【專題 | 「半導體設備」刻蝕機_薄膜沉積設備_半導體封裝設備】

全球半導體設備領域高度集中，核心設備基本被國外壟斷，這些龍頭布局豐富，在技術和市場規模上擁有更高的話語權。目前，半導體領域高端前道設備中，刻蝕設備是國內和國外技術差距最小的領域，雖然國內刻蝕設備市場份額較小，但在技術和廣闊的國內市場支撐下，國產化替代進程日益加快。
刻蝕機是芯片制造過程中僅次于光刻機的重要核心設備，和光刻機占前道設備價值的大約50%
半導體設備是半導體產業發展的關鍵基礎，在整個芯片制造和封測過程中，會經過上千道加工工序，每一類半導體設備都有自己不可替代的作用。芯片制造過程中最核心兩大的設備是光刻機和刻蝕機，其中光刻機精度對芯片精度上限起直接決定作用，刻蝕機是芯片制造工藝中第二大核心設備，僅次于光刻機。光刻所需尺寸能否實際生產主要是由刻蝕以及沉積薄膜的精度來決定的，所以光刻機和刻蝕機兩大核心設備之間的相互協作在整個芯片制造過程中是非常重要的，二者價值在前道設備中占比接近50%。目前國內光刻機領域已取得一定成果，但和國際水平還有很大的距離，刻蝕機領域國內技術最先進的公司是中微公司和北方華創，在技術上面兩家企業已經接近國際水平，但是市場規模方面還需要繼續擴大。

圖1 晶圓制造設備投資額占比

泛林半導體、東京電子、和應用材料壟斷全球91%的刻蝕機市場
全球刻蝕設備行業的龍頭企業包括泛林半導體(Lam Research)，東京電子(TEL)和應用材料(AMAT)三家。從全球刻蝕設備市場份額來看，泛林半導體、東京電子和應用材料市場份額分別為52%、20%、19%，三家企業占到了全球刻蝕機市場份額的91%。
刻蝕機設備國內比較領先的有中微公司、北方華創、屹唐半導體和中電科，前三家企業生產的主要是干法刻蝕設備，中電科干法和濕法刻蝕設備均生產。此外，生產刻蝕設備的企業還有創世微納、芯源微和華林科納等。目前，國內刻蝕機市場國產化率僅在20%左右，在國際市場份額中暫未有一席之地，國產化替代有待加速。

圖2 全球刻蝕設備市場格局

中微公司和北方華創刻蝕機技術接近國際水平，在半導體設備中走在國產替代前列
從全球范圍來看，刻蝕機技術三大龍頭是LAM、TEL和AMAT，其中LAM刻蝕技術占據全球第一，TEL和AMAT分居第二。國內中微公司、北方華創分別在介質和導體刻蝕接近國際水平，技術節點達到了5nm和14nm。具體來看，中微公司在 CCP 刻蝕領域具備明顯優勢，在 3D NAND 芯片制造方面，公司的CCP 刻蝕設備技術可應用于 64 層的量產，此外，公司的介質刻蝕設備已經打入臺積電7nm/5nm產線，是全球唯一進入臺積電產線的國產刻蝕設備商。北方華創主要覆蓋 ICP 刻蝕設備，公司的ICP刻蝕設備主要用于硅刻蝕和金屬材料的刻蝕，目前28nm 制程以上刻蝕設備已經實現產業化，另外在先進制程方面，公司硅刻蝕設備已經突破 14nm 技術，并且已經通過了ICRD驗證，進入了中芯國際14nm產線驗證。整體而言，刻蝕設備是目前國內和國際的技術差距最小的高端前道設備。 

表1 國內刻蝕設備相關領先企業技術進展情況

（資料來源：五度易鏈行業研究中心整理）

結語
刻蝕機作為芯片制造過程中的核心設備，提高其市場覆蓋和設備工藝有利于增強我國在半導體設備領域的話語權。目前國內在全球刻蝕機市場份額中占比較小，國內市場國產化率僅20%左右，但是在技術方面，國內中微電子和北方華創作為國內光刻機領域技術領先企業，其刻蝕設備接近國際水平，有望引領國產替代進程加速。

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