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半導體設備:自主可控勢在必行,國產(chǎn)替代大有可為1、半導體行業(yè):2022年市場規(guī)模5800億美元,預計22-30年行業(yè)復合增長率7%

,汽車電子和工業(yè)電子是未來增速最快的兩大領域。2、半導體設備行業(yè):2012-2022年全球、中國大陸半導體設備市場年復合增長率11%、27%,2022年中國大陸仍是全球最大市場。受行業(yè)資本開支影響,全球約三年一個周期。2022年全球半導體資本開支1817億美元,同比增長19%,

IC

insights預計2023年1466億美元,同比下降19%。我們預計2024年全球行業(yè)資本開支迎來周期反轉(zhuǎn)。2016-2021年全球及中國大陸半導體設備市場CAGR20%、36%,中國大陸增速快于全球。中國大陸連續(xù)三年成為全球最大半導體設備市場,2023年銷售額283億美元,占全球26%,超過中國臺灣(25%)、韓國(20%)、北美(10%)。3、

我國半導體設備行業(yè)三大驅(qū)動:長期擴產(chǎn)需求+國產(chǎn)化率提升+政策預期升溫芯片國產(chǎn)化率低,長期擴產(chǎn)需求廣闊。2021年中國大陸芯片自給率16.7%,國產(chǎn)線占6.6%,低國產(chǎn)化率是長期擴產(chǎn)動力。美日荷先進設備封鎖,倒逼國產(chǎn)化率快速提升。自主可控需求下,國產(chǎn)成熟設備加速補短板增長板,高端設備亟需突破封鎖。國內(nèi)政策預期升溫,集成電路發(fā)展需要“舉國體制”。我國重組科技部,組建中央科技委員會,統(tǒng)籌科技創(chuàng)新各方力量。4、半導體設備競爭格局:美日荷壟斷地位,我國國產(chǎn)化逐步突破從全球前十大半導體設備公司營收排名來看,三家美國、四家日本、兩家荷蘭、一家韓國公司。從具體環(huán)節(jié)來看:美國在薄膜沉積、離子注入、量測占據(jù)壟斷地位。日本在涂膠顯影、清洗設備壟斷。荷蘭光刻機是絕對龍頭,原子層沉積處于領先地位。美日荷制裁趨嚴,三國壟斷環(huán)節(jié)國產(chǎn)替代意義重大。我國去膠、清洗、CMP、熱處理、刻蝕國產(chǎn)化率較高。關注薄膜沉積、離子注入、量測等低國產(chǎn)化率環(huán)節(jié)。5、投資建議:在美日荷制裁大背景下,關注低國產(chǎn)化率環(huán)節(jié)及具備核心技術突破能力的公司。推薦北方華創(chuàng)、中微公司、晶盛機電、微導納米、拓荊科技、芯源微、盛美上海、華海清科、華峰測控、精測電子、賽騰股份、羅博特科,關注至純科技、萬業(yè)企業(yè)、長川科技。2重點半導體設備公司估值3資料來源:Wind,浙商證券研究所(注:萬業(yè)企業(yè)2022年數(shù)據(jù)為wind一致預期,其余為公司年報數(shù)據(jù)。2023-2024年數(shù)據(jù)為wind一致預期。數(shù)據(jù)截至2023年4月24日)公司名稱總市值(億元)營業(yè)收入歸母凈利潤PEPS2022E2023E2024E2022E2023E2024E2022E2023E2024E2022E2023E2024E北方華創(chuàng)1,70514719925523.531.342.87254401297中微公司1714.218.1978063241814晶盛機電92910616621329.243.855.0322117964拓荊科技5491728393.75.37.914910470321914盛美上海5082939506.77.99.8766452181310華海清科3911626355.07.19.4785542241511長川科技3342640524.68.511.57339291386精測電子2852736452.73.75.010577571086華峰測控2661114195.36.68.9514030251914芯源微2621420272.02.63.813110069191310微導納米225715220.51.52.541515089331510萬業(yè)企業(yè)2001419224.65.86.844352915119至純科技1423042522.85.16.7502821533賽騰股份922941533.14.25.5302217322羅博特科67915200.31.22.12575832743平均111624417118目錄C

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S行業(yè)趨勢:半導體設備長坡厚雪,國產(chǎn)化替代破繭成蝶全球半導體行業(yè)市場5800億美元,十年CAGR約7%半導體設備是行業(yè)發(fā)展基石,全球1000億美元市場自主可控驅(qū)動國產(chǎn)設備長期需求010203競爭格局:美日荷當前壟斷之局,重點設備的破局之路競爭格局:全球美日荷壟斷,我國國產(chǎn)化亟待突破細分設備:關注低國產(chǎn)化率環(huán)節(jié)及核心技術突破重點公司:技術突破平臺化發(fā)展,國內(nèi)公司邁入快車道當前一超多強,從重點領域到平臺化發(fā)展重點半導體設備公司梳理404風險提示國產(chǎn)化進程低于預期風險美國半導體管制加劇風險零部件供應風險行業(yè)趨勢:半導體設備長坡厚雪國產(chǎn)化替代破繭成蝶01全球半導體行業(yè)市場5800億美元,十年CAGR約7%半導體設備是行業(yè)發(fā)展基石,全球1000億美元市場自主可控驅(qū)動國產(chǎn)設備長期需求5半導體行業(yè):關系國家安全和經(jīng)濟增長,是數(shù)字經(jīng)濟之基石6資料來源:中微公司招股書,拓荊科技招股書,浙商證券研究所半導體兼具戰(zhàn)略性和市場性兩大特點?!皯?zhàn)略性”主要體現(xiàn)在維護國家信息安全、占據(jù)信息市場主導權?!笆袌鲂浴敝饕w現(xiàn)在其市場需求日益增長。因此,半導體對國家安全和經(jīng)濟增長至關重要,一直是全球主要經(jīng)濟體競爭的目標。當前,國家將數(shù)字經(jīng)濟作為核心發(fā)展戰(zhàn)略之一,半導體作為新一代信息技術的核心,是數(shù)字經(jīng)濟時代基石。要抓住新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命機遇,離不開半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。半導體行業(yè)經(jīng)濟體量巨大,是由上游支撐產(chǎn)業(yè)、中游制造產(chǎn)業(yè)和下游應用產(chǎn)業(yè)構成。尤其是下游應用領域不斷拓寬。圖:半導體產(chǎn)業(yè)鏈半導體行業(yè):大周期約十年,需求核心驅(qū)動源于技術發(fā)展027筆記本電腦等消費電子興起互聯(lián)網(wǎng)泡沫破滅臺式電腦普及金融危機智能手機、智能手環(huán)等可穿戴設備興起存儲價格崩盤汽車電子、疫情帶來的個人電子需求爆發(fā)資料來源:集成電路產(chǎn)業(yè)全書,WSTS,iFinD,浙商證券研究所2022年全球半導體行業(yè)市場規(guī)模達到5801億美元,達到歷史新高,過去十年復合增長率7.4%。通過分析過去20年的全球半導體銷售額同比增速,發(fā)現(xiàn)半導體行業(yè)大周期約10年,即每10年一個“M”形波動,主要原因是一方面受全球GDP增速變化影響,另一方面主要是技術驅(qū)動帶來的行業(yè)發(fā)展。2023年上半年全球半導體處于下行周期,但AIGC帶來的新一輪技術創(chuàng)新引發(fā)需求大幅提升,行業(yè)有望在2024年迎來上行周期。圖:全球半導體呈波動性增長,十年一大周期-40%-30%-20%-10%0%10%20%30%40%50%01,0002,0003,0004,0005,0006,0007,0002000

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2023E全球半導體銷售額(億美元) 全球同比半導體行業(yè):大周期十年,需求核心驅(qū)動源于技術發(fā)展028階段第一代第二代第三代第四代第五代第六代技術產(chǎn)生的年份1965-19751975-19851985-19951995-20052005-20152015-2025主流光刻技術光源汞燈g線i線KrFArFEUV,EPL代表性光源波長多波長436nm365nm248nm193nm(浸沒式DPT)13.5nm特征尺寸12~3μm3~1μm1~0.35μm0.35μm~65nm65~22nm22~3nm存儲器小于1KB到16KB16KB~1MB1~64MB64MB~1GB1~16GB(芯片組)6GB到1TB以上(芯片組CPU產(chǎn)品(以Intel為例)從4004到8080從8086到286從386到486Pentium(奔騰)Core(酷睿)CPU字長/bit4,88,1616,3232,6464CPU晶體管數(shù)10^310^4~10^510^5~10^610^6~10^710^8~10^9多核架構多核架構CPU時鐘頻率/MHz10^-1~10^010^0~10^110^1~10^210^2~10^3非主頻標準非主頻標準主流圓片直徑2~4in4in~150mm150mm,200mm200mm,300mm200mm,300mm200mm,300mm,450mm主流設計工具手工從邏輯編輯到布局布線從布局布線到綜合從綜合到DFMSoC、IPSoC、IP、SiP主要封裝形式從TO到DIPDIP從DIP到QFPDIP、QFP、BGA多種封裝、SiPSiP、3D封裝)資料來源:集成電路產(chǎn)業(yè)全書,浙商證券研究所半導體行業(yè)因技術驅(qū)動而形成的十年大周期,本質(zhì)上是因為半導體從研發(fā)到產(chǎn)品應用的周期約10年,新產(chǎn)品的應用驅(qū)動著半導體行業(yè)向上發(fā)展。從1965年至今,半導體產(chǎn)品制造技術經(jīng)歷了六代發(fā)展,核心指標芯片特征尺寸從12μm縮小至3nm,縮小了4000倍。表:半導體產(chǎn)品制造技術約10年一代技術進步半導體行業(yè):小周期約三年,預計2024年行業(yè)迎來上行周期029資料來源:美國半導體產(chǎn)業(yè)協(xié)會,浙商證券研究所1980-04,

66%1984-05,

153%1986-10,

39%1988-02,

42%1991-02,

14%1993-06,

33%1995-07,

46%1997-07,

14%2000-07,

50%2003-01,

23%2004-06,

40%2006-08,

10%2008-07,

8%2010-03,

60%2014-05,

9%2017-10,

22%2021-08,

30%-50%0%50%100%2023-012022-012021-012020-012019-012018-012017-012016-012015-012014-012013-012012-012011-012010-012009-012008-012007-012006-012005-012004-012003-012002-012001-012000-011999-011998-011997-011996-011995-011994-011993-011992-011991-011990-011989-011988-011987-011986-011985-011984-011983-011982-011981-011980-011979-011978-01全球半導體三個月銷售額均值同比大周期看技術,小周期看需求。小周期主要是受下游需求周期波動影響,從全球半導體銷售額同比來看,行業(yè)小周期約3年。上一輪周期高點在2021年8月。2023年1月全球半導體銷售額413億美元,同比減少19%。從產(chǎn)業(yè)周期判斷,2023年下半年預計迎來下行周期拐點。2024年,一方面?zhèn)鹘y(tǒng)芯片將進入庫存拐點,另一方面AIGC對算力需求的大幅提升,將帶動新興芯片需求的爆發(fā),將加快上行周期的到來。圖:全球半導體小周期約3年150%半導體行業(yè):2022-2030年CAGR約7%,多領域驅(qū)動行業(yè)增長0310根據(jù)麥肯錫預測,2022-2030年,全球半導體行業(yè)年復合增長率達6.7%,2030年市場規(guī)模達10300億美元。半導體五大下游領域為通訊、計算和數(shù)據(jù)存儲、汽車電子、工業(yè)電子、消費電子,2022年銷售額占比39%、34%、10%、9%、8%。2022年至2030年,預計汽車電子和工業(yè)電子市場增速最快,汽車電子市場將從580億美元增長至1600億美元,年復合增長率14%,工業(yè)電子將從560億美元增長至1400億美元,年復合增長率12%。資料來源:麥肯錫,浙商證券研究所圖:世界半導體終端市場需求(十億美元)及復合年增長率圖:2022年全球半導體下游行業(yè)需求占比283938505890160110146171224209260330353742585050703341415110014020272932365650601031221371682032202703294124585836127701030201520192020202120222026E2030E4%7%12%4%5%14%22-30年CAGR無線通訊有線通訊工業(yè)電子消費電子計算和數(shù)據(jù)存儲汽車電子設備5.8%p.a.14.1%

p.a.6.7%

p.a.10348939汽車電子 計算和數(shù)據(jù)存儲 消費電子 工業(yè)電子 通訊半導體行業(yè):集成電路是主要研究方向,占半導體銷售額的80%0311半導體產(chǎn)品分為四大類產(chǎn)品:集成電路、分立器件、光電器件和傳感器。WSTS預計2023年集成電路占半導體銷售額80%以上。WSTS預計2023年集成電路產(chǎn)品中,邏輯、存儲、模擬、微處理器分別占據(jù)31%、20%、16%、14%的市場份額。圖:半導體產(chǎn)品種類眾多圖:2023E全球半導體構成資料來源:WSTS,浙商證券研究所分立器件6.30%光電子8.15%傳感器4.15%模擬電路16.34%微處理器13.52%邏輯電路31.48%存儲器20.06%集成電路81.40%半導體行業(yè):新興產(chǎn)業(yè)帶來“芯”需求,帶來新發(fā)展0312數(shù)據(jù)、信息爆發(fā)式增長,數(shù)字化、自動化、智能化需求浪潮迭起。以人工智能、云計算、智能汽車、智能家居、物聯(lián)網(wǎng)等為代表的新興產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,催生出許多新的芯片應用需求,如AI芯片、HPC芯片、汽車MCU等,這些創(chuàng)新應用將成為半導體行業(yè)的驅(qū)動力。表:各新興產(chǎn)業(yè)對于芯片需求增長資料來源:艾瑞咨詢,浙商證券研究所分類手機/PC汽車電子工業(yè)控制云服務人工智能物聯(lián)網(wǎng)新能源發(fā)電數(shù)字IC高集成度、高性能SoC圖像處理芯片CIS車規(guī)級MCU智能駕駛芯片大容量、低功耗存儲芯片智能機床、機器人等所需大量運算和控制芯片高算力邏輯芯片,即HPC芯片各類人工智能場景下高性能邏輯芯片各類物聯(lián)終端設備需要的MCU物聯(lián)設備需要的低功耗閃存芯片—模擬IC智能手機5G射頻芯片用于電力控制的功率IC和電源管理芯片(PMIC)用于自動化控制的功率IC—更節(jié)能的自適應混合信號模擬前端設備用于自動化控制的功率IC高壓高頻電源管理芯片(PMIC)半導體設備:制造集成電路,是半導體行業(yè)的基石0413半導體設備用來制造集成電路(芯片)。“一代設備,一代工藝,一代產(chǎn)品”。半導體產(chǎn)品制造要超前電子系統(tǒng)開發(fā)新一代工藝,而半導體設備要超前半導體產(chǎn)品制造開發(fā)新一代產(chǎn)品。行業(yè)的發(fā)展源于設備的更新迭代,是半導體行業(yè)的基石。當前半導體設備年產(chǎn)值約千億美元,支撐的是年產(chǎn)值幾十萬億美元的下游應用。資料來源:麥肯錫,中微公司,浙商證券研究所圖:年產(chǎn)值千億美元的半導體設備行業(yè)支撐起幾十萬億美元的下游應用圖:2018年基于公司總部所在地統(tǒng)計的半導體各環(huán)節(jié)銷售額占比4528635811120187149301 194320 1114

116110

1534406517447 2

10

1 40425設備材料(非圓晶)材料(圓晶)IP/EDA芯片設計集成器件制造商圓晶代工半導體封裝、測試、服務 11美國 中國臺灣 歐洲 中國大陸 其他半導體設備:2022年全球1076億美元市場,中國占比約26%05142012-2022年全球及中國半導體設備市場規(guī)模年復合增長率分別達11%、27%,中國市場增速快于全球。我國半導體設備銷售額占全球比重提升。2022年全球半導體設備市場為1076億美元,中國大陸半導體設備銷售額占全球銷售額26%,達到283億美元,超出中國臺灣(25%)、韓國(20%)、北美(10%),連續(xù)三年成為全球最大半導體設備市場。圖:中國在全球設備市場占比從2006年的6%提升至2022年的26%資料來源:SEMI,日本半導體制造裝置協(xié)會,浙商證券研究所圖:2022年中國大陸連續(xù)三年成為全球半導體設備最大市場6%7%6%6%9%8%7%11%12%13%16%15%20%23%29%26% 26%0%5%10%15%20%25%30%35%02004006008001,0001,2002006

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2022全球半導體設備銷售額(億美元) 中國半導體設備銷售額(億美元) 中國占比26252010865中國大陸

中國臺灣

韓國

北美洲

日本

歐洲

其他半導體設備:芯片制程不斷縮小,帶動資本開支提升0515歷史上芯片發(fā)展一直遵循摩爾定律。摩爾定律的核心內(nèi)容是集成電路上可以容納的晶體管數(shù)目在大約每18個月到24個月會增加一倍。摩爾定律核心是經(jīng)濟定律。隨著芯片制程不斷縮小,摩爾定律逐步失效。2018年,芯片實際性能與摩爾定律的要求間的差距擴大了15倍。隨著摩爾定律的失效,芯片制程縮小帶來建設成本急速上升,帶動設備資本開支提升。5nm芯片的晶圓廠建設成本高達54億美元,是28nm的6倍。4796540282216107511131729540102040305060芯片尺寸(納米)資料來源:IBS,麥肯錫,

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inghts,浙商證券研究所圖:每萬片晶圓廠建設成本(億美元)圖:頭部邏輯芯片廠商制程發(fā)展路線圖半導體設備:周期受行業(yè)資本開支影響,約三年一個周期0516-60-40-2002040608010002004006008001,0001,2001,4001,6001,8002,000 120同比全球半導體資本開支(億美元)資料來源:IC

insights,麥肯錫,浙商證券研究所全球半導體資本開支:IC

insights預計2022年全球半導體資本開支1817億美元,同比增長19%。內(nèi)存市場疲軟及美國對華制裁下,2023年全球半導體設備預計1466億美元,同比下降19%。周期性分析:從2000年至今全球半導體資本開支同比增速來看,全球半導體資本開支約3年一個周期。2023年處于行業(yè)周期底部,預計2024年資本開支迎來反轉(zhuǎn)。圖:全球半導體行業(yè)資本開支 圖:全球半導體資本開支周期波動,約3年一個周期85%-37%-29%14%52%1%19%6%-29%-40%107%25%-12%-6%20%-1%4%41%-3%11% 10%35%19%-19%-60%-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%200020012002200320042005200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020202120222023半導體設備:我國芯片國產(chǎn)化率低,長期擴產(chǎn)需求大06172422201816141210864200501001502002503002010201120192026F2012 2013 2014中國大陸集成電路產(chǎn)值(十億美元)2015 2016 2017 2018中國大陸集成電路市場規(guī)模(十億美元)2020 2021自給率(右軸,

)資料來源:IC

insights,滿天芯,浙商證券研究所整理我國半導體設備市場驅(qū)動力一:芯片國產(chǎn)化率低,具備長期擴產(chǎn)需求2021年中國大陸集成電路市場規(guī)模1870億美元,IC

Insights預計2026年市場規(guī)模將達到2740億美元,復合增長率8%。2021年中國大陸集成電路產(chǎn)值為312億美元,占中國大陸集成電路市場的13%,其中純國產(chǎn)線集成電路產(chǎn)值約123億美元,占比約7%。當前芯片國產(chǎn)化率極低,國產(chǎn)化市場空間廣闊。圖:中國大陸集成電路產(chǎn)值及市場規(guī)模半導體設備:我國晶圓廠積極擴產(chǎn),帶動設備需求06表.:我國12英寸晶圓廠擴產(chǎn)計劃18資料來源:ittbank,浙商證券研究所整理(數(shù)據(jù)更新或存在不及時)編號廠商主體工廠代碼地點晶圓尺寸2021年底產(chǎn)能(萬片/月)規(guī)劃產(chǎn)能(萬片/月)1中芯國際中芯南方SN1上海12英寸1.53.52中芯南方SN2上海12英寸03.53中芯北京B1(Fab4、6)北京12英寸5.264中芯北方B2北京12英寸6.2105中芯京城B3P1北京12英寸056中芯京城B3P2北京12英寸057中芯京城B3P3北京12英寸058中芯京城B3P4北京12英寸059中芯西青天津12英寸01010中芯東方上海臨港12英寸01011中芯深圳Fab16A/B深圳12英寸0412華虹集團上海華力F5上海12英寸3.53.513上海華力F6上海12英寸3414華虹無錫Fab7無錫12英寸2.5815上海華力Fab8上海12英寸0416上海華力Fab9無錫12英寸0817長江存儲長江存儲Fab1武漢12英寸51018長江存儲Fab2武漢12英寸01019長江存儲Fab3武漢12英寸01020武漢新芯武漢新芯Fab1武漢12英寸2.52.521武漢新芯武漢新芯Fab2武漢12英寸2.511.5編號廠商主體工廠代碼地點晶圓尺寸2021年底產(chǎn)能(萬片/月)規(guī)劃產(chǎn)能(萬片/月)22紫光集團紫光集團CD成都12英寸03023合肥長鑫合肥長鑫Fab1合肥12英寸412.524合肥長鑫Fab2合肥12英寸012.525合肥長鑫Fab3合肥12英寸012.526晶合集成晶合集成N1合肥12英寸4427晶合集成N2合肥12英寸0428S晶合集成N3合肥12英寸0429晶合集成N4合肥12英寸0430廣州粵芯廣州粵芯廣州12英寸2431芯恩芯恩青島12英寸0.3432華潤微電子華潤微電子重慶12英寸--33士蘭微(士蘭集科)士蘭集科Fab1廈門12英寸4834士蘭集科Fab2廈門12英寸-835積塔半導體積塔半導體上海12英寸5536臺積電臺積電NJFab16南京12英寸2237矽力杰矽力杰青島12英寸4438時代芯存時代芯存淮安12英寸-0.8339福建晉華福建晉華F1-F2泉州12英寸-640萬國半導體萬國半導體CQ重慶12英寸37合計(萬片/月)60.2270.8未來新增產(chǎn)能(萬片/月)210.6192018.08 2019.05 2020.05 2020.08 2020.12 2021.11 2022.07 2022.08 2022.10特朗普簽署《國防授權法》禁止美國政府雇員使用包括華為和中興在內(nèi)的多家中國科技公司的某些設備或服務。美國BIS宣布新一輪的對華芯片出口管制措施,具體包括:先進芯片、超算管制

;代生產(chǎn)或研發(fā)管制

;先進制程設備管制

;人才管制;未核實名單(UVL)

規(guī)則修訂

。Research和KLA收到美國商務部通美國商務部將中芯國際及附屬公司加

知,禁止出口14nm以下制程制造設美國BIS宣布限制華為使用美國特定 入“實體清單”,含美技術設備采購 備到中國大陸;技術和軟件在美國境外設計和制造半 需美國批準,14nm及以下原則上不 美國游說荷蘭停止向中國出口ASML導體的能力。 批準(推定拒絕)。

公司的先進產(chǎn)品。美國商務部BIS將華為及其70個分支機構納入出口管制“實體清單”,限制華為部分采購。英特爾中國工廠擴產(chǎn)計劃被拜登政府以危及“國家安全”的理由拒絕;美國阻止韓國存儲芯片企業(yè)SK海力士無錫工廠引進EUV光刻機。美國總統(tǒng)拜登簽署芯片法案,禁止受益企業(yè)自接受資助之日起10年內(nèi)在中國增產(chǎn)先進制程半導體;美國BIS通過發(fā)布臨時規(guī)則對用于GAAFET集成電路開發(fā)的EDA軟件進行出口管制。美國商務部進一步限制華為,當一項交易中華為作為購買者、中間人或最終使用者,均需受到“實體清單”限制,同時增加38家華為附屬機構進入“實體清單”。資料來源:芯謀研究,浙商證券研究所整理半導體設備:美日荷半導體設備封鎖,倒逼國產(chǎn)化率快速提升06我國半導體設備市場驅(qū)動力二:美日荷先進設備封鎖,倒逼國產(chǎn)化率快速提升。2018年以來,美國對華半導體管制不斷加碼,從華為、中興、中芯國際等下游不斷向上游延申。2022年10月7日,美國BIS對華進行半導體管制,范圍擴大至先進芯片、設備、零部件、人員等。美國半導體設備管制范圍:16/14nm以下的先進邏輯工藝芯片、128層以上的NAND閃存芯片、18納米半間距或更低的DRAM存儲器芯片所需的制造設備。圖:美國對華半導體制裁范圍不斷擴大,先進設備納入禁止出口范圍美國兩家芯片設備公司Lam半導體設備:美日荷半導體設備封鎖,倒逼國產(chǎn)化率快速提升0620資料來源:芯謀研究,麥肯錫,SEMI,浙商證券研究所整理序號設備類型設備描述1薄膜沉積設備制造薄膜的設備(限于為使用極紫外線制造集成電路的設備而特別設計的設備)2半導體制造設備中的成膜設備,滿足十項特定參數(shù)性能之一3設計用于在特定真空狀態(tài)或惰性環(huán)境中形成膜層,且滿足特定參數(shù)性能的設備4設計用于在特定真空狀態(tài)或惰性環(huán)境中形成膜層,且滿足特定參數(shù)性能(與上一項參數(shù)性能不同)的設備5滿足特定參數(shù)性能,使用有機金屬化合物形成釕膜層的設備6滿足特定參數(shù)性能的空間原子層沉積設備7在特定溫度下成膜的設備,或通過特定方式成膜的設備,且滿足特定參數(shù)性能8設計用于硅(包括添加了碳的硅)或硅褚(包括添加了碳的硅褚)的外延生長的設備,且滿足特定參數(shù)性能9設計用于通過特定方式形成特定銘膜層的設備10設計用于通過特定方式形成特定低介電層,使之不留空隙的設備11為使用極紫外線制造集成電路的設備而特別設計的薄膜序號設備類型設備描述12刻蝕設備設計用于干法刻蝕的設備,且滿足特定參數(shù)性能13設計用于濕法刻蝕的設備,且滿足特定參數(shù)性能14設計用于各向異性干法刻蝕的設備,且滿足特定參數(shù)性能15光刻設備處理晶圓的采用步進重復式或步進掃描式的光刻機

滿足特定參數(shù)性能16設計用于對使用極紫外線制造集成電路的設備專用的調(diào)合后的抗蝕劑進行涂布、成膜、加熱或顯影的設備17設計用于掩膜(僅限為利用極紫外線制造集成電路的設備使用而特別設計的掩膜的,通過特定方式形成多層反射膜的設備18設計用于通過等離子體形成特定碳硬掩模的設備19清洗設備設計用于在特定真空狀態(tài)下除去高分子殘留及銅氧化膜,以進行銅的成膜的設備20具有多個腔體,設計用于通過干式工藝除去表面氧化物進行前處理的設備,或者設計用于通過干式工藝除去表面污染物的設備21具有晶圓表面改性后進行干燥的工藝的枚葉式濕式清洗設備22熱處理設備在特定真空狀態(tài)下工作的退火設備,且滿足特定參數(shù)性能23檢測設備為對使用極紫外線制造集成電路的設備的掩膜板,或該設備的帶圖形的掩膜進行檢查而設計的設備我國半導體設備市場驅(qū)動力二:美日荷先進設備封鎖,倒逼國產(chǎn)化率快速提升。日本管制:2023年3月31日,日本政府發(fā)布了有關出口管制規(guī)則修訂的征求意見稿。將會對用于芯片制造的六類23項設備實施出口管制,包括11項薄膜沉積設備、3項刻蝕設備、

4項光刻設備、

3項清洗設備、

1項熱處理設備、1項檢測設備。荷蘭管制:2023年3月8日荷蘭政府發(fā)布消息,計劃在夏季之前對半導體設備領域?qū)嵤┬碌某隹谙拗啤?jù)此,ASML公告表示僅最先進的光刻設備受限:1、僅NXT2000i及以上先進浸沒式光刻機受限(主要應用在7nm及以下),成熟節(jié)點不需要使用先進的浸沒式光刻機。2、最先進的浸沒式DUV光刻機需要出口許可,但自2019年該設備已禁止對華出口。表:日本對華六類23項出口管制設備清單21資料來源:集微網(wǎng),浙商證券研究所整理06 半導體設備:半導體產(chǎn)業(yè)逆全球化發(fā)展,我國政策端支持預期增強我國半導體設備市場驅(qū)動力三:我國政策端支持預期加強,集成電路發(fā)展需要“舉國體制”。半導體產(chǎn)業(yè)逆全球化成趨勢,2022年以來各國積極制定支持政策扶持本土半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2023年3月10日,十四屆全國人大一次會議決議重組科學技術部,組建中央科技委員會,此舉有利于統(tǒng)籌科技創(chuàng)新各方力量,推動健全新型舉國體制、優(yōu)化科技創(chuàng)新全鏈條管理、促進科技成果轉(zhuǎn)化、促進科技和經(jīng)濟社會發(fā)展相結合。2023年4月6日,全國集成電路標準化技術委員會成立,對推動集成電路產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有重要作用。圖:2022年全球各國半導體行業(yè)政策國家/地區(qū)時間政策要點美國2022.08《芯片與科學法案》規(guī)模達2800億美元,其中約520億美元用于支持本國半導體行業(yè)制造工廠的建造與擴張,針對投資半導體產(chǎn)業(yè)的廠房及設備,每案最高提供30億美元的補助,另提供15億美元用于發(fā)展5G開放式架構、無線技術相關軟件開發(fā)。歐盟2022.02《歐洲芯片法案》歐盟將投入超過450億歐元公共和私有資金,用于支持歐盟的芯片制造、試點項目和初創(chuàng)企業(yè),以提升歐洲在全球芯片制造市場的份額,降低對于亞洲及美國的依賴。其中,110億歐元將用于加強現(xiàn)有的研究、開發(fā)和創(chuàng)新,以確保部署先進的半導體工具以及用于原型設計、測試的試驗生產(chǎn)線等。此外還將在量子芯片方面建立先進的技術和工程能力。2022.11《歐洲芯片法案》各國特使一致同意歐盟委員會2月的芯片計劃提案的修訂版,修改部分包括允許政府對更廣泛的芯片提供補貼,而不僅僅是最先進的芯片。補貼將覆蓋在計算能力、能源效率、環(huán)境效益和人工智能方面帶來創(chuàng)新的芯片。還增加了對歐盟委員會的限制措施,以防止該機構在觸發(fā)緊急情況時干預公司的供應鏈。日本2022.02《半導體援助法》對符合條件的企業(yè),將予以最高50%的設備投資金額補助。新法案將籌措總額約6000億日元(52億美元)的基金用于支持芯片制造商。韓國2022.03新修訂稅法對投資半導體、電池、疫苗等三大領域國家戰(zhàn)略技術研發(fā)的中小企業(yè),最多可享受投資額50%的稅額抵扣優(yōu)惠,大企業(yè)最多可抵扣30-40%;對機械裝備、生產(chǎn)線等設備的投資最多可抵扣20%(中小企業(yè))稅金,中堅企業(yè)可抵扣12%,大企業(yè)為10%。2022.07《半導體超級強國戰(zhàn)略》圍繞四大行動方向發(fā)展本國半導體產(chǎn)業(yè),包括:大力支持企業(yè)投資;官民合作培養(yǎng)半導體人才;確保系統(tǒng)半導體技術居世界領先地位;構建穩(wěn)定的材料、零部件和設備生態(tài)系統(tǒng)。加拿大2022.03/將向半導體產(chǎn)業(yè)投資2.4億加元(約合1.89億美元),以支持對國家安全和技術進步至關重要的芯片的研究和制造。其中1.5億加元的半導體ChallengeCallout基金將支持研發(fā)和供應半導體,9000萬加元將分配給加拿大國家研究委員會下屬的光子學制造中心。意大利2022.03尚為法令草案計劃在2030年之前撥出超過40億歐元(約合46億美元)來促進國內(nèi)芯片制造業(yè),以吸引英特爾等科技公司的更多投資。印度2022.01一攬子計劃印度提供了7600億盧比(102億美元)的激勵計劃。新的一攬子計劃涵蓋了在該國建立芯片制造中心高達一半的初始成本,包括晶圓制造的前端工藝。競爭格局:美日荷當前壟斷之局重點設備的破局之路02競爭格局:全球美日荷壟斷,我國國產(chǎn)化亟待突破細分設備:關注低國產(chǎn)化率環(huán)節(jié)及核心技術突破22集成電路制造工藝分為芯片制造和封裝測試兩大環(huán)節(jié)0123芯片的制造過程可以分為前道工藝和后道工藝。前道工藝包括光刻、刻蝕、薄膜沉積、離子注入、清洗、化學機械拋光、量測等工藝,后道工藝包括減薄、劃片、裝片、鍵合等封裝工藝以及終端測試等。資料來源:頭豹產(chǎn)業(yè)研究院,公開資料整理,浙商證券研究所半導體設備:半導體資本開支的80%用于設備投資24資料來源:屹唐股份招股書,浙商證券研究所廠房建設:20%-30%設計:2%-7%土建設施:30%-40%潔凈室分工:50%-70%機電系統(tǒng):25%-35%潔凈室系統(tǒng):25%-35%設備投資:70%-80%硅片制造:1%-3%長晶&切磨拋設備:2%芯片制造:78%-80%薄膜沉積設備:20%光刻設備:20%刻蝕/去膠設備:20%退火/擴散/注入設備:5%工藝控制設備:11%清洗/CMP設備:8%其他加工設備:8%封裝測試:18%-20%封裝設備:40%-45%CP&FT測試設備:55%-60%圖:晶圓制造資本開支占比在晶圓制造廠資本開支中,20%-30%用于廠房建設,70%-80%用于設備投資。設備投資中,芯片制造和封裝測試投資額占比約80%、20%。芯片制造設備中薄膜沉積設備、光刻設備、刻蝕設備占比最高。全球半導體設備競爭格局高度集中,主要由美日荷主導0225應用材料19.2%阿斯麥17.5%東京電子15.3%泛林14.9%KLA6.5%中國廠商1.7%其他廠商24.9%排名公司名稱國家2021年營收(百萬美金)市場占比1Applied

Materials美國17,738.119.2%2ASML荷蘭16,149.917.5%3Tokyo

Electron日本14,128.815.3%4Lam

Research美國13,746.414.9%5KLA美國6,012.86.5%6SEMES韓國2,214.22.4%7Screen

Semiconductor日本2,199.62.4%8KokusaiElectric日本1,783.11.9%9ASM

International荷蘭1,665.61.8%10Murata

Machinery…日本1,218.81.3%18Naura

(北方華創(chuàng))中國567.30.6%22…AMEC(中微)中國388.50.4%23中國383.70.4%中國153.40.3%34Mattson

Technology(屹唐)…ACM

Research(盛美)資料來源:Gartner,浙商證券研究所從全球前十大半導體設備公司營收排名來看,三家美國、四家日本、兩家荷蘭、一家韓國公司。中國半導體設備公司2021年全球市占率為1.7%,2019年為1.4%。全球市占率逐步提升且空間廣闊。表:2021年全球半導體設備營收及市場占比 圖:2021年全球半導體設備公司市場占比全球半導體設備競爭格局高度集中,主要由美日荷主導0226資料來源:Gartner,彭博,浙商證券研究所美國在薄膜沉積、離子注入、量測領域占據(jù)壟斷地位。應用材料在PVD、CMP、離子注入全球市占率分別為86%、68%、64%,泛林在刻蝕、電鍍設備占率分別為46%、78%,科磊在量測領域市占率54%。日本在涂膠顯影、清洗設備占據(jù)優(yōu)勢。東京電子涂膠顯影設備市占率89%、迪恩士清洗設備市占率40%。荷蘭光刻機是絕對龍頭,原子層沉積處于領先地位。阿斯麥占據(jù)全球77%市場份額,先晶半導體ALD設備市占率45%。圖:各國優(yōu)勢環(huán)節(jié)概覽0227半導體核心設備市場空間及各國市占率圖:2021年全球半導體設備市場空間及市占率資料來源:Gartner(2021),wind,浙商證券研究所設備類型全球市場空間美國日本荷蘭韓國中國(億美元)公司名稱全球市占率合計公司名稱全球市占率合計公司名稱全球市占率合計公司名稱全球市占率合計公司名稱全球市占率合計刻蝕222.8泛林46.0%62.0%東京電子29.0%29.0%北方華創(chuàng)2.0%4.2%中微半導體2.0%應用材料16.0%屹唐半導體0.2%光刻機175.1尼康10.0%19.9%阿斯麥76.5%76.5%上海微電子<1%<1%佳能9.9%Track37.1東京電子89.0%89.0%細美事7.0%7.0%芯源微2.1%2.1%CVD118.2應用材料27.0%50.0%東京電子20.0%28.8%先晶半導體10.0%10.0%北方華創(chuàng)0.2%1.2%泛林23.0%科意半導體8.8%拓荊科技1.0%PVD47.9應用材料86.0%86.0%北方華創(chuàng)2.0%2.0%ALD30.6泛林8.6%8.6%東京電子29.0%29.0%先晶半導體45.0%45.0%微導納米0.1%0.7%拓荊科技0.1%北方華創(chuàng)0.4%清洗54.2泛林12.0%12.0%迪恩士40.0%65.0%細美事16.0%16.0%盛美半導體3.1%5.9%至純科技2.0%東京電子25.0%芯源微0.8%CMP30應用材料68.0%68.0%日本荏原26.0%26.0%華海清科3.6%3.6%熱處理29應用材料45.0%45.0%東京電子19.0%38.0%屹唐半導體5.0%6.0%科意半導體19.0%北方華創(chuàng)1.0%離子注入23.2應用材料64.0%86.0%萬業(yè)(凱世通)0.8%<1%亞舍立22.0%中科信ECP9.9泛林78.0%95.0%盛美半導體4.0%4.0%應用材料17.0%干法去膠8比思科42.0%42.0%屹唐半導體29.0%29.0%量測檢測104.1科磊54.0%67.0%阿斯麥6.0%6.0%中科飛測0.5%0.7%應用材料13.0%精測電子0.2%光刻機、刻蝕設備、薄膜沉積設備是三大核心設備,價值量最高0228資料來源:ASML,中微公司招股說明書,浙商證券研究所集成電路結構極其復雜,制造工藝繁多。光刻、刻蝕和薄膜沉積是半導體制造三大核心工藝。薄膜沉積工藝在晶圓上沉積一層待處理的薄膜,勻膠工藝系把光刻膠涂抹在薄膜上,光刻和顯影工藝把光罩上的圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠,刻蝕工藝把光刻膠上圖形轉(zhuǎn)移到薄膜,去除光刻膠后,即完成圖形從光罩到晶圓的轉(zhuǎn)移。圖:薄膜沉積、光刻、刻蝕是三大核心工序 圖:集成電路結構可達數(shù)百層光刻機:半導體工業(yè)皇冠上的明珠,決定芯片制程的關鍵0329資料來源:三星半導體,遠瞻智庫,浙商證券研究所光刻是決定集成電路集成度的核心工序,決定了芯片關鍵尺寸。光刻機是集成電路制造中難度最高的設備。光刻的作用是將電路圖形信息從掩膜版上保真?zhèn)鬏?、轉(zhuǎn)印到半導體材料襯底上。光刻基本原理是利用涂敷在襯底表面的光刻膠的光化學反應作用,記錄掩膜版上的電路圖形,從而將集成電路圖形轉(zhuǎn)印到襯底上。光刻技術經(jīng)歷五代技術進步,由最早的普通光源到193nm波長的DUV光,目前最先進波長為13.5nm,制程節(jié)點提高到7-3nm。圖:光刻原理示意圖表:光刻設備發(fā)展歷程代數(shù)對應設備制程節(jié)點波長光源類型第一代接觸式/接近式光刻機800-250nm436nmg-line汞燈光源405nmh-line第二代接觸式/接近式光刻機800-250nm365nmi-line汞燈光源第三代掃描投影光刻機180.13nm248nmKrFDUV光源第四代浸入步入式/步進投影式光刻機45-7nm/130-65nm193nmArF157nmF2193nm(等效134nm)ArF+immersion第五代極紫外式光刻機7-3nm13.5nmEUV光源03 光刻機:2021年市場175億美元,上海微電子目前可達90nm制程30資料來源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院,芯思想,浙商證券研究所類別/公司阿斯麥尼康佳能合計EUV4040ArFi81485ArF28432KrF151751209i-line4515125185合計(臺)34530176551阿斯麥,82%尼康,

8%佳能,

10%2021年全球光刻機市場規(guī)模175億美元,由阿斯麥、佳能、尼康壟斷,其中ASML占據(jù)絕對霸主地位。阿斯麥是全球唯一一家能夠設計和制造EUV光刻機設備的公司,單臺EUV光刻機市場售價超過1億美元。尼康除EUV光刻機外波長均可覆蓋,佳能主要集中在i-line和KrF光刻機。光刻機三大性能指標:分辨率、套刻精度、產(chǎn)出率。分辨率是指光刻機能夠?qū)⒀谀ぐ嫔系碾娐穲D在襯底上轉(zhuǎn)印的最小極限特征尺寸。套刻精度是指期望位置與實際轉(zhuǎn)印位置之間的偏差。產(chǎn)出率決定經(jīng)濟性能,通常以wph表示。國產(chǎn)光刻機主要公司為上海微電子,其產(chǎn)品主要采用ArF、KrF和i-line光源,可滿足IC前道制造90nm、110nm、280nm關鍵層和非關鍵層的光刻工藝需求,28nm設備積極研發(fā)推進中。表:2022年全球頭部公司光刻機銷售數(shù)量 表:2022年各光刻機公司銷售額比例 圖:阿斯麥EUV光刻機結構涂膠顯影機:光刻工藝流程必需設備,影響電路圖形質(zhì)量0431涂膠顯影機(又稱

Track

Coater&Developer)是指光刻工藝過程中與光刻機配套的涂膠、顯影及烘烤設備。早期及較低端的工藝中此類設備常單獨使用,在8寸及以上IC生產(chǎn)線上,該設備一般與光刻設備聯(lián)機,配合完成精細的光刻工藝流程。涂膠顯影機作為光刻機的輸入(曝光前光刻膠涂覆)和輸出(曝光后圖形的顯影),主要通過機械手使晶圓在各系統(tǒng)之間傳輸和處理,從而完成晶圓的光刻膠涂覆、固化、顯影、堅膜等工藝過程,其直接影響到光刻工序細微曝光圖案的形成,且圖形質(zhì)量會對后續(xù)蝕刻和離子注入等工藝中圖形轉(zhuǎn)移的結果有較大的影響,是集成電路制造過程中不可或缺的關鍵處理設備。涂膠顯影設備可用于前道晶圓加工和后道先進封裝。前道涂膠顯影設備:包括PI、Barc、

SOC、SOD、I-line、KrF、KrFi、ArF、ArFi

等工藝。后道先進封裝:用于Bumping制備工藝、WLCSP

封裝工藝、Fanout

封裝工藝等領域的光刻工序。圖:涂膠顯影設備主要工藝流程顯影序號加熱方式熱盤結構控制方法溫度精度/℃溫度均勻性/℃1加熱絲敞開式比例積分±13烘烤2加熱絲封閉式比例積分±123硅膠加熱片封閉式比例積分±0.51.54分區(qū)加熱片封閉式比例積分±0.251圖:涂膠、顯影、常見烘烤工藝涂膠資料來源:集成電路產(chǎn)業(yè)全書,浙商證券研究所涂膠顯影機:2021年市場37億美元,芯源微實現(xiàn)28nm全線覆蓋0432根據(jù)是否與光刻機聯(lián)機作業(yè),涂膠顯影機分為Offline設備和Inline設備。Offline設備不與光刻機聯(lián)機作業(yè),主要包括前道Barc(抗反射層)涂膠機、PI涂膠顯影機。Inline設備與光刻機聯(lián)機作業(yè),按照G-line→I-line→KrF→ArF→ArFi(浸沒式)→EUV的工藝發(fā)展路線進行演進。2021年全球涂膠顯影機市場規(guī)模37億美元,其中東京電子占據(jù)絕對壟斷,全球市占率達89%。此外競爭者還有日本迪恩士、韓國細美事、德國蘇斯微(SUSS)、臺灣億力鑫(ELS)、韓國CND等。芯源微為目前國內(nèi)唯一可提供量產(chǎn)型前道涂膠顯影機的設備商,已全面覆蓋offline、KrF、ArF、浸沒式等28nm工藝節(jié)點設備。光刻多重曝光技術通常需要反復進行涂膠—光刻—顯影—刻蝕等工藝流程,由于每一次曝光

都需要進行涂膠和顯影工藝,光刻多重曝光技術的發(fā)展大大增加了涂膠顯影設備的潛在需求。圖:2023年12月17日,芯源微發(fā)布浸沒式高產(chǎn)能涂膠顯影機89%7%2.10%2%圖:2021年芯源微涂顯設備全球市占率約2.1%東京電子 細美事 芯源微 其他資料來源:Gartner,芯源微官網(wǎng),浙商證券研究所刻蝕設備:形成立體結構的核心設備,干法刻蝕是主流0533資料來源:Gartner,頭豹研究院,浙商證券研究所刻蝕的目的是把圖形從光刻膠轉(zhuǎn)移到待刻蝕的薄膜上,即有選擇性地去掉薄層上不需要的部分??涛g分為濕法刻蝕和干法刻蝕。濕法刻蝕各向異性較差,側壁容易產(chǎn)生橫向刻蝕造成刻蝕偏差,通常用于工藝尺寸較大的應用,或用于干法刻蝕后清洗殘留物等。干法刻蝕是目前主流的刻蝕技術,其中以等離子體干法刻蝕為主導。干法刻蝕是指用氣態(tài)的化學刻蝕劑與多余部分材料發(fā)生反應,形成可揮發(fā)物質(zhì)從而去掉多余部分。按照被刻蝕材料不同,刻蝕分為介質(zhì)材料、硅材料和金屬材料。圖:刻蝕工藝技術原理圖刻蝕設備:CCP主要用于介質(zhì)刻蝕,ICP主要用于硅和金屬刻蝕0534根據(jù)產(chǎn)生等離子體方法的不同,干法刻蝕主要分為電容性等離子體(CCP)刻蝕和電感性等離子體(ICP)刻蝕,分別占刻蝕設備的47.5%和47.9%。CCP刻蝕主要是以高能離子在較硬的介質(zhì)材料上刻蝕高深寬比的深孔、溝槽等微觀結構,主要用于介質(zhì)刻蝕。ICP刻蝕主要是以較低的離子能量和極均勻的離子濃度刻蝕較軟的或較薄的材料,主要用于硅刻蝕和金屬刻蝕。圖:電容性等離子刻蝕(CCP)反應腔圖圖:CCP和ICP為主要刻蝕設備類型圖:電感性等離子刻蝕(ICP)反應腔圖資料來源:Gartner,中微公司公告,浙商證券研究所圖:主要材料和干法刻蝕氣體材料刻蝕氣體介質(zhì)材料SiO2CF4、CHF3、CF8等doped-SiO2摻雜二氧化硅CF4等Si3N4CF4等硅材料Si(trench)

硅(溝槽)SF6+氟里昂或C12,SiCl+N2多晶硅(Poly-Si)Hbr

Cl2+O2、HBr金屬材料鋁+通孔金屬BCI3+Cl2鎢+黏附層SF6、NF3+Cl2刻蝕設備:2021年全球規(guī)模223億美元,美日壟斷我國突圍0535資料來源:Gartner,華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院,頭豹研究院,浙商證券研究所全球刻蝕設備市場呈現(xiàn)美國和日本壟斷格局,泛林、東京電子和應用材料全球市占率分別為46%、29%、16%。中微公司、北方華創(chuàng)的刻蝕設備處于國內(nèi)領先地位,部分技術水平和應用領域已達國際同類產(chǎn)品標準,2021年全球市占率均約2%。中微公司已覆蓋CCP和ICP,CCP設備優(yōu)勢明顯。中微刻蝕設備已應用在65nm、14nm、7nm、5nm的國際一線集成電路客戶生產(chǎn)線,大馬士革刻蝕和極高深寬比刻蝕進展順利。在28nm及以下的邏輯器件中,一體化大馬士革刻蝕工藝是技術要求最高、市場占有率最大的刻蝕工藝之一,需要一次完成通孔和溝槽的刻蝕。在存儲器件中,極高深寬比刻蝕是最為困難和關鍵的工藝,在多種膜結構上刻蝕出極高深寬比(>40:1)的深孔/深槽。北方華創(chuàng)覆蓋CCP和ICP,ICP刻蝕設備優(yōu)勢明顯,CCP介質(zhì)刻蝕設備已導入客戶完成驗證。表:一體化大馬士革工藝北方華創(chuàng),

2%應用材料,16%泛林,

46%東京電子,29%中微公司,

2%屹唐半導體,

0.20%其他,

5%圖:2021年全球刻蝕設備競爭格局 表:中微公司已突破60:1高深寬比刻蝕刻蝕設備:制程縮小、多重模板、結構3D化等帶動價值量提升0536刻蝕設備需求比例有望逐步提升:新結構(如三維閃存、FinFET)、新材料(如高k介質(zhì)/金屬柵)、新工藝(如低k介質(zhì)鑲嵌式刻蝕技術和多次圖形技術)對刻蝕參數(shù)的要求更精密,帶來刻蝕設備價值提升。制程的縮小、多重模板、極高深寬比帶來刻蝕步驟增加。3D

NAND堆疊層數(shù)從128層發(fā)展至256層,刻蝕需要在氧化硅和氮化硅疊層結構上加工40:1到60:1甚至更高的極深孔或極深的溝槽。隨著國際上先進芯片制程從7-5nm向3nm發(fā)展,當前光刻機受光波長的限制下,需要采用多重模板工藝,涉及更多次數(shù)刻蝕。圖:各技術節(jié)點刻蝕工藝步驟數(shù)40

30 2055160

150

140120

110 1008065406020065nm45nm28nm20nm14nm10nm

7nm刻蝕步驟數(shù)資料來源:Gartner,中微公司公告,集成電路產(chǎn)業(yè)全書,浙商證券研究所圖:10nm多重模板工藝原理圖:存儲器件從2D到3D大幅提升刻蝕需求量薄膜沉積設備:形成膜層的關鍵設備,種類眾多0637薄膜沉積:采用物理或化學的方法使物質(zhì)附著于襯底表面,形成薄膜。根據(jù)工作原理不同,可以分為化學氣相沉積(CVD)和物理氣相沉積(PVD)。PVD是指采用物理的方法,如真空蒸發(fā)、濺射鍍膜、離子體鍍膜和分子束外延等,其中濺射鍍膜應用最廣。CVD是指采用化學的方法,多種氣相狀態(tài)反應物在一定溫度和氣壓下發(fā)生化學反應,生成固態(tài)物質(zhì)沉積在襯底材料表面。廣泛應用于絕緣介質(zhì)薄膜(如SiO2、Si3N4、SiON等)和金屬薄膜(如鎢)的生長。ALD是化學氣相沉積中一種特殊的工藝。通過將兩種或多種前驅(qū)物交替通過襯底表面,發(fā)生化學吸附反應逐層沉積在襯底表面,能對復雜形貌基底表面全覆蓋成膜??梢詫崿F(xiàn)高深寬比、極窄溝槽開口的優(yōu)異臺階覆蓋率及精確薄膜厚度控制。資料來源:微導納米公告,浙商證券研究所圖:薄膜沉積設備分類表:PVD、CVD、ALD技術對比薄膜沉積設備:美日荷壟斷全球市場,應用材料是全

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