２０２０年刻蚀设备行业深度研究报告
目录
1.半导体刻蚀：占比较高的关键晶圆制造步骤
1.1刻蚀是半导体制造三大步骤之一1.2干法刻蚀优势显著，已成为主流刻蚀技术1.4刻蚀机近年来增速较快
........................................................................................... 5
................................................................................................................6
................................................................................................6
....................................................................................7
9
1.3刻蚀机主要分类：电容电感两种方式，优势互补2.工艺升级带动刻蚀机用量增长，技术壁垒极高
2.1制程升级带动刻蚀机使用提升
................................................................................................................................8
.....................................................................................
....................................................................................................................9
............................................................................10
................................................................................................... 11 ......................................................................................................13
..............................................................13
15
2.1.1晶圆代工制程升级带动刻蚀加工需求显著增长2.1.2存储工艺革新带动刻蚀需求提升2.2刻蚀设备并未出现技术路线明显分化3.刻蚀设备有望率先完成国产替代
2.3半导体刻蚀行业壁垒极高，技术未显著分化但格局高度集中3.1国内设备最成熟领域，国产替代率较高3.2存储国产化带动刻蚀机替代率继续提升3.3大基金助力半导体刻蚀设备企业持续发力4.刻蚀设备领域代表企业
4.1中微公司：国产替代先锋，先进制程快速突破4.2 北方华创：产品线广泛的半导体设备龙头
...........................................................................................................
..................................................................................................15 ..................................................................................................18 ..............................................................................................19
20
......................................................................................20 .............................................................................................22
2323
........................................................................................................................
5.投资建议................................................................................................................................................ 6.风险提示................................................................................................................................................
插图目录
图 1：晶圆加工主要步骤............................................................................................................................
图 2：各向同性导致一定程度线宽损失...................................................................................................... 图 3：各向异性使得刻蚀方向确定 ............................................................................................................. 图 4：2018年三种刻蚀设备的占比 ............................................................................................................ 图 5：三种不同刻蚀主要去除的材质 .........................................................................................................
图 6：2018年半导体资本开支中各设备占比.............................................................................................. 图 7：全球刻蚀设备近年来增速较快 .........................................................................................................
图 8：近年来刻蚀机资本开支占比显著提升
............................................................................................... 图 9：中微公司披露先进制程刻蚀方法..................................................................................................... 图 10：先进制程刻蚀次数明显增多 ..........................................................................................................
图 11：Lam的存储客户贡献收入占比三分之二以上
.................................................................................
图 12：3D NAND技术工艺更为复杂 .......................................................................................................... 图 13：2D NAND中刻蚀设备占比
..............................................................................................................
图 14：3D NAND中刻蚀设备占比（占比明显提升）................................................................................. 图 15：CCP与ICP刻蚀的主要工作原理................................................................................................... 图 16：复杂芯片生产既采用介质刻蚀又采用硅刻蚀................................................................................
图 17：2017全球刻蚀机市场份额............................................................................................................
图 18：2017全球介质刻蚀机市场份额..................................................................................................... 图 19：2017我国刻蚀机市场份额
............................................................................................................
图 20：2017我国介质刻蚀机市场份额..................................................................................................... 图 21：2017-2018中微客户（存储企业B）刻蚀机台数占比
...................................................................
图 22：2016.11-2019.3
中微客户（逻辑电路企业
C）刻蚀机台数占比
...................................................
图 23：2017年北方华创硅刻蚀机国内份额 .............................................................................................
图 24：2018-2019年长江存储刻蚀设备招标台数份额
.............................................................................
图 25：大基金一期与二期融资规模（亿元）........................................................................................... 图 26：大基金一期主要投资方向（亿元） ..............................................................................................
图 27：中微公司发展历程........................................................................................................................
图 28：中微公司业务收入占比
.................................................................................................................
图 29：中微公司营收体量（亿元） .........................................................................................................
图 30：中微公司扣非归母净利润（亿元）
..............................................................................................
图 31：中微公司刻蚀设备销售数量 .........................................................................................................
图 32：中微公司研发支出........................................................................................................................
图 33：北方华创四大核心业务.................................................................................................................
图 34：北方华创主要的半导体设备产品
..................................................................................................
图 35：北方华创营收快速增长................................................................................................................. 图 36：北方华创扣非归母净利润2018年翻正......................................................................................... 图 37：北方华创研发投入........................................................................................................................
图 38：北方华创主要产品招标份额
.........................................................................................................
67788999111112121212131314141414171717171919202021212222222223232323
表格目录
表 1：干法刻蚀与湿法刻蚀的主要原理及占比表 2：主流晶圆代工厂商的量产制程发展历程表 3：国内主要半导体设备国产化率及代表企业........................................................................................... ......................................................................................... ..................................................................................... 71015表 4：主流设备出货情况，刻蚀机出货量较大表 5：国内重要存储产线投资
表 6：长江存储各设备采购情况，介质刻蚀机采购比较高表 7：三大刻蚀设备企业大基金投资规模
.........................................................................................
..................................................................................................................
.......................................................................
................................................................................................
16181820
1.半导体刻蚀：占比较高的关键晶圆制造步骤
1.1刻蚀是半导体制造三大步骤之一
刻蚀已经成为半导体晶圆制造中的关键步骤，在半导体制造中重要性凸显。半导体制造主要步骤包括光刻、刻蚀、以及薄膜沉积三大步骤，并且不断循环进行，以构造出复杂精细的电路结构。而这三个环节工艺的先进程度也直接决定了晶圆厂生产高制程产品的能力，以及芯片的应用性能。
刻蚀是利用化学或者物理的方法将晶圆表面附着的不必要的材质进行去除的过程。刻蚀工艺顺序位于镀膜和光刻之后，即在晶圆上先将用于刻画电路的材料进行薄膜沉积，其上沉积光刻胶。然后根据掩膜版的电路设计，通过光照对晶圆进行光刻，受光刺激的光刻胶留存，其他地方则将需要刻蚀的材料暴露在外，该步骤称作显影。随后即利用刻蚀步骤，对暴露在外的材质进行去除，留下晶圆所需要的材质和附着在其上的光刻胶，然后再将光刻胶通过刻蚀去除。此后多次重复上述步骤，得到构造复杂的集成电路。
刻蚀的材质包括硅及硅化物、氧化硅、氮化硅、金属及合金、光刻胶等。通过有针对性的对特定材质进行刻蚀，才能使得晶圆制造不同的步骤所制造的电路之间相互影响降至最低，使芯片产品具有良好的性能。
图 1：晶圆加工主要步骤
数据来源：半导体行业观察，国融证券研究与战略发展部
1.2干法刻蚀优势显著，已成为主流刻蚀技术
按照刻蚀工艺划分，其主要分为干法刻蚀以及湿法刻蚀。干法刻蚀占主导地位。干法刻蚀主要利用反应气体与等离子体进行刻蚀，利用等离子体与表面
2020年刻蚀设备行业深度研究报告
