設(shè)備制造業(yè)是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ),是完成晶圓制造、封裝測試環(huán)節(jié)和實現(xiàn)集成電路技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵。得益于國內(nèi)需求、政策支持、資本、人才儲備,中國半導(dǎo)體制造具備突破的基礎(chǔ)。中國 IC產(chǎn)業(yè)處于“前有追趕目標(biāo),后無潛在對手”的國際格局中,“全球最大半導(dǎo)體消費市場”的地位是中國“后發(fā)優(yōu)勢”的重要基礎(chǔ)之一。疊加國家戰(zhàn)略、資本實力、全球研發(fā)人才的儲備,推動硅材料、設(shè)計、制造、封裝測試及裝備實現(xiàn)國產(chǎn)化突破的基礎(chǔ)堅實而穩(wěn)固。
目前中國本土半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)中已涌現(xiàn)出一批優(yōu)秀企業(yè),國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備逐漸呈現(xiàn)譜系化發(fā)展,其中在細(xì)分領(lǐng)域走在國內(nèi)前列的企業(yè)包括:北方華創(chuàng)(刻蝕設(shè)備、薄膜沉積設(shè)備、清洗設(shè)備等)、中微公司(刻蝕設(shè)備)、長川科技(測試設(shè)備)、晶盛機電(硅片生長、加工設(shè)備)、上海微電子(光刻設(shè)備)、沈陽拓荊(薄膜沉積設(shè)備)、中科儀(真空獲得設(shè)備、薄膜沉積設(shè)備)、盛美半導(dǎo)體(清洗設(shè)備)、華海清科(CMP 設(shè)備)、南京晶升能源(硅片生長設(shè)備)等。
中微公司:CCP 刻蝕機優(yōu)勢持續(xù)強化,ICP 刻蝕機實現(xiàn)量產(chǎn)突破
中微公司專注于集成電路、LED 關(guān)鍵制造設(shè)備,核心產(chǎn)品包括:1)用于 IC 集成電路領(lǐng)域的等離子體刻蝕設(shè)備(CCP、ICP)、深硅刻蝕設(shè)備(TSV);2)用于 LED 芯片領(lǐng)域的MOCVD 設(shè)備。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)。電容性等離子體刻蝕設(shè)備主要用于刻蝕氧化物、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。電感性等離子體刻蝕設(shè)備主要用于刻蝕單晶硅、多晶硅等材料。MOCVD 即金屬有機化合物化學(xué)氣相沉積(Metal-organic Chemical Vapor Deposition),MOCVD 設(shè)備是 LED 芯片生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵設(shè)備。目前公司等離子體刻蝕設(shè)備已被廣泛應(yīng)用于國際一線客戶從 65 納米到 14 納米、7 納米和 5 納米的集成電路加工制造及先進(jìn)封裝,截至 2018年末中微公司累計已有 1,100 多個反應(yīng)臺服務(wù)于國內(nèi)外 40 余條先進(jìn)芯片生產(chǎn)線。
中微的刻蝕設(shè)備技術(shù)處于世界先進(jìn)水平,符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢。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(jìn)的生產(chǎn)線上并用于 7納米器件中若干關(guān)鍵步驟的加工;同時,公司根據(jù)先進(jìn)集成電路廠商的需求優(yōu)化 5 納米及更先進(jìn)的刻蝕設(shè)備和工藝。在 3D NAND 芯片制造環(huán)節(jié),公司的電容性等離子體刻蝕設(shè)備技術(shù)可應(yīng)用于64 層的量產(chǎn),同時公司根據(jù)存儲器件客戶的需求正在開發(fā)極高深寬的刻蝕設(shè)備和工藝;公司也根據(jù)邏輯器件客戶的需求,正在開發(fā)更先進(jìn)的大馬士革等刻蝕應(yīng)用的設(shè)備。由于公司開發(fā)出與美國設(shè)備公司具有同等質(zhì)量和相當(dāng)數(shù)量的等離子體刻蝕設(shè)備并實現(xiàn)量產(chǎn),美國商務(wù)部在 2015年宣布解除了對我國等離子體刻蝕設(shè)備多年的出口管制。
2019年以來, 中微CCP刻蝕機優(yōu)勢持續(xù)強化,ICP刻蝕機實現(xiàn)量產(chǎn)突破。
北方華創(chuàng):半導(dǎo)體設(shè)備布局漸趨完備,打造“平臺型”產(chǎn)品體系
北方華創(chuàng)是國內(nèi)目前產(chǎn)品品類覆蓋最廣的半導(dǎo)體設(shè)備“平臺型”企業(yè),擁有半導(dǎo)體裝備、真空裝備、新能源鋰電裝備及精密元器件四個事業(yè)群,為半導(dǎo)體、新能源、新材料等領(lǐng)域提供全方位解決方案。公司現(xiàn)擁有四大產(chǎn)業(yè)制造基地,營銷服務(wù)體系覆蓋歐、美、亞等主要國家或地區(qū)。
2019 年北方華創(chuàng)刻蝕機、PVD、CVD、立式爐、清洗機等半導(dǎo)體工藝設(shè)備陸續(xù)批量進(jìn)入國內(nèi) 8 寸和 12 寸集成電路存儲芯片、邏輯芯片及特色芯片生產(chǎn)線,部分產(chǎn)品進(jìn)入國際一流芯片產(chǎn)線及先進(jìn)封裝生產(chǎn)線。自主研發(fā)的14nm等離子硅刻蝕機、單片退火系統(tǒng)、LPCVD 已成功進(jìn)入集成電路主流代工廠;28nm Hardmask PVD、Al-Pad PVD 設(shè)備已率先進(jìn)入國際供應(yīng)鏈體系;12 英寸清洗機累計流片量已突破 60 萬片大關(guān);深硅刻蝕設(shè)備也已進(jìn)入東南亞市場。
長川科技:探針臺、數(shù)字測試機新品蓄力,有望實現(xiàn)測試設(shè)備全品類布局
長川科技目前主導(dǎo)產(chǎn)品為測試機、分選機和探針臺等,在國內(nèi)市場中產(chǎn)品鏈較為完整,產(chǎn)品可以覆蓋晶圓制造和封測兩大工序環(huán)節(jié)。同時受益于國內(nèi)芯片設(shè)計產(chǎn)業(yè)的國產(chǎn)化需求上升,后續(xù)有望取得技術(shù)水平的提升,并有望進(jìn)一步擴(kuò)大產(chǎn)品覆蓋范圍。
長川科技成功研制了數(shù)字測試機和探針臺等較高技術(shù)含量的新產(chǎn)品。在數(shù)字測試機方面:目前已成功研制并開發(fā)了基于 200Mbps數(shù)字測試速率、1G 向量深度以及 128A 電流測試能力的數(shù)字測試機。探針臺方面,也在集成電路分選系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)上,開發(fā)了我國首臺具有自主知識產(chǎn)權(quán)的全自動超精密 12 寸晶圓探針臺(CP12),兼容 8/12 寸晶圓測試。
晶盛機電:半導(dǎo)體單晶爐批量化銷售,向硅片后道加工設(shè)備不斷延展
晶盛機電是國內(nèi)領(lǐng)先的晶體生長、加工裝備研發(fā)制造和藍(lán)寶石材料生產(chǎn)的高新技術(shù)企業(yè)。主營產(chǎn)品為全自動單晶爐、多晶鑄錠爐等,應(yīng)用于太陽能光伏、集成電路、LED 等新興產(chǎn)業(yè)。晶盛機電較早掌握了國內(nèi)領(lǐng)先的半導(dǎo)體硅材料生長的裝備技術(shù),在半導(dǎo)體領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了8~12 英寸大硅片制造用晶體生長及加工的核心裝備國產(chǎn)化。公司產(chǎn)品覆蓋晶體生長、切磨拋和監(jiān)測等各個環(huán)節(jié),已逐步從單一的設(shè)備制造商轉(zhuǎn)型成了立足于“新材料、新裝備”的國際領(lǐng)先的設(shè)備供應(yīng)商和高端晶體材料生產(chǎn)商。
目前晶盛機電已形成以單晶爐、區(qū)熔爐為核心,后道智能加工設(shè)備為重要配套的半導(dǎo)體硅片設(shè)備產(chǎn)品體系,成為實現(xiàn) 8、12 英寸硅片制造設(shè)備國產(chǎn)化的領(lǐng)軍企業(yè).
本土設(shè)備企業(yè)機遇與挑戰(zhàn)并存,最"壞"的時代亦是最好的時代。總體上國產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)業(yè)必然受益,但產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的差異會很大。國產(chǎn)化須符合最樸素商業(yè)邏輯,即技術(shù)或配套實力優(yōu)于進(jìn)口,這樣才會有持續(xù)需求,光靠補貼和支持難以誕生優(yōu)質(zhì)企業(yè)。因此,本土設(shè)備企業(yè)也面臨最"壞"的時代,因為唯有技術(shù)準(zhǔn)備充分的企業(yè)才能勝出。在芯片需求持續(xù)上升、國產(chǎn)化投資加快、國家戰(zhàn)略支持的大背景下,中國大陸本土半導(dǎo)體制造企業(yè)的崛起有望帶動一批本土優(yōu)秀企業(yè)共同成長,國產(chǎn)設(shè)備有望借助大陸晶圓產(chǎn)線的密集投資而實現(xiàn)滲透率提升,迎來最好的時代。