半導體設備行業系列報告之一：高景氣賽道國內企業嶄露頭角-211111（29頁）.pdf

1、薄膜沉積是芯片制造的核心工藝環節，約占設備投資額 27%。薄膜沉積是指在硅片襯底上沉積一層待處理的薄膜材料，是芯片生產核心設備，設計制造技術難度大，產業化驗證周期長。由于薄膜是芯片結構的功能材料層，在芯片完成制造、封測等工序后會留存在芯片中，薄膜的技術參數直接影響芯片性能。在晶圓制造過程中，薄膜起到產生導電層或絕緣層、阻擋污染物和雜質滲透、提高吸光率、臨時阻擋刻蝕等重要作用。隨著集成電路的持續發展，晶圓制造工藝不斷走向精密化，芯片結構的復雜度也不斷提高，需要在更微小的線寬上制造，制造商要求制備的薄膜品種隨之增加，最終用戶對薄膜性能的要求也日益提高。薄膜沉積工藝的不斷發展，形成了較為固定的工藝流

2、程，同時也根據不同的應用演化出了 PECVD、濺射 PVD、ALD、LPCVD 等不同的設備用于晶圓制造的不同工藝。其中， PECVD 是薄膜設備中占比最高的設備類型，占整體薄膜沉積設備市場的 33%;ALD 設備目前占據薄膜沉積設備市場的 11%;SACVD 是新興的設備類型，屬于其他薄膜沉積設備類目下的產品，占比較小。在整個薄膜沉積設備市場，屬于 PVD 的濺射 PVD 和電鍍 ECD合計占有整體市場的 23%。根據 Maximize Market Research 數據統計，2017-2019 年全球半導體薄膜沉積設備市場規模分別為 125 億美元、145 億美元和 155 億美元，20

3、20 年擴大至約 172 億美元，年復合增長率為 11.2%。預計 2025 年將全球市場規模將擴大至 340 億美元，保持年復合13.3%的增長速度。并且由于半導體先進制程產線數量增加，全球 ALD 設備市場規?？焖僭鲩L，預計 2026 年全球 ALD 設備市場規模約為 32 億美元。2020 年中國薄膜沉積設備市場規模約 60.2 億美元，對應 PECVD 及 ALD 設備規模分別為 19.87、6.62 億美元。薄膜沉積設備基本由應用材料(AMAT)、ASM、泛林半導體(Lam)、東京電子(TEL)等國際巨頭壟斷。2019 年，ALD 設備龍頭東京電子(TEL)和先晶半導體(ASMI)分

4、別占據了 31%和 29%的市場份額，剩下 40%的份額由其他廠商占據;而應用材料(AMAT)則基本壟斷了 PVD 市場，占 85%的比重，處于絕對龍頭地位;在 CVD 市場中，應用材料(AMAT)全球占比約為 30%，連同泛林半導體(Lam)的 21%和 TEL 的 19%，三大廠商占據了全球 70%的市場份額。隨著技術升級，對薄膜沉積設備的需求量逐步增加。隨著國內晶圓廠建設及產線的逐漸升級，對薄膜沉積設備數量和性能的需求將繼續隨之提升，在實現相同芯片制造產能的情況下，對薄膜沉積設備的需求量也將相應增加。在 FLASH 存儲芯片領域，隨著主流制造工藝已由 2D NAND 發展為 3D NAN

5、D 結構，結構的復雜化導致對于薄膜沉積設備的需求量逐步增加。國內生產企業主要包括北方華創、拓荊科技及中微公司等均在薄膜沉積設備領域有一定的技術積累及批量訂單，盛美半導體亦在氣相沉積領域有一定的技術布局。清洗是貫穿半導體產業鏈的重要工藝環節，清洗步驟數量約占所有芯片制造工序步驟的 30%以上，隨著半導體器件集成度提高，芯片工藝節點不斷縮小，晶圓尺寸不斷擴大，半導體結構的復雜化等，對清洗步驟的需求快速提升。用于去除半導體硅片制造、晶圓制造和封裝測試每個步驟中可能存在的雜質，避免雜質影響芯片良率和芯片產品性能。隨著芯片制造工藝先進程度的持續提升，芯片技術節點不斷提升，從 55nm、40nm、28nm 至14nm、7nm 及以下，對晶圓表面污染物的控制要求越來越高，每一步光刻、刻蝕、沉積等重復性工序后，都需要一步清洗工序。