享迎2021-06-03 00:06
今天我们一起梳理一下中微公司,公司主要从事高端半导体设备及泛半导体设备的研发、生产和销售。公司瞄准世界科技前沿,基于在半导体设备制造产业多年积累的专业技术,涉足半导体集成电路制造、先进封装、LED外延片生产、功率器件、MEMS制造以及其他微观工艺的高端设备领域。
公司的等离子体刻蚀设备已应用在国际一线客户从65纳米到14纳米、7纳米和5纳米及其他先进的集成电路加工制造生产线及先进封装生产线。公司MOCVD设备在行业领先客户的生产线上大规模投入量产,公司已成为世界排名前列的氮化镓基LED设备制造商。
公司主要为集成电路、LED外延片、功率器件、MEMS等半导体产品的制造企业提供刻蚀设备、MOCVD设备及其他设备。
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刻蚀设备作为IC 工艺设备的一个大类,其刻蚀工艺涉及晶圆制造大部分工艺环节。例如在逻辑电路的FEOL(前段工艺),涉及STI 刻蚀、侧墙刻蚀、多晶硅栅极刻蚀等,在BEOL(后段工艺),涉及通孔刻蚀、沟槽刻蚀、金属刻蚀等工艺。刻蚀是晶圆制造中仅次于光刻的关键技术。此外,刻蚀工艺与光刻或薄膜沉积工艺、清洗、量测等密切相关。 ![]()
刻蚀设备占IC工艺设备比重为20%,且占比逐年上升。晶圆制造设备从类别上可分为刻蚀、光刻、薄膜沉积、检测、涂胶显影、离子掺杂等十多类,其合计投资总额通常占整个晶圆厂投资总额的70%-80%左右,其中刻蚀设备、光刻机、薄膜沉积设备是集成电路前道生产工艺中最重要的三类设备。根据Gartner分析,2020年刻蚀设备占晶圆制造工艺设备市场规模的20%,而光刻设备占21%,薄膜沉积设备占22%。
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预计2021年刻蚀设备市场规模超150亿美元。据相关研究机构统计,全球刻蚀设备市场规模长期在30-50亿美元之间波动,但随着集成电路技术发展,2015-2016年刻蚀设备年均市场规模跃升至63亿美元,2017-2018年受存储厂商扩大资本开支的推动,2018年全球刻蚀设备市场规模达到121亿美元。2019年尽管受到国际边缘政治的干扰,全球刻蚀设备市场规模小幅下降至115亿美元,2020年市场规模维持在120亿美元。据SEMI于2020年末的最新预测,2021年半导体设备行业规模将达到718亿美元,约占1/5的刻蚀设备规模将接近144亿美元,鉴于今年初下游的国际主流晶圆厂资本开支的大幅上调,预计刻蚀设备市场规模将提前于2021年超过150亿美元的水平。 ![]()
刻蚀设备包括导体刻蚀(硅基刻蚀、金属刻蚀)与介质刻蚀,占比约50%、48%。导体刻蚀主要以单晶硅、多晶硅、硅化物等的硅刻蚀为主;金属刻蚀则是刻蚀铝、钨、铜及合金层等,其占比持续下降,主要原因是90nm以下制程中,铜互连替代铝互联,导致大马士革刻蚀替代金属刻蚀,主导了金属层互联工艺。介质刻蚀主要包括氧化硅、氮化硅、光刻胶等的刻蚀,是第三代半导体的重要发展方向。
全球的刻蚀设备基本上被应用材料AMAT、泛林半导体LAM、东京电子TEL三家垄断,他们的成长均从刻蚀机起家。其中,介质刻蚀被TEL和LAM垄断,导体基刻蚀被LAM、AMAT垄断。可见TEL的刻蚀设备专注于介质刻蚀,AMAT的刻蚀设备专注于硅基刻蚀,而LAM的硅基刻蚀设备和介质刻蚀设备都处于行业领先地位。
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据统计,刻蚀设备国产化率为22%,与PVD、CMP、清洗设备、热处理设备的国产化水平基本相当(去胶设备国产化率更高),高于ALD、CVD、光刻机、涂胶显影机、量测设备、镀铜设备。
据统计,本土晶圆厂的刻蚀设备市场中,约78%的市场份额被国际三家刻蚀设备龙头垄断,其中泛林半导体Lam Research占54%,TEL占15%,应用材料AMAT占9%。国产刻蚀品牌主要包括中微公司、北方华创、屹唐半导体,其中中微公司市占率13%为国产品牌刻蚀龙头,北方华创市占率6%,屹唐半导体市占率3%左右。 ![]()
刻蚀设备分为CCP刻蚀(市场规模48亿美元)、ICP刻蚀(市场规模76亿美元)、ALE、其他刻蚀设备,中微目前已开发CCP和ICP,未来也会布局ALE和其他刻蚀设备。 ![]()
中微的CCP刻蚀:1)在国内领先3D Nand厂的市占率:64层产线的市占率为34%,128层产线的市占率为35%;2)在国内28nm晶圆厂的市占率为39%。3)在中国台湾地区某晶圆厂的22nm产线的市占率为22%,在中国台湾地区某晶圆厂的14nm产线的市占率为24%;4)在中国台湾地区某DRAM厂的20nm产线的市占率为26%(9/22 layer)、37%(12/22 layer)。5)在成熟制程(如55纳米),中微的CCP市占率已经超过50%。
中微的ICP Nanova在线设备规模在2020年达到55个反应腔,工艺应用项目达到70个,主要向Logic客户、3D Nand客户提供,而2021年ICP的3D Nand、DRAM客户会大比例增加采购量。 ![]()
在立足ICP、CCP刻蚀这一优势领域的基础上,重点向薄膜沉积、量测设备等集成电路工艺设备外延。在全球半导体设备市场中,刻蚀、薄膜沉积、CMP、量测设备共占近50%的采购需求,相当于目前CCP刻蚀设备市场空间的5倍。
公司在薄膜沉积领域也积极深挖外延机会,参股的沈阳拓荆在长江存储、华虹无锡项目等主流12寸产线上获得重复PECVD订单。根据中微2020年度业绩说明会,中微已组建Epi设备开发团队,主要聚焦Foundry/Logic Device,主要应用于Si、Si/Ge的Epi工艺;已组建LPCVD开发团队,聚焦Memory Device,主要应用于W、WN、TiN等沉积工艺。 ![]()
中微公司对睿励科学仪器(上海)进行投资并于2020年12月进行增资,目前持有股权比例为20.45%。参股的昂坤视觉(北京)为LED、宽禁带半导体和集成电路产业用光学测量和光学检测设备商。
公司已形成三个维度扩展未来公司业务的布局规划:深耕集成电路关键设备领域、扩展在泛半导体关键设备领域应用并探索其他新兴领域的机会。
在集成电路设备领域, 公司考虑扩大在刻蚀设备领域的竞争优势,延伸到薄膜、检测等其他关键设备领域;
公司计划扩展在泛半导体领域设备的应用,布局显示、 MEMS、功率器件、太阳能领域的关键设备;
公司拟探索其他新兴领域的机会,利用独特的设备及工艺技术,考虑从设备制造向器件大规模生产的机会,以及探索更多集成电路及泛半导体设备生产线相关环保设备及医疗健康智能设备等领域的市场机会。 ![]()
公司目前开发的产品以半导体前道生产的等离子体刻蚀设备、薄膜沉积等关键设备为主,并逐步开发先进封装、 MEMS、蓝绿光及紫外 LED、 Mini LED、 Micro LED 等泛半导体设备产品。未来,在强化内生成长的同时,公司将在适当时机通过并购等外延式成长途径扩大产品和市场覆盖,并将继续探索核心技术在国计民生中创新性的应用。 ![]()
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