南厂尚无iPhone产线规划。

韩国11月半导体产量出现金融危机以来最大降幅，芯片产量连续第四个月下滑，比去年同期大减15%，整体半导体工业生产较一年萎缩3.7%，显示随全球经济放缓，海外市场对技术零组件的需求进一步降温。

三星电子有望在明年开始大幅下降存储芯片价格，以进一步提高其在全球存储芯片市场的份额。韩媒认为三星不太可能缩减产量，并对资本支出前景持谨慎态度。

华为研发投入全球第四领先苹果。华为2021年研发费用支出为人民币1427亿元，约占全年收入的22.4%，近十年累计投入的研发费用超过人民币8450亿元，截至2021年12月31日/华为在全球共持有有效授权专利4.5万余族（超11万件）。

2.本周话题：半导体设备——涂胶/显影设备

涂胶/显影设备分别为光刻机输入和输出设备，为光刻工艺中核心设备。涂胶和显影设备涂胶显影设备是光刻工序中与光刻机配套使用的涂胶、烘烤及显影设备，包括涂胶机、喷胶机和显影机。曝光前的光刻胶涂覆和曝光后图形的显影不仅直接影响到光刻工序细微曝光图案的形成，显影工艺的图形质量对后续蚀刻和离子注入等工艺中图形转移也有影响。

涂胶：光刻机涂胶在硅片上涂抹光刻胶，让紫外线透过一个掩膜照射光刻胶，掩膜上印着预先设计好的电路图案。

曝光：此过程在光刻机中完成，在紫外线下的光刻胶通过光化学反应被溶解掉，有的芯片制作过程需要对曝光后的晶圆进行第二次烘烤，即所谓的曝光后烘烤，后烘烤是的光化学反应更充分。

显影：把显影液喷洒到晶圆表面的光刻胶上，对曝光图形显影。显影后，掩模上的图形就被存留在了光刻胶上。涂胶、烘烤和显影都是在涂胶显影机中完成的，曝光是在光刻机中完成的。

 

光刻工艺流程（含涂胶显影）

 

资料来源：芯源微招股说明书

涂胶环节影响因素：光阻膜厚的均匀性非常重要，一般膜厚的均匀性是膜厚的0.5%，最关键因素是涂胶机中主轴转速的稳定性和重复性，启动加速度的大小决定能否将不同浓度的光刻胶分离，另外涂胶环境的湿/温控制、涂胶腔体的结构、涂胶前圆片的温度控制、涂胶后的软烘控制等都会影响光刻胶的涂覆效果；显影环节影响因素：光刻胶经过曝光照射后，照射区易溶于显影液中，显影液将易溶解区域溶解，影响显影效果的主要因素为显影液成分、显影时间、显影方式、烘烤温度及时间等。

 

涂胶显影设备主要工艺流程

 

资料来源：《集成电路产业全书（下册）》

涂胶显影设备核心零部件为机械手、热板、胶泵等。1）机械手：不光在从基片传输到涂胶工位、热板、冷板、缓存区等缓解起到传输作用，还自带光电传感器，起到扫描、记录、报警等作用，其传递速度和定位精度对设备产能、工艺性能和设备稳定性有直接影响，按照涂胶显影步骤不同，一个涂胶显影一体机中需要的机械手数量从后道设备的几个到前道设备的十余个不等；2）热板：用于烘焙工艺中，主要目的是蒸发掉工艺处理中不再需要的溶剂,根据烘焙所处的阶段可分为脱水烘、软烘焙、曝光后烘焙和坚膜烘焙，其升降温速度和温度均匀性对胶膜质量、膜厚均匀性、显影线宽均匀性等有重要影响；3）胶泵：是供给光刻胶的一种高精度计量泵，与控制器配合使用，对供胶量、供胶速度、回吸等进行精准控制，胶泵的精度、稳定性和洁净度对涂胶工艺一致性、稳定性、客户产品良率有重要影响。

涂胶显影设备应用广泛。以芯源微为例，其设备可以划分为6英寸及以下的涂胶显影设备以及8/12英寸的涂胶显影设备。前者主要用于LED芯片制造、化合物半导体制造以及功率器件；后者用于先进集成电路的前道晶圆加工以及后道先进封装工艺。前道晶圆加工：在前道晶圆制造中需要用到不同种类的光刻胶和涂胶显影设备。微米级别线宽往往采用在前道晶圆制造中需要用到不同种类的光刻胶和涂胶显影设备。微米级别线宽往往采用iline光刻胶，Krf光刻胶用到90nm制程，Arf光刻胶用于90nm以下，Arf-i（浸没式）在40-55nm开始切入，最为先进的EUV光刻则需要用到EUV光刻胶。这导致在制造产线上需要用到从Arf到i-line的多种光刻机、光刻胶、涂胶显影设备。此外，除了光刻胶以外，前道制造的光刻环节往往还需要用到Barc（底部抗反射涂层）、PI等胶材料，亦需要用到对应的涂胶显影设备，这类设备往往不与光刻机联机（offline），独立工作。后道先进封装：在后道的封装环节中，传统封装工艺为先将晶圆划片，再对单个的芯片进行固晶（diebond）、焊线（wirebond）和塑封，称为芯片级封装（CSP，chip-scalepackage）。随着工艺进步，芯片体积微缩的要求，晶圆级封装（WLSCP，waferlevelCSP）出现。WLSCP在划片之前，先在完整晶圆上，采用晶圆制造的制程及电镀技术取代现有打金线及机械灌胶封模的制程进行封装工艺，不需导线架或基板。晶圆级封装只有晶粒般尺寸，能够有较好的电性效能，由于是按每批或每片芯片来生产，因此能用较低的成本生产。由于采用了类似前道的光刻、薄膜、电镀等工艺，涂胶显影应用到该过程中。

涂胶显影设备市场壁垒较高，首先前道涂胶显影设备结构极为复杂，往往包含百余个功能单元、数万余个零部件，其中机械手可以实现晶圆在设备内部多个工艺腔体之间的精确快速传送，是设备的核心零部件，通常需根据晶圆厂客户不同需求进行定制化开发。前道涂胶显影设备验证周期较长，大概在9-12个月。设备验证需与光刻机配合，光刻机产能紧张下客户端工艺验证难。涂胶显影设备多是Inline设备，因此在进行客户端工艺验证时需要与光刻机联机。当前光刻机产能持续紧缺，ASML最新法说会表示，短期内光刻机供应紧张难以缓解，因此晶圆厂抽调光刻机验证新涂胶显影设备的意愿较低，也提高了涂胶显影市场的进入门槛。优质人才集中于日本东京电子，人才培养难度较高。涂胶显影设备的技术储备集中于TEL等少数厂商，专业技术人员极为稀缺，且流动率极低。截止2021财年，TEL公司员工平均服务年限达到了17年4个月，当年员工流动率仅为1.0%。

市场规模

据SEMI数据统计，2020年全球晶圆加工设备销售额达到612亿美元，在半导体设备销售额中占比高达86%。具体来看，在晶圆加工设备中，薄膜沉积、光刻机、刻蚀设备等构成半导体设备价值中心，而涂胶显影设备价值量占比相对较低，2019年约为4%。

 

涂胶显影设备在全球半导体设备中的销售额占比

 

资料来源：华经产业研究院，东吴证券研究所

全球范围内来看，受益半导体行业景气度提升，前道涂胶显影设备市场需求稳步提升。若以SEMI披露的全球半导体设备销售额为基准，假设涂胶显影设备销售额占比稳定在4%，则2020年全球前道涂胶显影设备市场规模约为28.44亿美元。作为全球半导体设备市场重要的增长点之一，SEMI数据显示2020年中国大陆半导体设备销售额全球占比达到26.33%，若假设中国大陆前道涂胶显影设备销售额全球占比同样为26.33%，则对应2020年市场规模可达7.49亿美元。

 

全球前道涂胶显影设备销售额

 

资料来源：SEMI，华经产业研究院，东吴证券研究所测算

短期来看，受益晶圆产能东移，中国大陆对前道涂胶显影设备的需求同样呈现持续提升态势。①在2017-2020年全球投产的62座晶圆厂中，有26座位于中国大陆，占比高达42%，中国大陆已成为全球晶圆新增产能中心；②中国大陆晶圆产能全球占比仍处低位，晶圆厂扩建力度有望延续，SEMI预估在2021-2022年全球新建的29座晶圆厂中，将有8座位于中国大陆，本土市场对于前道涂胶显影设备的需求有望持续放量。据芯源微招股书披露，2018年中国大区（含中国台湾地区）前道涂胶显影设备销售额为8.96亿美元，2023年有望达到10.26亿美元。

 

全球新增投产晶圆厂中中国大陆占比

 

数据来源：SEMI，东吴证券研究所

随着工艺先进性制程占比的提升，预计未来四年，全球28nm及以下工艺节点前道Barc、PI及I-line工艺机台预计市场规模将分别达到5.06亿美元、6.17亿美元、6.68亿美元及6.58亿美元，国内（含中国台湾地区）28nm及以下工艺节点前道Barc、PI及I-line工艺机台预计市场规模将达到2.01亿美元、2.49亿美元、2.73亿美元及2.73亿美元。参考2020年数据，全球28nm及以下工艺节点对前道涂胶显影设备需求约占到全部前道涂胶显影设备销售额的27%左右。公司目前正在持续跟进上述机台潜在客户，未来市场空间较为广阔。

 

28nm及以上工艺节点对前道涂胶显影设备需求规模的预测（亿美元）

 

资料来源：招股说明书，申万宏源研究

中长期来看，在技术升级背景下，芯片制程增加&结构复杂化，对光刻工序的需求量和技术难度均在明显提升，市场对于前道涂胶显影设备的需求有望实现量价齐升。①半导体工艺节点正逐步迈向28nm以下先进制程，叠加3DNAND等立体结构芯片放量，晶圆制造过程中光刻工序循环次数将明显增加，进而带动涂胶显影次数提升；②另一方面，先进制程下光刻加工线宽明显下降，为保障光刻机高效工作，光刻胶旋涂控制和显影操作的技术难度均大幅提升，对应涂胶显影设备的单位价值量也将明显上升。

 

全球10nm以下制程芯片产能占比

 

资料来源：ICInsight，东吴证券研究所

全球范围内来看，相较前道晶圆加工，后道先进封装对于涂胶显影设备的需求量明显偏低。据VLSI数据，2018年全球后道涂胶显影设备销售额仅约0.87亿美元，明显低于前道晶圆加工。①这一方面系光刻并非后道封装必备工序，据Yole统计，2019年全球先进封装市场规模在整体封装市场中的占比仅约42.6%，故后道封装对于涂胶显影的需求量明显低于前道；②另一方面系先进封装对于光刻加工的精密度要求较低，故适用于后道先进封装的涂胶显影设备的单位价值量也要明显低于前道晶圆加工。

 

全球后道涂胶显影设备销售额

 

数据来源：VLSI，东吴证券研究所

相较而言，后道先进封装对涂胶显影设备的需求具备更大成长弹性。据VLSI数据，2015-2018年全球后道涂胶显影设备销售额CAGR高达44.22%，明显高于同期前道CAGR（20.90%），主要系全球先进封装正处于加速渗透阶段。展望未来，先进制程背景下，对封装工艺的需求同样量价齐升，全球封装产业有望加速向先进封装转型，将催生大量后道涂胶显影设备的市场需求。

对于中国大陆市场，先进封装渗透率更低，涂胶显影设备成长空间更大。2020年中国大陆先进封装市场规模为328.6亿元，2011-2020年CAGR达到26.29%，明显高于封测市场整体增速（2011-2020年市场规模CAGR为10.92%）。但据中国半导体行业协会数据，2020年中国大陆封测市场规模高达2478.9亿元（含测试），相较而言，中国大陆先进封装渗透率明显低于全球平均水平，仍具备较大提升空间。

 

中国大陆IC先进封装市场规模

 

数据来源：中国半导体行业协会，东吴证券研究所

全球范围来看，涂胶显影设备市场高度集中，日本TEL一家独大。在光刻工序涂胶显影设备领域，日本仍处于全球领先地位，包括日本TEL、日本DNS（Screen）等，均主要聚焦在前道晶圆加工领域，其中TEL占据全球87%市场份额，在我国市占率更是高达90%以上，主导地位显著。作为本土稀缺的涂胶显影设备供应商，芯源微在本土市场已经取得一定突破，市场份额约为4%，具备广阔的国产化替代空间。

 

2020年全球涂胶显影设备市场格局

 

资料来源：东京电子公告，申万宏源研究

具体来看，芯源微在后道&小尺寸加工领域已接近全球领先水平。相较SUSS、ELS、CND等企业，芯源微涂胶显影设备与其技术水平接近，可覆盖后道先进封装，MEMS、OLED、化合物半导体和功率器件等领域。对于前道晶圆加工涂胶显影设备，公司也已取得重要突破，但在技术水平和应用领域上，整体仍与日本TEL和DNS存在一定差距。可以认为，随着公司前道涂胶显影技术日趋完善，叠加后道及小尺寸客户资源持续扩充，公司在本土涂胶显影设备的市场份额有望持续提升

 

芯源微涂胶显影设备与主要竞争对手区别

 

芯源微

芯源微前身为沈阳芯源先进半导体技术有限公司，于 2002 年由中科院沈阳自动化所通过沈阳先进制造创立，自成立以来专业从事半导体生产设备的研发、生产、销售与服务，致力于为客户提供半导体装备与工艺整体解决方案。产品包括光刻工序涂胶显影设备（涂胶/显影机、喷胶机）和单片式湿法设备（清洗机、去胶机、湿法刻蚀机），可用于 6英寸及以下单晶圆处理（如 LED 芯片制造环节）及 8/12 英寸单晶圆处理（如集成电路制造前道晶圆加工及后道先进封装环节）。  

公司通过定增募资加大对于 KrF、ArFi 工艺投入，预期未来会进一步提升公司涂胶显影设备对东京电子、迪恩士的竞争力。根据公司定增方案，公司前道涂胶显影机预计在 2021-2024 年期间逐步覆盖 I-line、KrF、ArF以及 ArFi 工艺，其中将重点布局 KrF 与 ArFi 这两个技术，目前多款设备正在客户端验证过程中。

涂胶显影设备

公司设备已陆续获得多个前道大客户订单及应用，下游客户覆盖逻辑、存储、功率器件及其他特种工艺等多家国内厂商。公司生产的 offline 涂胶显影机已实现批量销售，I line 涂胶显影机已经通过部分客户验证并进入量产销售阶段、KrF 涂胶显影机已经通过客户 ATP 验收。  

免责声明：本文章不涉及投资建议，仅供分享观点所用。

参考资料：

东吴证券-芯源微-688037-涂胶显影设备国产“破局者”，前道产品持续完善打开成长空间

国盛证券-芯源微-688037-涂胶显影龙头，加速受益国产替代

申万宏源-芯源微-688037-半导体设备行业系列报告之三：精准卡位涂胶显影领域，受益国产化浪潮

招商证券-芯源微-688037-国产涂胶显影设备龙头，前道产品线全面突破