2018-半导体设备系列研究：半导体清洗设备：笃行致远，厚积薄发_31页-2mb

半导体清洗设备研究报告总结

核心内容

半导体清洗工艺是半导体制造过程中不可或缺的一环，贯穿整个生产流程，占总流程的 $30%$ 以上。清洗设备对提升成品良率、减少缺陷率和保证产品可靠性起着关键作用。随着工艺节点的不断缩小，清洗工艺的要求也逐步提升，清洗设备的重要性愈加凸显。

全球半导体清洗设备市场规模持续增长，从2015年的26亿美元增长至2017年的32.3亿美元，预计到2020年将达到37亿美元，未来5年有望翻倍至60-70亿美元。清洗设备虽然在整体半导体设备市场中占比不高（约 $6% -7%$ ），但其对良率和经济效益的影响巨大。

主要观点

1. 清洗工艺复杂且重要
   清洗工艺包括湿法和干法两种，两者相互补充，共同构成了当前清洗技术的基础。湿法清洗仍是主流，但干法清洗因其无损性正在快速发展。清洗设备的多样化满足了不同工艺环节的需求，如单晶圆清洗设备、自动清洗台、洗刷机等。

2. 清洗设备市场格局
   迪恩士（SCREEN）是全球清洗设备的龙头企业，在单晶圆清洗设备、自动清洗台和洗刷机三个领域均占据领先地位。随着工艺节点的缩小，单晶圆清洗设备将成为未来清洗设备的主流。

3. 国内清洗设备需求增长
   中国大陆成为半导体制造的重要区域，清洗设备市场空间巨大。未来五年，国内清洗设备市场预计达到400亿元，其中单晶圆清洗设备市场空间为278亿元。盛美半导体、北方华创、至纯科技等企业已在国内清洗设备领域有所布局，有望实现技术突破并占据市场份额。

4. 国产替代空间广阔
   国内半导体设备企业正积极布局清洗设备市场，通过自主研发或并购技术实现产品创新。盛美半导体的SAPS和TEBO技术、北方华创的收购与整合、至纯科技的湿式清洗平台，均体现了国内企业在清洗设备领域的发展潜力。

关键信息

清洗工艺与设备

• 污染源：微粒、金属、有机物、微粗糙、天然氧化物等。
• 清洗方法：湿法清洗包括溶液浸泡、机械擦拭、超声/兆声清洗、旋转喷淋法等；干法清洗包括等离子体清洗、气相清洗、束流清洗等。
• 清洗设备类型：单晶圆清洗设备、自动清洗台、洗刷机等。

迪恩士（SCREEN）

• 市场地位：全球清洗设备龙头，占据单晶圆清洗设备、自动清洗台、洗刷机的市场份额第一。
• 技术优势：不断推出新型清洗设备（如SU-3300），满足7nm、10nm等先进工艺节点需求。
• 全球布局：在日本、美国、欧洲、韩国、台湾及中国均有分公司和服务中心。

国内清洗设备企业

• 盛美半导体：自主研发SAPS和TEBO技术，专注于单晶圆清洗设备，已进入SK海力士、中芯国际等客户供应链。
• 北方华创：通过收购Akrion Systems LLC获得先进清洗技术，提供单晶圆清洗设备和自动清洗台，部分产品已用于国内主流生产线。
• 至纯科技：提供湿式清洗平台，覆盖单晶圆清洗设备和自动清洗台，服务于泛半导体产业。

投资建议

• 推荐关注企业：北方华创、至纯科技、盛美半导体。
• 重点投资方向：注重研发创新、技术领先、具备核心竞争力的清洗设备企业。
• 投资逻辑：随着大陆晶圆厂投资加速，清洗设备市场需求增长迅速，国产替代空间巨大。

风险提示

• 行业投资波动带来收入不确定性。
• 行业竞争加剧可能导致毛利率下滑。
• 技术研发及国产化进程可能不及预期。
• 国家产业扶持政策变化或力度不足。

市场趋势

• 工艺节点不断缩小，清洗设备需求日益增长。
• 3D NAND、3D结构等新工艺对清洗设备提出了更高要求。
• 未来五年，清洗设备市场有望翻倍，单晶圆清洗设备将成为主流。

图表索引（摘要）

• 图1：清洗工艺在集成电路全过程中的应用
• 图2：不同工艺节点下的工艺步骤与清洗步骤数量
• 图3：全球清洗设备市场规模（单位：百万美元）
• 图4：全球半导体设备分类占比
• 图5：清洁硅片与受微量铁/铜污染的硅片表面形貌
• 图6：湿法与干法清洗技术占比
• 图7： $\mathsf{O}_2 / \mathsf{Ar}$ 等离子体清洗系统原理
• 图8：光刻与刻蚀原理
• 图9：三种主要清洗设备结构图
• 图10：清洗设备市场规模（百万美元）
• 图11：21世纪以来工艺节点演变路径图
• 图12：不同工艺节点下的设计成本
• 图13：代工厂/逻辑芯片晶圆合计月产能结构
• 图14：DRAM晶圆合计月产能结构
• 图15：2016年前十强半导体企业收入
• 图16：随着工艺节点缩小，名义通过率显著下降
• 图17：迪恩士业务结构
• 图18：迪恩士营业收入结构（亿日元）
• 图19：迪恩士FY2016半导体业务收入结构
• 图20：迪恩士脱机直接印版设备市场占有率
• 图21：迪恩士液晶涂布机市场占有率
• 图22：迪恩士半导体业务部门全球布局
• 图23：迪恩士（上海）国内客户分布
• 图24：单晶圆清洗设备市场份额（单位：百万美元）
• 图25：自动清洗台市场份额（单位：百万美元）
• 图26：自动清洗台市场份额（单位：百万美元）
• 图27：半导体行业资本开支（亿美元）
• 图28：半导体行业资本开支增速
• 图29：公司半导体设备收入与订单情况
• 图30：迪恩士最新单晶圆清洗设备SU-3300
• 图31：迪恩士半导体制造设备季度收入结构
• 图32：全球半导体销售额地区结构
• 图33：2016年全球半导体消费市场分布
• 图34：中国半导体设备销售额
• 图35：2017年全球半导体设备消费市场分布
• 图36：国内晶圆厂统计
• 图37：国内清洗设备市场空间测算
• 图38：盛美半导体营业收入与研发费用
• 图39：盛美SAPS设备
• 图40：盛美TEBO设备
• 图41：盛美2016年客户结构
• 图42：盛美2017年上半年客户结构
• 图43：北方华创2017年上半年营收结构
• 图44：北方华创2017年上半年毛利结构
• 图45：至纯科技营业收入
• 图46：至纯科技研发费用

表格索引（摘要）

• 表1：半导体制程污染源
• 表2：常见清洗工艺一览
• 表3：主要清洗设备一览
• 表4：现代微电子技术工业对硅片关键参数的要求
• 表5：北方华创清洗设备
• 表6：至纯科技清洗设备