半导体周报1020-半导体设备

创建时间:2024-10-21 08:41

半导体周报-1020

1.       行业新闻及动态

1、半导体设计:

财联社9月24日电,航宇微在互动平台表示,公司正积极推进810芯片进目录等工作,基于玉龙芯片产品已经开发了多款X载、J载标准式板卡,能够为航空航天客户提供基于玉龙芯片的AI软、硬件解决方案。未来,公司将在原有产品技术的基础上,开发新产品新工艺,并以市场为导向,力争主营产品在各个应用领域内取得突破。

 

2、       半导体制造及封测:

《科创板日报》25日讯,三星电子的设备解决方案部Foundry业务部近来在先进制程与成熟制程两端均面临困局。韩国半导体行业内外均持有相似观点,认为三星需要迅速作出决定以提升代工业务竞争力。尽管三星电子在5~4nm制程领域获得了一定数量的小型AI芯片设计企业订单,但3nm及以下,已得到确认的外部订单仅源自磐矽半导体、Preferred Networks两家企业。缺乏头部半导体企业的大规模先进制程订单,导致三星代工部门难以同竞争对手台积电一样在生产中积累足够的生产经验和数据资料。

 

3、       其他:

《科创板日报》23日讯,AMD首席执行官苏姿丰表示,目前,GPU是大语言模型的首选架构,因为GPU在并行处理方面非常高效,但在可编程性方面有所欠缺。苏姿丰预计,五年或七年时间内GPU还不会失势,但会出现GPU以外的新势力。苏姿丰表示,未来的AI模型将使用不同类型芯片的组合,包括当今占主导地位的GPU以及仍有待开发的更专门化的芯片,以实现各种功能。

 

《科创板日报》26日讯,日本半导体制造设备协会最新发布的统计数据显示,8月包括出口在内的日本芯片制造设备销售额环比增长了0.9%,同比增长22.0%,达3510.58亿日元(约合24.4亿美元)。

 

《科创板日报》27日讯,根据半导体行业机构SEMI报告,2025~2027年全球在300mm(即12英寸)晶圆厂制造设备上的支出综合将达4000亿美元。逐年来看,2024年的12英寸晶圆厂设备支出有望同比增4%来到993亿美元;到2025年进一步同比增长24%到1232亿美元,跨越千亿美元大关;2026年则是1362亿美元,同比增幅11%;而2027年将在此前基础上再提升3%,达1408亿美元。

 

《科创板日报》27日讯,佳能宣布,将向总部位于美国得克萨斯州的半导体联盟得克萨斯电子研究所(TIE)交付佳能最先进的纳米压印光刻NIL系统FPA-1200NZ2C。

 

2.       本周话题——半导体设备

半导体设备是制造半导体芯片的核心工具,直接决定了芯片的生产效率、成本和质量。半导体设备的技术进步直接推动了芯片集成度的提升,从而推动电子产品的性能不断提升。近年来,在日益复杂的外部环境下,半导体设备作为“卡脖子”的关键技术环节,其重要性不断提升。目前,中国大陆是全球主要半导体设备市场之一。未来,随着国内晶圆产能的持续扩张,国内半导体设备行业的市场规模有望不断增长。对于国产半导体设备厂商而言,其驱动力除了行业规模的自然扩张,还包括在国内市场的国产替代。当前半导体设备国产化率持续提升,国产替代驱动的份额提升,将为行业贡献可观的成长速度和空间。

半导体设备是制造半导体器件所必需的精密仪器和设备,是半导体行业的基石。半导体设备在半导体制造中扮演着至关重要的角色,对于实现高效、高质量的半导体器件生产尤为重要。当前,以半导体设备为代表的半导体产业已经成为我国战略性产业,它不仅仅是我国经济发展的战略方向,更是大国间科技竞争的战略制高点。

半导体设备可分为前道设备与后道设备。与集成电路制造工艺相对应,半导体设备可分为前道设备和后道设备,其中,前道工艺设备侧重于半导体的制造和加工,涵盖氧化/扩散,光刻,刻蚀,清洗,离子注入,薄膜生长和抛光等步骤,包括光刻机、刻蚀机、CVD 设备、PVD 设备、离子注入设备和 CMP 研磨设备等,后道设备则主要用于半导体的封装和性能测试,包括测试机、探针台和分选机等。一般来说,前道设备的技术难度较高,生产工序繁多,在芯片出产过程中也是技术难度较大、资金投入最多的环节。

 

 

半导体设备分类

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资料来源:智研咨询

 

驱动因素:

先进存储、逻辑芯片产线资本开支加大:

(1)AI 对存储的需求推动全球半导体设备发展

AI 渗透率提升推动端侧 DRAM、NAND 容量需求增长。数据传输带宽对于 AI 服务器的运算效能至关重要,带动高带宽内存(HBM)强劲需求。AIPC、手机渗透率提升以及单台设备 DRAM 容量需求增加共同拉动全球 DRAM 位元需求高速增长。根据 Canalys 数据,AIPC 在 2025 年有望成为主流,到 2027 年全球渗透率有望提升至 60%。美光科技在 FY23Q4 季报中提及,AIPC/手机每台相比传统 PC、手机增加 DRAM4-8GB,AIPC 中 SSD 用量也将提升。

存储器行业作为半导体产业的核心支柱之一,具备空间大、标化程度高、重资本开支的特点,是后发玩家追赶甚至超越先行者的关键赛道。中国大陆两大存储龙头在 3D NAND、先进 DRAM 芯片核心技术上已实现重要突破,但市占率与海外巨头相比仍存在较大差距,需要持续扩产以带来规模效应和在全球市场上的议价权。

2)先进工艺对刻蚀、薄膜、量检测等设备需求量增加,ALD、外延为刚需

存储器件芯片结构从二维向三维结构转变使得等离子体刻蚀和薄膜沉积成为最关键及需要最多的工艺步骤。根据 Yole 测算,3D NAND 三大核心工艺设备中,刻蚀设备市场规模占比将从 2019 年的 69%提升到 2025 年的 73%。

极高深宽比刻蚀设备是 3D NAND 向 200 层甚至 300 层以上升级过程中最关键的设备,具备超低频、超大功率、多级脉冲特性的射频等离子系统及对应的静电吸盘为高深宽比核心零部件。3D NAND 制造首先将氧化物和氮化物薄膜的交替层沉积到基础硅片上。每层厚度在 20 至 30nm 之间。然后添加厚硬掩模,进行最关键的高深宽比(HAR)沟道孔蚀刻。存储单元形成的其他关键步骤包括阶梯蚀刻、水平金属字线填充以及触点和位线的金属填充。

刻蚀与沉积技术在3D NAND中的应用

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资料来源:开源证券

相较成熟制程逻辑产线,先进逻辑产线对刻蚀设备需求的变化体现在:(1)用量:先进制程产线引入多重曝光,利用刻蚀机的高精度弥补光刻机分辨率的不足,增加了刻蚀工序的数量。12 寸成熟制程产线万片/月刻蚀机用量约 25 台,12 寸先进制程产线用量提升到 60 台。(2)工艺:一体化大马士革刻蚀工艺是 28 纳米及以下的逻辑器件生产工艺中技术要求最高、市场占有率最大的刻蚀工艺之一,重要性凸显。

在 DRAM 中,高纵横比的特征是电容器。每一位数据都以负电荷或正电荷的形式存储在电容器中。每个电容器都连接到一个晶体管,该晶体管控制对电容器中数据的访问。电容器本身是一个具有高纵横比的长圆柱形结构。它充满了金属-绝缘体-金属堆叠。由于需要在高深宽比结构中形成良好控制的保形薄膜,因此这种 MIM 堆栈需要 ALD 设备。

3D NAND 存储单元也使用大量沉积设备,其中阻挡氧化物、电荷陷阱氮化物、隧道氧化物、沟道硅、阻挡金属和势垒金属六种薄膜需要 ALD 设备来沉积。根据应用材料官网,在字线填充这个步骤中,基于 CVD 的钨填充,应力随堆叠变高而增加,钨中的氟含量引起电阻增加,而使用 ALD 可以有效解决这两个问题,因此更高层数 3D NAND 的制造中 ALD 用量会提升。

外延设备:满足先进制程硅、硅锗外延生长工艺的电性和可靠性需求。伴随着 CMOS 技术集成度的日益增大以及关键尺寸的日渐缩小,传统 CMOS 工艺中采用的应力拉升方式已经无法满足器件对于PMOS 驱动电流的要求。在关键尺寸进入 28nm 及以下后,必须采用锗硅(SiGe)外延技术来加大PMOS 的压应力,以此提高器件的整体响应速度。在锗硅(SiGe)外延技术中,西格玛沟槽刻蚀是影响 PMOS 驱动电流的关键工艺步骤,由此可以看出对于刻蚀设备厂商来说,拓展锗硅外延设备具备一定优势。

除了刻蚀、沉积、外延设备以外,先进逻辑产线对氧化/高温/退火、量检测等设备用量也提升。月产 1万片晶圆的 12 寸先进制程产线需要氧化/高温/退火设备 41.5 台,是 12 寸成熟制程产线的 1.9 倍,需要量检测设备 87 台,是成熟制程产线的 1.7 倍。由此也可以看出,设备种类覆盖度更广的平台型厂商将更受益于先进逻辑产线的扩产。

 

先进封装成为重要赛道:

算力成为大国博弈焦点,高性能 AI GPU 为支撑一国智能算力发展的基石。根据《中国算力发展白皮书(2023 年)》数据,以 GPT 大模型为例,GPT3 模型参数约为 1746 亿个,训练一次需要的总算力约为 3640PF-days,即以每秒一千万亿次计算,需要运行 3640 天。2023 年推出的 GPT-4 参数数量可能扩大到 1.8 万亿个,是 GPT-3 的 10 倍,训练算力需求上升到 GPT-3 的 68 倍。

通常情况下,高性能 AI GPU 首先要在先进制程产线上去制造 HBM 和 GPU,再采用 2.5D 和 3D 先进封装工艺进行封装。英伟达 A100 采用台积电第 4 代 CoWoS 技术,将 1 颗英伟达 A100GPU 芯片和 6颗三星 HBM2 集成在一个 1700mm2的无源转接板上。AMD MI300 则使用台积电 SoIC(3D)和CoWoS(2.5D)两种技术共同对 13 颗 chiplets 芯片和 8 颗 HBM3 进行封装。

AI GPU 需求井喷,全球晶圆/封测厂大力扩产。台积电预计 2025 年持续扩充产能,CoWoS、3D IC、SoIC 等先进封装工艺数年内年复合增长率超过 50%。安靠也计划布局 CoWoS 产线。海力士预计其DDR5 和 HBM 产线规模在 2024 年增长 2 倍以上。

2.5D/3D 先进封装引入晶圆级工艺、提升对后道封测设备要求CoWoS是实现 GPU 与 HBM 高效互联的主流 2.5D 封装工艺,台积电是 COWOS 工艺的开创者和主导者,可以看出在高端先进封装市场上,晶圆厂占据着比传统OSAT 更重要更核心的地位。CoWoS 工艺可分为 Chip on wafer 工艺(将 GPU/CPU 与 HBM 通过硅中介层实现互联),以及 on substrate 工艺(将硅中介层与 IC 载板连接)。

从产业链分工情况来看,晶圆厂通过 RDL、2.5DTSV 等工艺生产硅中介层,Fabless 采购硅中介层、HBM、并将晶圆厂代工的先进逻辑芯片提供给封装厂。CoW 封装线拿到硅中介层后先直接做双面Bumping、再使用 CoW 固晶机将 HBM、逻辑芯片倒装键合到中介层上。oS 封装线进行研磨、切割,形成很多 CoWoS 芯片,再使用 oS 固晶机倒装键合到 IC 载板上。

Bumping 加工包括电镀、光刻、PVD、刻蚀等工序,可以看出先进封装相比传统封装的第一大变化在于融入前道晶圆级工艺。CoW 固晶基于 μ bump 间距,小于传统倒装固晶的 Cu bump 间距,对固晶机要求提升;垂直堆叠的引入使得晶圆需要被磨得更薄,由此可以看出先进封装相较传统封装另一变化在于提升后道设备要求。

HBM 使用 3D 封装,TSV 为最关键工艺。HBM 封装中的 TSV 工艺分为两类,一是 3D TSV 的制造,即通过在 DRAM die 上打孔并进行填充,实现 DRAM die 之间的垂直互联,这一步由存储原厂完成,核心设备是 TSV 硅通孔刻蚀设备。二是 TSV 露出,这一步由存储厂完成或外包给 OSAT 厂商,核心设备是干法刻蚀机。

存储原厂完成 TSV 制造后的 HBM3D 封装工序与 cowos2.5D 封装工序重叠,都需要经过双面bumping、临时键合、解键合等步骤,但在堆叠工艺上有所不同。

HBM封装流程

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资料来源:开源证券

在堆叠工艺上,Cowos 2.5D 封装使用倒装键合,核心设备为倒装固晶机。HBM 3D 封装要求更高的互联密度,使用 TCB 热压键合或混合键合,分别是 HBM3E 及之前代际产品、HBM4/3D NAND Xtacking 架构使用的主流键合工艺,对应设备为 TCB 热压键合设备、混合键合设备。

 

 

 

3D封装

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资料来源:开源证券研究所

先进封装对光刻、刻蚀等晶圆级设备精度等性能的要求低于前道工艺,国产前道设备厂商向先进封装领域布局属于技术降维,如华海清科(CMP 设备)、盛美上海(电镀)、芯源微(涂胶显影、临时键合与解键合)、中微公司(TSV 深硅刻蚀)、拓荆科技(混合键合设备)等未来在国内先进封装产线有望占据较高份额。

对于后道封测设备厂商来说,更先进的封装工艺对设备要求提升,国产厂商在成品测试、分选等环节技术实力强,相比之下在固晶、切割、研磨、塑封等环节实力稍弱,未来市场份额预计稳步提升。

 

产业链分析:

从我国半导体设备产业链来看,半导体设备产业链上游主要为零部件及系统,产业链中游主要为半导体设备,主要包括光刻机、刻蚀机、清洗设备、量测设备、分选机等。产业链下游主要为半导体制造,企业主要包括华润微电子、士兰微、通富微电、水晶光电等。

半导体设备精密零部件

半导体设备精密零部件行业是半导体设备行业的支撑。随着工艺制程的不断推进,半导体设备对精密零部件的高精密、高洁净、超强耐腐蚀能力、耐击穿电压等特性也有了更高的要求。

在半导体设备的成本构成中,精密零部件的价值占比较高。根据中微公司等国内外半导体设备厂商年报披露,设备成本构成中约 90%以上为精密零部件产品,考虑国际半导体设备公司毛利率一般在 40%-45%左右,从而全球精密零部件市场约为全球半导体设备市场规模的 50%-55%。通过分析 SEMI 披露的数据,2020 年全球半导体设备总销售额为 712 亿美元,由此可以推出精密零部件市场空间约为 350-400亿美元,市场空间较大。

不同于寡头垄断的半导体设备市场,精密零部件行业格局较为均衡。半导体设备本身结构复杂,对加工精度、一致性、稳定性要求较高,导致精密零部件制造工序繁琐,技术难度大,行业内多数企业只专注于个别生产工艺,或专注于特定精密零部件产品,行业相对分散。业内多数企业产品大多属于互补关系,在部分细分产品方面存在一定竞争。

目前半导体精密零部件市场大多仍被美国以及日本企业占据,部分细分领域有国内厂商进入国际半导体设备厂商的供应链,但高端产品的国产化率仍较低。

 

 

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资料来源:光大证券

 

前道设备:

晶圆制造的前道工序包括氧化、涂胶、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜沉积、抛光、检测、清洗等。先进封装引入的 RDL、TSV、混合键合等新工艺均广泛地使用到光刻、涂胶显影、刻蚀、薄膜沉积、清洗、CMP 等前道工艺。

薄膜沉积、刻蚀和光刻设备是最重要的三大前道设备。根据 SEMI 数据,2022 年光刻、薄膜沉积以及刻蚀设备是最重要的三个前道设备,价值量占比分别达 20.2%/21.0%、19.3%,远超其他设备,各自所占市场规模达到均接近 20%。全球龙头半导体设备厂商中,有多家通过不断整合并购,形成平台型公司,横跨多个工艺制程。

前道工序

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资料来源:国泰君安证券研究所

国产替代第一阶段已初步完成,部分环节仍处于“卡脖子”阶段。在清洗、CMP、热处理等领域的国产化率已超 30%,尤其在成熟制程等领域,凭借成本及效率优势已展现出国内企业的竞争力。国内企业在提高先进制程相关设备的自主研发能力方面迈出稳健步伐,虽然目前先进制程设备国产厂商覆盖率仍较低。

前道设备国产化率

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资料来源:国金证券研究所

后道设备

传统封装涉及减薄、划片、固晶、键合、塑封等在内的多道工序。封装过程始于晶圆制造。在晶圆制造完成后,通过减薄和划片工艺,将晶圆切割为小的晶片。小晶片被贴装到引线框架基板上后,用极细的金属丝导线或导电性树脂将晶片焊接焊盘连接到基板的相应引脚,形成所需的电路。然后使用塑料外壳对独立的晶片进行封装保护。在完成封装后,还需要进行入检、测试和包装等工序,最后将成品入库出货。

1)       减薄机:使用研磨液等材料,通过抛磨,把晶圆厚度减薄。目前使用的减薄设备包括金刚石砂轮和激光减薄机两类,以金刚石砂轮机为主。全球减薄机市场收入稳步增长,市场空间广阔。晶圆减薄是半导体制造后道工序中的重要环节之一,晶圆减薄机是实现晶圆减薄工艺的关键设备。随着半导体产业快速发展,其市场呈现出稳步扩张态势。预计 2029 年全球减薄机市场收入将达到 13.19 亿美元。先进封装技术对晶圆减薄要求更高,未来减薄机市场空间广阔。当前减薄机国外主要厂商主要有日本 DISCO、日本 OKAMOTO、以色列 Camtek 等;国内主要厂商有中电科 45 所、华清海科、宇环数控、宇晶股份等众多企业。

2)       划片机:把晶圆切割成一粒粒的芯片(Die),主要分为金刚石砂轮切割与激光切割两类。划片机市场稳步增长,国产替代空间广阔。划片机是半导体后道封测中晶圆切割和 WLP 切割环节的关键设备,全球划片机市场规模由 2018 年 11.75 亿美元预计增长至 2023 年 19.1 亿美元。未来划片机受先进封装迅推动将持续增长,预计 2029 年全球划片机市场规模增长为 25.18 亿美元。根据 SEMI 数据,全球半导体划片机市场中日本 Disco 占据份额高达 70%,是后道划片机市场龙头,其次为东京精密和ADT(光力科技子公司)等其他厂商,行业高度集中。国内划片机厂家还包括德龙激光、大族激光等,但与海外巨头相比仍有较大差距。

3)       固晶机:通过加热和压力的作用,将芯片牢固地固定在封装基板或载板上。固晶机市场规模持续增长,半导体固晶机增幅更显著。固晶机行业细分为 LED 固晶机和半导体固晶机,随着半导体行业迅猛发展,半导体设备需求量增加,半导体固晶机增长幅度明显高于 LED 固晶机。预计 2029 年半导体固晶机市场规模增长至 81.17 亿元。根据 SEMI 数据,全球固晶机市场占有率最高的厂商为 ASMP 和 Besi,国内厂商中新益昌是固晶设备的龙头企业。目前新益昌在国内 LED 固晶机市场占有率排第一。此外,国内包括快克智能、凯格精机、华封科技等也在切入半导体固晶机市场。

4)       键合机:把半导体芯片上的 Pad 与管脚上的 Pad 用导电金属线链接起来。引线键合为封装设备的核心环节,设备市场规模稳定增长。2020 年全球引线键合设备市场规模为 8.4亿美元,预计 2023 年其市场规模增长为 18.7 亿美元。引线键合设备长期被美国库力索法(Kulicke&Soffa)与 ASM Pacific 垄断,两个厂商全球市占率总和超 80%,其中库力索法市占率超60%。国内设备公司主要有大族封测、阿达智能、奥特维等。

5)       塑封机:通过树脂包封使半导体与外部电绝缘的塑封工艺将流动性树脂从浇口注入半导体芯片周围,并使其固化从而起到保护芯片的作用。塑封机市场增长潜力较大,市场集中度高。我国塑封机行业市场规模从 2018 年约 40.52 亿元增长至2022 年 82.92 亿元规模。预计到 2029 年增长为 175.82 亿元,2023-2029 年 CAGR 为 11.4%。半导体全自动塑料封装设备呈现寡头垄断格局,TOWA、YAMADA 等公司占据了绝大部分的半导体全自动塑际知名企业占据。目前,我国仅有少数国产半导体封装设备制造企业,如文一科技、耐科装备等,拥有生产全自动封装设备多种机型的能力。

6)切筋机:在晶圆制造完成后,需要使用半导体切筋成型设备将晶圆分割开来,以得到单独的芯片。国外主要厂商有 FICO、Besi、NDC International、Samiltech;国内主要厂商有耐科装备、广东台进半导体、深圳杰诺特等。

7)电镀设备:通常用于在芯片表面或器件连接部件上进行电镀,以增强连接部件的导电性、耐腐蚀性或焊接性能。电镀设备国外的主要厂商有 Besi、美国应材、美国 LAM、ASM 等;国内厂商主要有盛美上海等

8)打标机:打标是在半导体封装表明刻印产品信息的工艺,包括半导体类型、制造商,以及客户要求的符号、图案等。打标可使用激光灼烧环氧树脂模塑料等材料来进行刻印,也可使用油墨压印,目前主要使用激光打标。国外主要厂商有 Trumpf 和 IPG Photonics 等;国内厂商有大族激光、德龙激光等。

9)测试机:对封装完成后的芯片和器件进行功能测试、参数测试、可靠性测试等,其中功能测试主要包括芯片逻辑功能、电气特性等功能测试,参数测试包括电压、电流、频率等,可靠性测试包括高温、高湿、振动等测试。测试机国外的主要厂商有爱德万、泰瑞达、科休等;国内厂商主要有华峰测控、长川科技等。

10)分选机:对经过测试的芯片进行分类,主要包括按尺寸分选、按电性能分选、按光学特性分选等。分选机国外的主要厂商包括爱德万、爱普生、科休;国内厂商主要包括长川科技、金海通等。

先进封装带来设备端机遇,前后道设备需求增加。传统封装所需封装设备主要有减薄机、划片机、固晶机、键合机、塑封机、切筋机、测试机和分选机。随着先进封装迅猛发展,传统封装设备的需求也有望水涨船高。此外诸如倒装、RDL、TSV、混合键合等新的封装工艺引入也带来光刻机、涂胶显影设备、薄膜沉积设备、刻蚀设备、CMP 设备、清洗设备等前道晶圆制造设备的新增量。

先进封装带来的设备端机遇

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资料来源:国泰君安证券

 

市场情况:

前端设备占半导体设备比重最大:在半导体设备中,晶圆制造设备(前道工艺设备)的市场规模约占半导体设备市场规模的 88%。后道封装和性能测试设备的市场规模仅占 5%、7%。前道设备占据半导体专用设备的主要市场份额。

半导体设备及晶圆制造设备市场占比

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资料来源:拓荆科技年报

根据 SEAJ 数据,中国大陆的半导体设备销售额近十年从 33.7 亿美元增长至 366.0 亿美元,CAGR 达到26.9%,且在 2020 年超越中国台湾成为全球最大的半导体设备市场;根据 SEMI 数据,2023 年中国大陆半导体设备销售额实现逆势增长,全球份额达到 34.45%。未来,随着国内晶圆产能的持续扩张,国内半导体设备行业的市场规模有望不断增长。

半导体设备市场规模变化

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资料来源:广发证券研究所

半导体制造的国产化对于推动半导体设备国产化具有重要意义尽管在国家安全意识的提升和国内市场需求的推动下,我国半导体设备的需求日益增长,但整体国产化率仍然较低,还有很大的提升空间。加快半导体设备国产化进程已经成为我国科技发展的重要里程碑。

进入 2023 年,我国的半导体行业在设备研发方面持续取得重要进展。23 年年初以来,行业喜讯频传。2023 年 8 月,湖南半导体领域的两个重要项目“第三代半导体核心装备国产化关键技术攻关”和“8英寸集成电路成套装备”成功通过验收。这两个项目的成功标志着我国在半导体产业的自主研发道路上取得了新的重大突破,充分展现了我国的自主研发实力,同时也为我国半导体产业的持续发展注入了新的活力。未来国产化率有望持续提升。

 

大陆相关企业:

中微公司:

中微公司成立于 2004 年,主要从事高端半导体设备及泛半导体设备的研发、生产和销售,为集成电路、LED 外延片、功率器件、MEMS 等半导体产品的制造企业提供刻蚀设备、MOCVD 设备、薄膜沉积设备及其他设备。公司的等离子体刻蚀设备已应用在国际一线客户从 65 纳米到 14 纳米、7 纳米和 5 纳米及其他先进的集成电路加工制造生产线及先进封装生产线。公司 MOCVD 设备在行业领先客户的生产线上大规模投入量产,公司已成为世界排名前列的氮化镓基 LED 设备制造商。中微开发的五类设备均达到国际先进水平。2023 年公司 CCP 和 ICP 刻蚀设备均在国内主要客户芯片生产线上市占率大幅提升;公司的 TSV 硅通孔刻蚀设备也越来越多地应用在先进封装和 MEMS 器件生产。公司布局的薄膜设备(主要是化学薄膜和外延设备)是除光刻机和刻蚀机外第三大设备市场。公司近两年新开发的 LPCVD 设备和 ALD 设备,目前已有四款设备产品进入市场,其中三款设备已获得客户认证,并开始得到重复性订单,公司计划在 2024 年推出超过 10 款新型薄膜沉积设备,在薄膜沉积领域快速扩大产品覆盖度;公司新开发的硅和锗硅外延 EPI 设备、晶圆边缘 Bevel 刻蚀设备等多个新产品,也计划在 2024 年投入市场验证。此外,中微公司通过投资布局了第四大设备市场——光学检测设备。

 

北方华创:

北方华创致力于半导体基础产品的研发、生产、销售和技术服务,主要产品为电子工艺装备和电子元器件,是国内主流高端电子工艺装备供应商,也是重要的高精密电子元器件生产基地。公司电子工艺装备主要包括半导体装备、真空装备和新能源锂电设备,电子元器件主要包括电阻、电容、晶体器件、模块电源、微波组件等。在半导体工艺装备领域,北方华创的主要产品包括刻蚀、薄膜、清洗、热处理、晶体生长等核心工艺装备,广泛应用于逻辑器件、存储器件、先进封装、第三代半导体、半导体照明、微机电系统、新型显示、新能源光伏、衬底材料等工艺制造过程。

 

芯源微:

芯源微是国内唯一可以提供量产型前道涂胶显影机的厂商。目前,公司的前道涂胶显影设备已完成在前道晶圆加工环节 28nm 及以上工艺节点的全覆盖,并持续向更高工艺等级迭代。前道涂胶显影设备客户端验证进展良好,新签订单以前道产品为主。前道涂胶显影设备全面覆盖 I-line、KrF、ArFdry、ArF 浸没式等多种型号,也适用包括 SOC、SOH、SOD 等在内的其他旋涂类应用。2022 年,芯源微新签订单快速增长,集成电路前道加工产品收入实现快速放量,同时保持小尺寸(如LED、化合物半导体等)及后道先进封装领域产品收入稳步增长;2023 年市场需求放缓,芯源微前道涂胶显影设备新签订单依然保持了良好的增长速度。单片式湿法设备为公司另一类核心设备,前道物理清洗设备整体已达到国际先进水平。目前前道物理清洗机已成为国内逻辑、功率器件客户主力量产机型,广泛应用于中芯国际、上海华力、青岛芯恩、广州粤芯、上海积塔、厦门士兰等一线大厂。新一代高产能物理清洗机已发往国内重要存储客户开展验证,机台应用新一代高产能架构,可满足存储客户对产能的更高指标要求,有望在存储领域打开增量空间。

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:

智研咨询2023 中国半导体设备产业行业现状及发展趋势研究报告

开源证券:半导体设备行业:周期拐点渐近,国产替代 2.0 时代开启

光大证券:半导体设备,刻蚀和薄膜举足轻重,关注中微拓荆华创

国泰君安:先进封装设备行业深度报告:AI 拉动算力需求,先进封装乘势而起

广发证券:专用设备行业半导体设备系列研究之二十七:当前需求在半导体周期中的位置