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【芯事记】国产薄膜沉积设备逐步放量,拓荆科技、北方华创等厂商将迎来高速成长期

来源:爱集微

#半导体设备#

#薄膜沉积#

08-04 18:31

集微网消息,据SEMI披露的数据显示,2021年全球半导体制造设备销售额激增,相比2020年的712亿美元增长了44%,达到1026亿美元的历史新高,中国第二次成为半导体设备的最大市场,销售额增长58%,达到296亿美元。而根据SEMI在SEMICON West 2022 Hybrid上发布的《年中总半导体设备预测报告》,预测原始设备制造商的半导体制造设备全球总销售额将在2022年达到创纪录的1175亿美元。半导体设备作为晶圆制造的利器,正处于快速发展的“黄金时代”,迎来巨大市场空间。

国产替代空间大,自给率亟待提升

在半导体行业中,晶圆制造主要包括薄膜沉积、光刻、刻蚀、离子注入、清洗等流程,其中,薄膜沉积、光刻、刻蚀,被称为“半导体设备三剑客”。根据Gartner统计,2021年全球薄膜沉积、光刻和刻蚀分别占晶圆制造设备价值量约19.19%、18.52%和21.59%,薄膜沉积设备已成为半导体制造工艺的核心设备之一。

根据工作原理不同,薄膜沉积设备分为物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)和外延等,45nm制程以下还需要用到更先进的原子层沉积(ALD)设备。目前,全球薄膜沉积市场被应用材料(AMAT)、泛林半导体(Lam)、东京电子(TEL)、先晶半导体(ASMI)等国际巨头占据,呈现国外供应商寡头格局。

Gartner数据显示,2020年应用材料、泛林半导体、东京电子在全球沉积设备的市场份额分别达到43%、19%和11%。应用材料PVD设备独占85%细分市场份额,在等离子体CVD中也有近49%的份额;泛林半导体在CVD及沉积后处理工艺布局全面,ECD设备一家独大;东京电子在管式CVD设备市场占有率达46%;先晶半导体在适用于先进制程的ALD具备较强的技术储备,在相应细分市场占有率46%。

根据中国电子专用设备工业协会数据统计,2020年国产半导体设备销售额约为213亿元,自给率约为17.5%;如仅考虑集成电路设备,国内自给率仅有5%左右,在全球市场仅占1-2%,技术含量最高的集成电路前道设备则自给率更低。

尽管如此,以拓荆科技、北方华创、中微半导体、微导纳米等企业为代表的国内薄膜沉积设备厂商,依然表现出了极强的发展韧性和较快的市场增速。经过多年的技术积累和规模效应,它们各自在不同领域均已有所突破,并逐步获得国内外客户的认可。

国内厂商差异化布局,加速导入晶圆产线

在薄膜沉积领域,拓荆科技PECVD设备优势明显,是目前国内唯一一家产业化应用的集成电路PECVD设备厂商;北方华创是PVD设备龙头企业,尽管也有PECVD产品,但目前主要应用于光伏、LED、功率半导体等领域;中微半导体则聚焦于MOCVD。三家厂商展现出差异化布局的趋势,彼此之间暂时没有构成直接竞争的关系。

拓荆科技以PECVD设备为核心并加快发展ALD和SACVD设备。客户覆盖中芯国际、华虹集团、长鑫存储、燕东微电子等国内主流晶圆厂。同时,拓荆科技已与某国际领先晶圆厂建立业务联系,发货两台设备至客户先进制程研发产线,为打开国际市场奠定了基础。

PECVD方面,拓荆科技PECVD设备产品已适配国内先进的28/14nm逻辑芯片、19/17nm DRAM芯片及64/128层3D NAND FLASH晶圆制造产线;ALD方面,其开发的PEALD设备可以覆盖逻辑芯片55-14nm SADP、STI工艺及存储领域,已实现产业化应用;SACVD方面,可以覆盖12英寸40/28nm以及8英寸90nm以上的逻辑芯片制造工艺需求。

北方华创的薄膜沉积设备包括PVD、CVD和ALD设备,其14nm薄膜沉积设备已在客户端通过多道制程工艺验证,并实现量产应用。PVD方面,北方华创先后在集成电路、先进封装等领域研制了Polaris B、Polaris 200等系列PVD产品并成功产业化。

中微半导体主要聚焦于MOCVD设备,在照明、显示市场应用广泛。2021年6月,中微半导体发布用于Mini LED量产的MOCVD设备Prismo UniMax,可同时加工164片4英寸或72片6英寸外延片,已收到来自国内多家客户的批量订单合计超过100腔。

在功率器件应用的第三代半导体设备市场,中微半导体也有涉及,目前开发了GaN功率器件量产应用的MOCVD设备,已交付国内外客户进行生产验证。

随着技术方面的各自突破,国内设备厂商正加速导入晶圆产线。近期,上海积塔、华虹无锡、燕东微电子等主流晶圆产线不断有国产设备厂商中标的消息,这也意味着市场对国产设备的需求在不断增强。

集微网根据招投标平台数据统计,今年二季度,国内外设备厂商合计中标28台薄膜沉积设备,其中国产设备厂商拓荆科技和北方华创合计中标13台,国外设备厂商泛林半导体和应用材料合计中标15台,国产设备数量接近国外设备,国产半导体设备正逐步获得市场认可。

小结

目前,中国半导体晶圆厂进入加速建设期,华虹半导体、上海积塔、燕东微电子等本土晶圆厂正在加大设备采购力度。集微网根据招投标平台数据统计,今年二季度,上海积塔、华虹半导体、杭州积海等企业合计招标74台薄膜沉积设备,薄膜沉积市场需求依旧旺盛。

随着本土晶圆厂扩产的热潮持续,拓荆科技、北方华创、中微半导体、微导纳米等国内设备厂商或将持续受益,设备逐步放量、释放经营业绩,迎接高速成长期。(校对/韩秀荣)

责编: 韩秀荣

魏健

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专注于半导体,欢迎咨询沟通,weijian@lunion.com.cn

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