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半导体设备行业:薄膜生长设备 国产突破可期

2021-07-01 10:04:50

 

来源:国盛证券

薄膜生长是采用物理或化学方法使物质附着于衬底材料表面的过程,常见生长物质包括金属、氧化物、氮化物等不同薄膜。根据工作原理不同,薄膜沉积生长设备可分为:物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)和外延等类别。大部分绝缘薄膜使用CVD,金属薄膜常用PVD(主要是溅射)。CVD的使用越来越广泛,基于CVD发展的ALD更是行业升级的技术方向。

2020年全球薄膜设备市场达到138亿美元,占IC制造设备21%;其中主要是CVD和PVD,合计占IC制造设备18%。其中,CVD市场规模高度89亿美元,主流是设备包括PECVD、TubeCVD、LPCVD和ALD等。整个薄膜市场市占率最高的是AMAT。高端领域如ALD受ASM、TEL和Lam等海外龙头主导。国内布局IC制造领域薄膜设备的主要国产厂商包括北方华创和沈阳拓荆。

CVD市场主要由海外龙头主导,国内北方华创、沈阳拓荆积极布局。根据Gartner数据,全球CVD市场前五大供应商包括AMAT(28%)、LamResearch(25%)、TEL(17%)、Kokusai(原日立高新,8%)、ASM(11%)。国内半导体设备龙头北方华创、沈阳拓荆在该领域也有布局。CVD市场主要由海外龙头主导,国内北方华创、沈阳拓荆积极布局从PVD市场格局来看,AMAT一家独大,长期占据约80%的市占率,2020年北方华创的半导体PVD设备全球市占率为3%,属于国内领先地位。

国内薄膜厂商加速导入,国产化率仍有较大提升空间。根据招标网的数据统计,长江存储在2019——2020年采购薄膜类设备约每年200多台(主要是CVD和PVD),主要类别以CVD为主,其中原子层沉积70——80台。从国产替代率而言,溅镀(PVD类)北方华创供应数量比重较高,合计达到将近20%;CVD类国产替代率较低,主要国产供应商沈阳拓荆供应占比约2——3%。北方华创、沈阳拓荆在华虹无锡、华力集成项目合计国产化率约10——15%。

北方华创引领国产高端集成电路PVD薄膜工艺,公司多项产品进入国际供应链体系。公司PVD产品布局广泛,近几年陆续推出了TiNPVD、AINPVD、AlPad、ALD等13款自主研发的PVD产品并成功产业化。公司自主设计和生产的exiTinH630TiN金属硬掩膜PVD系统是国内首台专门针对55-28nm制程12寸金属硬掩膜设备。2020年,公司CuBSPVD在客户招投标中获得重复订单。北方华创先后推出THEORIS302LPCVD、HORISL6371多功能LPCVD等多个系列产品。

沈阳拓荆拥有三个完整系列CVD产品线,累计出货量超过100台套。拓荆科技成立于2010年4月,多次承担国家专项,公司拥有12英寸PECVD(等离子体化学气相沉积设备)、ALD(原子层薄膜沉积设备)、SACVD(次常压化学气相沉积设备)三个完整系列产品2020年公司累计出货量超过100台套。

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