电子行业半导体设备系列：刻蚀主赛道，有望加速导入国产设备-20210706-国盛证券-22页_1mb

电子：半导体刻蚀设备国产化加速

核心内容

刻蚀是半导体制造中关键的图形化处理工艺，用于将光刻胶上的图形转移到下层材料上。该工艺通过化学、物理或化学物理方法去除未被光刻胶遮蔽的材料，是实现芯片制造中精密结构的关键环节。刻蚀设备市场在晶圆设备中占比最高，2017年起成为全球晶圆设备中占比最高的装备类别，2020年全球干法刻蚀设备市场规模达137亿美元，其中介质刻蚀60亿美元，导体刻蚀76亿美元。

主要观点

• 刻蚀工艺分类：刻蚀分为湿法刻蚀和干法刻蚀，其中干法刻蚀是当前主流。干法刻蚀设备主要包括CCP（电容耦合等离子体）和ICP（电感耦合等离子体）两种类型，ICP设备具有更高的精度，适用于硅和金属刻蚀；CCP设备则适用于介质刻蚀。
• 刻蚀技术发展方向：随着制程工艺不断升级，刻蚀设备的复杂度和步骤数量显著增加，原子层刻蚀（ALE）成为未来发展方向，能实现原子级别的刻蚀精度。
• 市场格局：全球刻蚀设备市场由Lam Research、TEL、AMAT三家海外企业主导，合计市占率超过90%。国内主要企业包括中微公司、北方华创、屹唐半导体，2020年国内龙头公司刻蚀业务收入增长显著，逐步接近全球前五大厂商。
• 国内厂商进展：国内刻蚀设备国产化率在部分晶圆厂中约为20%-30%，北方华创和中微公司在金属刻蚀、硅刻蚀、介质刻蚀等领域取得显著进展，部分产品已实现国产替代。

关键信息

• 刻蚀设备市场：全球刻蚀设备市场超过130亿美元，干法刻蚀占主导地位，2020年市场规模约137亿美元。
• 国内设备厂商：北方华创、中微公司、屹唐半导体是国内刻蚀设备的主要厂商，其中北方华创ICP刻蚀机累计交付突破1000腔，中微公司ICP设备Nanova已交付100台反应腔。
• 市场趋势：随着半导体行业的发展，刻蚀设备需求持续增长，尤其在存储领域（如3D NAND、DRAM）应用广泛，成为市场主要驱动力。
• 技术指标：不同刻蚀设备在等离子体浓度、离子能量、电子温度、反应腔气压等方面存在显著差异，影响其适用范围和性能表现。
• 国内需求测算：中国大陆刻蚀市场需求预计在200亿元以上，国产化率仍较低，存在较大的替代空间。

国内主要厂商进展

北方华创

• 国内领先的半导体高端装备供应商，客户覆盖中芯国际、华虹、三安光电等。
• ICP刻蚀机领域国内领先，2020年累计交付突破1000腔。
• 2005年首台8英寸ICP刻蚀机进入生产线，2016年首台14nm刻蚀机进入上海集成电路研发中心。
• 2017年8英寸铝金属刻蚀机进入主流代工厂，打破国际厂商垄断。

中微公司

• 国内领先的刻蚀设备制造商，产品线逐步成熟，覆盖从CCP到ICP。
• CCP刻蚀设备应用于65nm至5nm制程，ICP设备Nanova已实现大规模量产。
• 产品广泛应用于逻辑芯片、DRAM、NAND等高端制造领域。

屹唐半导体

• 拥有国际先进的干法刻蚀设备paradigmE系列，采用法拉第屏蔽ICP源与蚀刻偏置控制技术。
• 产品适用于65nm至5nm逻辑芯片、10nm系列DRAM芯片及32层至128层3D NAND芯片制造中的关键步骤。

风险提示

• 国产替代进展不及预期：半导体设备及材料新技术难度较高，验证周期长，存在不确定性。
• 全球贸易纷争影响：科技领域竞争激烈，全球贸易纷争可能影响产业链稳定性。
• 下游需求不确定性：全球经济受疫情影响，下游需求存在波动风险。

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