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北方华创离中国的“应用材料”还有多远？(2)
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摘要：①刻蚀设备 刻蚀是集成电路制造核心工艺之一，是通过使用化学或者物理方法有选择地从硅片表面去除不需要材料的过程。刻蚀主要分为干法刻蚀和湿法
①刻蚀设备
刻蚀是集成电路制造核心工艺之一，是通过使用化学或者物理方法有选择地从硅片表面去除不需要材料的过程。刻蚀主要分为干法刻蚀和湿法刻蚀，前者用于尺寸较大的情况，后者主要用于亚微米尺寸。
刻蚀设备在晶圆产线设备成本占比呈不断提升趋势，市场空间高达160亿美金。根据SEMI数据，2017年刻蚀设备占晶圆制造设备投资比例约24%，有望超越光刻机成为价值量占比第一大的设备环节。SEMI预测，2021年全球晶圆厂设备市场约为668亿美元，若刻蚀设备占比继续达到24%，则2021年全球刻蚀设备市场空间约为160亿美元。
刻蚀设备主要包括金属刻蚀机、介质刻蚀机和硅刻蚀机三种。其中介质刻蚀是用于介质材料的刻蚀，如二氧化硅；硅刻蚀应用于需要去除硅的场合，如刻蚀多晶硅晶体管栅和硅槽电容；金属刻蚀主要是在金属层上去掉铝合金复合层，制作出互连线。这三种刻蚀机不通用，介质刻蚀的技术壁垒最高。
目前全球刻蚀设备呈现垄断竞争格局，主要由LAM（40%）、TEL（20%）、AMAT（15%）把持，国内北方华创和中微半导体已经突破相关技术，北方华创主要涉及金属刻蚀和硅刻蚀，其ICP（感性耦合等离子）刻蚀机在部分产线工艺中已经可以实现对进口设备的替代。
作为国内最先进的刻蚀厂商，中微的介质刻蚀机已进入台积电7nm工艺设备采购名单，5nm工艺的设备也已经通过台积电验证。
②清洗设备
清洗设备是先进制程最关键的步骤之一，湿法清洗是主流清洗方案。
芯片制造过程通常都会有颗粒污染物、化学物等残留，从而影响芯片性能和生产良率，随着尺寸的不断缩小，半导体对于杂质含量越来越敏感，实际生产过程中通过需要进行多次清洗。在80-60nm制程中，清洗工艺大约100多个步骤，而到了10mm制程，这一数字超过200。
中国产业信息网预计，2020年清洗设备市场空间将达到35亿-40亿美元。随着工艺节点的升级以及良率要求提高，清洗设备用量需求将持续增加，清洗设备的市场需求将会持续增长。
目前全球的清洗设备基本由Screen（54%）、TEL（23%）、KLA（10%）等国外巨头把持。目前国内清洗设备厂商主要有北方华创和盛美半导体。
2017年北方华创收购美国硅片清洗公司Akion，在原有清洗设备的基础上进行了整合，公司现在有Saqua系列12英寸单片清洗机和Bpure系列全自动槽式清洗机，可以用于90-28nm芯片生产。
盛美半导体主要提供单晶园清洗设备，其主要产品是SAPS和TEBO系列清洗设备，目前盛美的产品已经进入国内14nm制程的产线验证。
③成膜设备
薄膜生长即通过采用物理或化学方法使物质附着于衬底材料表面的过程。薄膜生长设备在IC、先进封装、MEMS、平板显示等领域有广泛应用。
根据工作原理不同，薄膜生长分为化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD）。
CVD是把含有构成薄膜元素的气态反应剂或液态反应剂的蒸汽以合理的速度引入反应室，在衬底表面发生化学反应并在衬底表面上形成薄膜；PVD是通过某种物理过程如蒸发/溅射方法实现物质的转移，使得分子转移到硅表面上并沉积成为薄膜。
作为晶圆产线投资中设备投资占比第二大的品种，薄膜生长设备市场空间大。根据SEMI数据，2019年全球晶圆厂设备市场约为595.8亿美元，CVD设备和PVD设备占比约为15%和10%。
薄膜生长设备的市场竞争格局也呈现一超多强。PVD设备方面，AMAT一家独大，市场份额为84.5%，其他厂商Evatec和Ulvac市场份额为5.9%和5.4%；CVD设备方面，竞争格局要分散一些，但是市场也基本被前三厂商所瓜分。国内厂商中北方华创产品布局最为完善，在CVD和PVD都有产品布局。
据北方华创官网消息，公司PVD设备被国内先进集成电路制造企业指定为28nm制程baseline机台，并成功进入国际供应链体系。
中国的“应用材料”？
北方华创作为国内目前唯一的平台型半导体设备企业，德邦证券认为，其具备成为中国“应用材料（AMAT）”的潜力。
应用材料是全球最大的半导体设备和服务供应商，其产品覆盖了包括薄膜沉积设备、刻蚀设备、热处理设备、离子注入设备和计量检测等多种半导体设备，同时公司还提供晶圆厂环境服务，是典型的平台型企业。
德邦证券认为，无论是广泛的产品布局，还是持续的高额研发投入，北方华创都和应用材料有相似之处。
对标应用材料，北方华创还有较大提升空间。“还有多年的差距。”一位半导体设备行业分析师对第一财经表示。
文章来源：《北方园艺》 网址: http://www.bfyybjb.cn/zonghexinwen/2021/0519/1217.html