行業(yè) | 中國半導(dǎo)體設(shè)備現(xiàn)狀,蝕刻機(jī)一枝獨(dú)秀

在整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中，中國投入最多資金的就屬晶圓代工部份。具體來說，晶圓代工就是在硅晶圓上制作電路與電子元件，這個(gè)步驟為整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中技術(shù)最復(fù)雜，且資金投入最多的領(lǐng)域。

以處理器為例，其所需處理步驟可達(dá)數(shù)百道，且各類加工機(jī)臺(tái)先進(jìn)又昂貴，動(dòng)輒數(shù)千萬美元起跳。而一個(gè)成熟的晶圓代工廠其設(shè)備投入占總設(shè)備比重在70%～80%之間。

晶圓制造中各設(shè)備價(jià)值比重(資料來源: 招商證券)

氧化：其目的在于生成二氧化硅薄膜。用硅作為半導(dǎo)體原材料的重要因素之一就是硅容易生長出二氧化硅膜層，這樣在半導(dǎo)體上結(jié)合一層絕緣材料，就可用做摻雜阻擋層、表面絕緣層，及元件中的絕緣部分。

氣化爐市場(chǎng)主要以國際大廠為主，如Themco、Centrotherm Thermal Solutions等。而中國也有北方華創(chuàng)供應(yīng)相關(guān)設(shè)備，目前中芯、華力微電子、長江存儲(chǔ)等廠商已采用。此外，中電科48所、青島旭光等在氧化爐方面也取得重大進(jìn)展。市場(chǎng)預(yù)估氧化爐今明兩年中國需求共約20億美元。

光刻：為整個(gè)晶圓代工流程中最重要的工序之一。其原理是在晶圓片表面覆蓋一層具有高度光敏感性光阻劑，再用光線透過掩模照射在晶圓片表面，被光線照射到的光阻劑會(huì)發(fā)生反應(yīng)，最終達(dá)到電路圖的移轉(zhuǎn)。

目前全球***龍頭為ASML，此外，德國SUSS、日本尼康、美國Ultratech等也具備較強(qiáng)實(shí)力。中國方面則有不少***制造廠，如上海微電子、中電科45所、中電科48所等，但主要技術(shù)在65nm～28nm間，與國際大廠實(shí)力相差一大段。市場(chǎng)預(yù)估今明兩年中國***需求分別達(dá)38億美元與51億美元。

刻蝕：就是通過光阻劑暴露區(qū)域來去掉晶圓最表層的工藝。主要分為兩大類：濕式刻蝕和干式刻蝕。簡(jiǎn)單區(qū)分，濕式刻蝕局限在2微米以上圖形尺寸，而干式刻蝕則用在精細(xì)的先進(jìn)電路中。

刻蝕機(jī)目前國際上主要的供應(yīng)商為應(yīng)用材料、Lam Research等。中國方面技術(shù)有慢慢追上的趨勢(shì)，即將登錄科創(chuàng)板的中微半導(dǎo)體，其自主研發(fā)的5nm等離子體刻蝕機(jī)經(jīng)臺(tái)積電( 2330-TW )驗(yàn)證，將用于全球首條5nm制程生產(chǎn)線。而北方華創(chuàng)則是在14nm技術(shù)有所突破。市場(chǎng)預(yù)估今明兩年中國刻蝕機(jī)需求分別達(dá)15億美元與20億美元。

拋光：可以使晶圓表面達(dá)到全面性的平坦化，以利后續(xù)薄膜沉積工序。美國應(yīng)用材料、Rtec等均為國際上主要供應(yīng)商，中國則有中電科裝備、盛美半導(dǎo)體等。但陸廠的產(chǎn)品才剛打入8寸晶圓廠中，12寸的相關(guān)設(shè)備還在研發(fā)，明顯與國際大廠有實(shí)力上的差距。市場(chǎng)預(yù)計(jì)今明兩年中國拋光機(jī)需求將達(dá)3.77億美元與5.11億美元。

離子植入：其是用來控制半導(dǎo)體中雜質(zhì)量的關(guān)鍵程序，對(duì)半導(dǎo)體表面附近區(qū)域進(jìn)行摻雜技術(shù)。優(yōu)點(diǎn)在于雜質(zhì)量的精確控制，雜質(zhì)分布的再重整，及低溫下操作。

離子植入機(jī)主要的供廠商為AMAT，中國部份只有中電科電子裝備公司能供應(yīng)。市場(chǎng)預(yù)計(jì)今明兩年中國離子植入機(jī)需求可達(dá)5億美元與7億美元。

沉積：PVD沉積為一種物理制程，此技術(shù)一般使用氬等惰性氣體，藉由在高真空中將氬離子以加速撞擊濺鍍靶材后，將靶材原子一個(gè)個(gè)濺擊出來，使被濺擊出來的材質(zhì)沉積在晶圓表面。

薄膜沉積設(shè)備主要的供應(yīng)商包含應(yīng)用材料、Vaportech、Lam Research、ASM、 Tokki等。而中國相關(guān)設(shè)備制造廠有北方華創(chuàng)、沈陽拓荊等。北方華創(chuàng)是中國薄膜沉積設(shè)備龍頭，目前技術(shù)已達(dá)到14nm。市場(chǎng)預(yù)計(jì)今明兩年中國薄膜沉積設(shè)備需求可達(dá)15億美元與20億美元。

測(cè)試：在晶圓完成制造之前，會(huì)有一道晶圓中測(cè)工序。在測(cè)試過程中，會(huì)檢測(cè)每一個(gè)芯片的電路功能。

晶圓中測(cè)檢測(cè)設(shè)備包括CDSEM（掃描電鏡）、AOI（自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)機(jī)）等。中國在這領(lǐng)域只是起步階段，該產(chǎn)業(yè)主要由國際大廠所把持，如KLA-Tencor、應(yīng)用材料、Hitachi、Rudolph、Camtek 等。

從上述可看出，各晶圓制造設(shè)備中以***、刻蝕機(jī)和薄膜沉積設(shè)備的產(chǎn)值最大，生產(chǎn)難度也最高。除了刻蝕機(jī)，中微半導(dǎo)體順利成為臺(tái)積電供應(yīng)名單的一員外，***與薄膜沉積等等的半導(dǎo)體設(shè)備，中國廠技術(shù)離國際大廠還有一段差距，且短期仍不易追近。