北方華創(chuàng)ICP刻蝕機累計交付1000腔

刻蝕機國產(chǎn)化率迅速提升，長江存儲2020年達30%

半導(dǎo)體光刻與刻蝕論壇2020將于2020年12月30-31日召開?？涛g設(shè)備與材料的國產(chǎn)化將是重要議題之一。

——北方華創(chuàng)ICP刻蝕機累計交付1000腔！

北方華創(chuàng)(Naura)官方宣布，ICP等離子刻蝕機第1000腔交付儀式近日在北京亦莊基地舉行，NAURA刻蝕機研發(fā)團隊見證了這一歷史性時刻。

北方華創(chuàng)表示，這不僅是公司發(fā)展征程中的重要里程碑，更是國產(chǎn)刻蝕機在歷經(jīng)了20年自主創(chuàng)新后得到客戶廣泛認可的重要標志，未來會持續(xù)在等離子刻蝕ICP技術(shù)領(lǐng)域?qū)で蟾嗤黄啤?/p>

北方華創(chuàng)科技集團股份有限公司成立于2001年，由北京七星華創(chuàng)電子股份有限公司、北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司戰(zhàn)略重組而成，是目前國內(nèi)集成電路高端工藝裝備的先進企業(yè)。

北方華創(chuàng)成立后就開始組建團隊鉆研刻蝕技術(shù)，2004年第一臺設(shè)備成功起輝，2005年第一臺8英寸ICP刻蝕機在客戶端上線，并于2007年獲得國家科學(xué)技術(shù)進步二等獎。

目前，北方華創(chuàng)的刻蝕設(shè)備已經(jīng)覆蓋集成電路、LED、先進封裝、功率半導(dǎo)體、MEMS微機電系統(tǒng)、化合物半導(dǎo)體、硅基微顯、分析儀器、功率器件、光通信器件等多個領(lǐng)域，硅刻蝕機已突破14nm技術(shù)，進入主流芯片代工廠。

其中，12英寸ICP刻蝕機在實現(xiàn)客戶端28nm國產(chǎn)化替代，并在14/7nm SADP/SAQP、先進存儲器、3D TSV等工藝應(yīng)用中發(fā)揮著重要作用。

——刻蝕：芯片制造中的關(guān)鍵工藝之一

刻蝕可以分為濕法刻蝕和干法刻蝕，濕法刻蝕各向異性較差，而干法刻蝕是目前主流的刻蝕技術(shù)，其中以等離子體干法刻蝕為主導(dǎo)。所謂等離子體干法刻蝕，就是利用等離子體進行薄膜微細加工的技術(shù)，具有良好的各向異性、工藝可控性，廣泛應(yīng)用于微電子產(chǎn)品制造領(lǐng)域。在典型的干法刻蝕工藝過程中，一種或多種氣體原子或分子混合于反應(yīng)腔室中，在外部能量作用下（如射頻、微波等）形成等離子體。

等離子體刻蝕設(shè)備包括電容性等離子體刻蝕設(shè)備（CCP, Capacitively Coupled Plasma）和電感性等離子體刻蝕設(shè)備（ICP, Inductively Coupled Plasma）。CCP刻蝕設(shè)備主要應(yīng)用于刻蝕氧化物、氮化物等硬度高、需要高能量離子反應(yīng)刻蝕的介質(zhì)材料，ICP刻蝕設(shè)備主要應(yīng)用于刻蝕單晶硅、多晶硅等材料。

刻蝕作為半導(dǎo)體制造的關(guān)鍵工藝之一，根據(jù)SEMI統(tǒng)計，刻蝕設(shè)備約占晶圓制造設(shè)備價值量的24%左右。

刻蝕設(shè)備市場的行業(yè)集中度較高，目前，全球半導(dǎo)體刻蝕設(shè)備的主要供應(yīng)商為泛林半導(dǎo)體（Lam Research）、東京電子（TEL）、應(yīng)用材料（AMAT）三家，而Lam Research占據(jù)刻蝕設(shè)備市場的半壁江山。根據(jù)Gartner數(shù)據(jù)顯示，2019年全球刻蝕設(shè)備市場約為115億美元，其中Lam Research獨占52%的市場份額，TEL和AMAT分別占據(jù)20%和19%的市場份額。

來源：Gartner

——快速增長的中國大陸半導(dǎo)體設(shè)備市場及刻蝕設(shè)備國產(chǎn)化率

來源：SEMI

近年來，隨著國內(nèi)芯片制造行業(yè)的興起，中國大陸半導(dǎo)體設(shè)備需求市場快速增加。由于美國對中國半導(dǎo)體企業(yè)的進一步封鎖，國內(nèi)企業(yè)如中芯國際、長江存儲等在今年加大了對半導(dǎo)體設(shè)備（尤其是海外廠商）的采購，亞化咨詢預(yù)計，2020年中國大陸半導(dǎo)體設(shè)備市場將突破160億美元，刻蝕設(shè)備市場將達到25億美元。

在中國大陸刻蝕設(shè)備市場不斷擴大的同時，另外一個數(shù)字也在悄悄地提升——那就是刻蝕機的國產(chǎn)化率。

以長江存儲設(shè)備招中標情況，截至2020年12月16日，長江存儲共累計招標348臺刻蝕設(shè)備，其中美國廠商Lam Research占據(jù)超過一半的采購量，達187臺。而國內(nèi)廠商中微半導(dǎo)體、北方華創(chuàng)、屹唐半導(dǎo)體分別中標50臺、18臺、13臺，國產(chǎn)化率高達23.85%。

以華虹六廠設(shè)備招中標情況為例，截至2020年12月16日，華虹六廠共累計招標81臺刻蝕設(shè)備，其中Lam Research依舊占據(jù)超過一半的采購量，達45臺。國內(nèi)廠商中微半導(dǎo)體、北方華創(chuàng)分別中標15臺、1臺，國產(chǎn)化率約為19.75%

由于存儲芯片的生產(chǎn)需求的設(shè)備量較大，亞化咨詢還研究了長江存儲單年的國產(chǎn)刻蝕機采購占比變化趨勢。亞化咨詢研究數(shù)據(jù)顯示，2018、2019年長江存儲采購的國產(chǎn)刻蝕機占比迅速提升，預(yù)計2020年約為30%左右，2023年將突破40%。

——中微：國產(chǎn)刻蝕設(shè)備龍頭企業(yè)

中微半導(dǎo)體主要從事高端半導(dǎo)體設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，包括半導(dǎo)體集成電路制造、先進封裝、LED生產(chǎn)、MEMS制造以及其他微觀工藝的高端設(shè)備等。公司的等離子體刻蝕設(shè)備已經(jīng)在國際一線客戶從65nm到14nm、7nm、5nm的集成電路加工制造及先進封裝中有具體的應(yīng)用。

在邏輯集成電路制造環(huán)節(jié)，公司開發(fā)的高端刻蝕設(shè)備已運用在國際知名客戶最先進的生產(chǎn)線并用于7nm器件中若干關(guān)鍵步驟的加工；同時，公司根據(jù)先進集成電路廠商的需求開發(fā)5nm及更先進的刻蝕設(shè)備和工藝。

在3D NAND芯片制造環(huán)節(jié)，中微的CCP刻蝕設(shè)備技術(shù)可應(yīng)用于64層的量產(chǎn)，同時中微根據(jù)存儲器廠商的需求正在開發(fā)96層及更先進的刻蝕設(shè)備和工藝。

中微各關(guān)鍵尺寸的刻蝕設(shè)備的具體應(yīng)用

中微半導(dǎo)體從2004年建立起首先著手開發(fā)甚高頻去耦合的CCP刻蝕設(shè)備Primo D-RIE，到目前為止已成功開發(fā)了雙反應(yīng)臺Primo D-RIE，雙反應(yīng)臺Primo AD-RIE和單反應(yīng)臺的Primo AD-RIE三代刻蝕機產(chǎn)品，涵蓋65nm、45nm、32nm、28nm、22nm、14nm、7nm到5nm關(guān)鍵尺寸的刻蝕應(yīng)用。此外中微半導(dǎo)體還從2012年開始開發(fā)ICP刻蝕設(shè)備，到目前為止已經(jīng)成功開發(fā)出單反應(yīng)臺的Primo nanova刻蝕設(shè)備，同時著手開發(fā)雙反應(yīng)臺ICP刻蝕設(shè)備。中微的ICP刻蝕設(shè)備主要涵蓋14nm、7nm到5nm關(guān)鍵尺寸的刻蝕應(yīng)用。

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