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半導體設備行業深度報告:國產突破正加速,迎來中長期投資機會(5)

發布時間:2020年05月14日 01:57 來源:網絡搜索 手機版

本土半導體設備廠商在光刻、刻蝕、鍍膜、氧化擴散、清洗、拋光、離子注入等環節基本實現全覆蓋。?越來越多的上市公司以及非上市公司發力半導體設備領域。其中,涉及到曝光/光刻企業有 4 家,涂膠顯影 有 10 家, CVD 企業 9 家, PVD 企業 6 家,其他成膜設備企業 6 家,干法刻蝕設備企業有 10 家,濕法腐 蝕設備企業 12 家,熱處理設備企業 8 家,CMP 設備廠商僅有 2 家,離子注入設備廠商也僅有 2 家,計量 檢測設備廠商 10 家,倉儲搬運設備 4 家。隨著政策與資金支持,在本土晶圓新建對設備需求帶動下,越 來越多的設備公司有望發展壯大。

二、晶圓制造設備部分環節具備競爭力,其余環節已有份額突破

2.1 光刻環節:本土已有初步突破,距國際水平仍有較大差距?

2.1.1 光刻機設備:封裝/LED 光刻機相對成熟,IC 前道/面板光刻機仍有差距?

IC 前道晶圓制造為集成電路產業鏈的核心環節,晶圓制造包括光刻、刻蝕、離子注入、薄膜生長、擴 散、拋光、退火、檢測等主要環節,其中光刻環節是其核心。光刻機是一種將預先設計好的芯片圖形轉印 至硅片或者其他材質基底上的大型精密量產型加工制造設備。光刻機光刻或者曝光精度直接決定了整個半 導體制造工藝的節點,其昂貴的價格也導致光刻機是整個半導體制造產線投資最主要的組成部分。

在實際的光刻工藝過程中,既要保證納米級的曝光精度,同時也要保證高的產率以實現其足夠的經濟 性,光刻機設備會十分復雜,其分系統和部件制造的工程實現難度極高。典型光刻機設備包括:超低像差 投影物鏡系統、高精度勻光曝光系統、精密鏡像掃描或步進掩膜臺系統、高速硅片傳輸系統、納米級對準 系統、精密調焦調平系統、大負載高精度高速工件臺系統、亞納米雙頻激光干涉位移測量系統、主動隔振 系統、精密溫度控制系統和分布式多級復雜整機控制系統。按照應用領域,可分為 IC 前道晶圓制造、IC 后道先進封裝、平板顯示和高亮度 LED 等領域。其中,IC 前后道晶圓制造同屬于集成電路領域,不管是遵 循摩爾定律還是超越摩爾,IC 前道光刻設備分辨率以及 IC 后道先進封裝技術的提升都依賴光刻精度。

IC 晶圓前道制造光刻流程包括:先放置在掩膜板庫里,通過掩膜傳輸系統放置在掩膜臺,晶圓通過硅 片傳輸系統傳入工件臺,調焦調平系統對硅片進行調焦調平,對準系統對硅片對準,然后工件臺、掩膜臺、 曝光系統在整機控制系統的控制下完成整個晶圓的掃描或者步進式曝光,曝光完成后由硅片傳輸系統傳出。

隨著分辨率需求不斷微縮,根據所使用的光源的改進,光刻機經歷了 5 代產品的發展。光刻機主要指 標為分辨率、套刻精度和產率,未來的發展趨勢將主要圍繞以上三個指標。照明波長不斷變短、物鏡的數 值孔徑不斷變大,使得光刻機的分辨力能力不斷提高,當前 EUV 分辨率達到 13nm,通過多重曝光能夠實 現 7nm 工藝制造,并向 5nm 和 3nm 技術節點前進。同時,套刻精度隨著分辨率不斷提高,產率不斷優化, 使得芯片整體生產成本持續降低。

全球光刻機市場來看,ASML 一家獨大。其光刻機出貨量占據全球 70%以上份額,尤其在 EUV 光刻機、 ArF 浸沒式光刻機領域基本上處于壟斷地位;Canon 和 Nikon 的光刻機出貨量份額合計約 30%,主要集中在 平板顯示領域,在 I line 和 KrF、ArF 光刻機占據一定份額;而美國 Ultratech 主要是后道封裝和 LED 封裝光 刻機為主,封裝和 LED 光刻機的單臺價值量相對晶圓前道、平板顯示光刻機較低,競爭壁壘也相對較低。

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