刻蚀机国产化率迅速提升，长江存储2020年达30%

北方华创ICP刻蚀机累计交付1000腔

刻蚀机国产化率迅速提升，长江存储2020年达30%

半导体光刻与刻蚀论坛2020将于2020年12月30-31日召开。刻蚀设备与材料的国产化将是重要议题之一。

——北方华创ICP刻蚀机累计交付1000腔！

北方华创(Naura)官方宣布，ICP等离子刻蚀机第1000腔交付仪式近日在北京亦庄基地举行，NAURA刻蚀机研发团队见证了这一历史性时刻。

北方华创表示，这不仅是公司发展征程中的重要里程碑，更是国产刻蚀机在历经了20年自主创新后得到客户广泛认可的重要标志，未来会持续在等离子刻蚀ICP技术领域寻求更多突破。

北方华创科技集团股份有限公司成立于2001年，由北京七星华创电子股份有限公司、北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司战略重组而成，是目前国内集成电路高端工艺装备的先进企业。

北方华创成立后就开始组建团队钻研刻蚀技术，2004年第一台设备成功起辉，2005年第一台8英寸ICP刻蚀机在客户端上线，并于2007年获得国家科学技术进步二等奖。

目前，北方华创的刻蚀设备已经覆盖集成电路、LED、先进封装、功率半导体、MEMS微机电系统、化合物半导体、硅基微显、分析仪器、功率器件、光通信器件等多个领域，硅刻蚀机已突破14nm技术，进入主流芯片代工厂。

其中，12英寸ICP刻蚀机在实现客户端28nm国产化替代，并在14/7nm SADP/SAQP、先进存储器、3D TSV等工艺应用中发挥着重要作用。

——刻蚀：芯片制造中的关键工艺之一

刻蚀可以分为湿法刻蚀和干法刻蚀，湿法刻蚀各向异性较差，而干法刻蚀是目前主流的刻蚀技术，其中以等离子体干法刻蚀为主导。所谓等离子体干法刻蚀，就是利用等离子体进行薄膜微细加工的技术，具有良好的各向异性、工艺可控性，广泛应用于微电子产品制造领域。在典型的干法刻蚀工艺过程中，一种或多种气体原子或分子混合于反应腔室中，在外部能量作用下（如射频、微波等）形成等离子体。

等离子体刻蚀设备包括电容性等离子体刻蚀设备（CCP, Capacitively Coupled Plasma）和电感性等离子体刻蚀设备（ICP, Inductively Coupled Plasma）。CCP刻蚀设备主要应用于刻蚀氧化物、氮化物等硬度高、需要高能量离子反应刻蚀的介质材料，ICP刻蚀设备主要应用于刻蚀单晶硅、多晶硅等材料。

刻蚀作为半导体制造的关键工艺之一，根据SEMI统计，刻蚀设备约占晶圆制造设备价值量的24%左右。

刻蚀设备市场的行业集中度较高，目前，全球半导体刻蚀设备的主要供应商为泛林半导体（Lam Research）、东京电子（TEL）、应用材料（AMAT）三家，而Lam Research占据刻蚀设备市场的半壁江山。根据Gartner数据显示，2019年全球刻蚀设备市场约为115亿美元，其中Lam Research独占52%的市场份额，TEL和AMAT分别占据20%和19%的市场份额。

来源：Gartner

——快速增长的中国大陆半导体设备市场及刻蚀设备国产化率

来源：SEMI

近年来，随着国内芯片制造行业的兴起，中国大陆半导体设备需求市场快速增加。由于美国对中国半导体企业的进一步封锁，国内企业如中芯国际、长江存储等在今年加大了对半导体设备（尤其是海外厂商）的采购，亚化咨询预计，2020年中国大陆半导体设备市场将突破160亿美元，刻蚀设备市场将达到25亿美元。

在中国大陆刻蚀设备市场不断扩大的同时，另外一个数字也在悄悄地提升——那就是刻蚀机的国产化率。

以长江存储设备招中标情况，截至2020年12月16日，长江存储共累计招标348台刻蚀设备，其中美国厂商Lam Research占据超过一半的采购量，达187台。而国内厂商中微半导体、北方华创、屹唐半导体分别中标50台、18台、13台，国产化率高达23.85%。

以华虹六厂设备招中标情况为例，截至2020年12月16日，华虹六厂共累计招标81台刻蚀设备，其中Lam Research依旧占据超过一半的采购量，达45台。国内厂商中微半导体、北方华创分别中标15台、1台，国产化率约为19.75%

由于存储芯片的生产需求的设备量较大，亚化咨询还研究了长江存储单年的国产刻蚀机采购占比变化趋势。亚化咨询研究数据显示，2018、2019年长江存储采购的国产刻蚀机占比迅速提升，预计2020年约为30%左右，2023年将突破40%。

——中微：国产刻蚀设备龙头企业

中微半导体主要从事高端半导体设备的研发、生产和销售，包括半导体集成电路制造、先进封装、LED生产、MEMS制造以及其他微观工艺的高端设备等。公司的等离子体刻蚀设备已经在国际一线客户从65nm到14nm、7nm、5nm的集成电路加工制造及先进封装中有具体的应用。

在逻辑集成电路制造环节，公司开发的高端刻蚀设备已运用在国际知名客户最先进的生产线并用于7nm器件中若干关键步骤的加工；同时，公司根据先进集成电路厂商的需求开发5nm及更先进的刻蚀设备和工艺。

在3D NAND芯片制造环节，中微的CCP刻蚀设备技术可应用于64层的量产，同时中微根据存储器厂商的需求正在开发96层及更先进的刻蚀设备和工艺。

中微各关键尺寸的刻蚀设备的具体应用

中微半导体从2004年建立起首先着手开发甚高频去耦合的CCP刻蚀设备Primo D-RIE，到目前为止已成功开发了双反应台Primo D-RIE，双反应台Primo AD-RIE和单反应台的Primo AD-RIE三代刻蚀机产品，涵盖65nm、45nm、32nm、28nm、22nm、14nm、7nm到5nm关键尺寸的刻蚀应用。此外中微半导体还从2012年开始开发ICP刻蚀设备，到目前为止已经成功开发出单反应台的Primo nanova刻蚀设备，同时着手开发双反应台ICP刻蚀设备。中微的ICP刻蚀设备主要涵盖14nm、7nm到5nm关键尺寸的刻蚀应用。

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