半导体设备行业专题报告:解构国产化的Alpha

本文立足半导体设备及其材料加工工艺,对氧化、刻蚀、薄膜沉积三类设备的应用进行了梳理,同时对三个行业的特点进行了总结。

未来几年,我国半导体设备行业将进入国产化赛道的竞争阶段,我们认为,国产化视角下,设备工艺覆盖面是决定设备销量的主要因素。本文立足半导体设备及其材料加工工艺,对氧化、刻蚀、薄膜沉积三类设备的应用进行了梳理,同时对三个行业的特点进行了总结。基于全文,我们更加看好赛道布局广泛、工艺覆盖面广的平台化刻蚀设备企业,以及在薄膜沉积等领域站稳脚跟的优势企业;长期来看,掌握软、硬件及工艺开发能力的研究型公司将具备更强竞争力。

国产化阶段的核心竞争力是工艺面覆盖度

未来几年,我国半导体设备行业将进入国产化赛道的竞争阶段,而国产化视角下的设备工艺面覆盖度是决定设备销量的主要因素,按照设备类型分类的标准已无法满足对企业基本面的精确判断,因此细分至模块工艺的覆盖度才能有效跟踪国内半导体设备行业格局的演变。从研发的角度来看,设备的核心竞争力来自成套的工艺解决方案,而非精密的零部件整合;因此导入工序越多的半导体设备公司对圆片表面材料加工的理解更为深刻,具备更强的技术实力;当半导体设备公司与晶圆厂的合作日益加深,其对其他企业形成竞争优势将愈发明显。本文立足半导体设备及其材料加工工艺,对氧化、刻蚀、薄膜沉积三类设备的工艺面进行了梳理,同时对三个行业的特点进行了总结,由此对未来行业格局演变的研究提供基础。

细分设备市场各有特点,竞争焦点不同

氧化设备方面:氧化工艺是芯片前道核心制程之一,在先进的技术节点中,一般会采用快速热氧化(Rapid Thermal Oxidation,RTO)等方法生长栅介质超薄界面层(Interfacial Layer),快速热氧化等设备市场空间快速增长。当前,国内快速热氧化设备仍然较为空白,给北方华创、屹唐半导体、盛美上海等炉管类设备的公司留出了进一步发展的空间。

刻蚀设备方面:高 k 介质、低 k 介电层、金属栅材料、铜互连以及三维器件结构的引入使得不同工序间的刻蚀需求也变得十分多样化,传统设备或单一设备难以满足多种工序的特殊需求;因此,表面波刻蚀、高密度等离子体等新兴技术被不断应用,刻蚀设备呈现出多样化、特殊化发展趋势。同时在颗粒物控制、选择比、刻蚀剖面等传统性能指标上的要求也在不断提高。国产刻蚀设备无论是在传统性能还是特殊工艺需求上,与海外企业仍存在较大差异,因此还有较多高端工艺亟待国内企业突破,支持工艺更多的平台化刻蚀设备公司竞争力更强。

薄膜沉积设备方面:各类薄膜沉积设备差异较大,内部细分型号众多。芯片生产过程中所用到的薄膜种类相对有限,总体上随着制程精进,不断追求更好的薄膜质量、更低的晶圆损伤,已经开发的多种薄膜沉积设备不断升级迭代,新旧产品共同在产线中发挥作用。由于 PVD、热化学 CVD、等离子增强 CVD、原子层沉积四种薄膜生长机理均有差别,相关设备的结构也有较大区别,物理、化学及原子层沉积设备内部也有多种设备型号划分。从研发的角度来看,尽管原理上有一定的相似性,但核心工艺部分差别较大,技术复用性不会太强,因此薄膜沉积设备市场玩家格局会更加稳定,竞争优势有望长期保持。

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