20180917-华泰证券-半导体设备产业深度分析之刻蚀设备篇_刻蚀设备_半导体设备国产化的前沿阵地_33页_4mb

半导体刻蚀设备行业深度研究报告总结

行业评级与背景

• 行业评级：机械设备，增持（维持）
• 研究员：章诚、肖群稀、关东奇来、黄波、时或
• 研究日期：2018年09月17日
• 报告主题：刻蚀设备作为半导体设备国产化的前沿阵地，关注技术领先并进入主流晶圆厂供应体系的国产设备企业

核心内容概述

刻蚀设备技术解析

刻蚀是半导体制造中复制掩膜图案的关键步骤，分为干法刻蚀和湿法刻蚀两种。干法刻蚀因其良好的各向异性和工艺可控性，成为芯片制造中的主要技术路径。高密度等离子体刻蚀（HDP）是先进制程工艺中的主流技术，主要分为ECR、CCP/ICP和双等离子体源等形式。

刻蚀设备的主要类型与应用

• CCP（电容耦合）：适用于较简单的刻蚀工艺，成本较低。
• ICP（电感耦合）：适用于高精度刻蚀，能实现更高的离子密度和能量控制。
• ECR（电子回旋加速振荡）：适用于0.25μm及以下尺寸图形的刻蚀，具有高各向异性。
• ALE（原子层刻蚀）：下一代刻蚀工艺，能实现材料的精准去除，应用于原子级目标材料的精密处理。

刻蚀设备的参数与技术要求

• 刻蚀速率：去除材料的速度。
• 刻蚀剖面：侧壁形状，分为各向同性和各向异性。
• 刻蚀偏差：线宽或关键尺寸间距的变化。
• 选择比：不同材料在相同条件下的刻蚀速率比，高选择比意味着更好的刻蚀控制。

市场空间与发展趋势

全球市场概况

• 全球刻蚀设备市场高度集中，2017年三大龙头（拉姆研究、应用材料、东京电子）占据全球市场约94%。
• 拉姆研究市场份额从2012年的45%提升至2017年的55%，成为行业龙头。
• 应用材料、东京电子在研发费用和市场份额上也保持较高水平。

中国大陆市场潜力

• 2018~2020年中国大陆刻蚀设备市场空间预计为992亿元，年均331亿元。
• 内资晶圆厂的刻蚀设备市场空间预计为742亿元，年均247亿元。
• 中国大陆半导体设备市场需求高涨，预计2019年将超越韩国，成为全球最大设备市场。

国产刻蚀设备发展现状

本土企业进展

• 上海中微半导体：7nm等离子刻蚀机已实现量产，达到国际先进水平。
• 北方华创：硅刻蚀机已突破14nm技术，进入主流芯片代工厂。
• 其他企业：如盛美半导体、华海清科等也在逐步实现国产化突破。

国产化率与市场前景

• 2017年，中国大陆半导体设备国产化率仅为9%，但随着内资晶圆厂的快速发展，国产设备有望实现快速渗透。
• 本土企业凭借技术积累、研发能力、成本优势等，有望在进口替代中取得进展。

风险提示

• 宏观经济下行：可能影响半导体设备需求。
• 半导体行业周期性波动：市场存在不确定性。
• 技术突破慢于预期：国内设备制造技术仍需进一步提升。
• 产业投资不及预期：可能影响市场增长。

未来展望

• 国产设备企业需坚持自主研发，提升技术水平，以满足先进制程需求。
• 与下游客户保持良好合作关系，推动产品迭代和市场拓展。
• 利用政策支持和资本投入，加快技术突破和市场渗透。

结论

刻蚀设备作为半导体制造的关键环节，其国产化前景广阔。在全球市场高度集中的背景下，中国大陆企业正通过技术积累和研发投入，逐步实现进口替代。随着半导体产能扩张和国家政策支持，刻蚀设备市场将迎来快速增长，本土企业有望在这一过程中脱颖而出。