目前,全球半导体设备主要由美国和日本公司占据,美国占全球设备的70%(含光刻机),日本占25%。目前多数设备国产化率不足20%,任重而道远。
光刻机:光刻是晶圆制造的核心工序,在整个硅片加工成本中占到1/3,主要使用光刻机和涂胶显影机。
光刻机市场规模约115亿美元,市场上荷兰阿斯麦占比75%,日本尼康和佳能占比13%、6%。光刻机国产化率不到1%,A公司是国内技术最先进的光刻机厂商,但目前只能量产90nm光刻机,28nm光刻机正在研发中。
涂胶显影机方面,B公司的前道Barc涂胶设备可以满足28nm工艺。
刻蚀机:刻蚀是有选择地从硅片表面去除不需要材料的过程,刻蚀机市场规模约120亿美元,市场上美国泛林半导体和应用材料分别占比50%、15%,日本TEL占比25%。
刻蚀机国产化率达到23%,C公司的硅刻蚀机在14nm工艺上取得重大进展,硅刻蚀进入中芯国际28nm生产线,D公司第二代电介质刻蚀设备已广泛应用于28到7nm后段制程以及10nm前段制程,介质刻蚀机已经打入台积电5nm制程。
薄膜沉积设备:薄膜沉积是芯片中各类薄膜形成的最主要方式,工艺分为物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)和外延。PVD、CVD、ALD(CVD的一种)设备市场空间合计约125亿美元,其中CVD设备市场规模最大,达到80亿美元,美国应用材料和泛林半导体占比30%、21%,日本TEL占比19%。
国内CVD设备国产化率不到5%,PVD设备国产化率则达到30%,E公司的PVD设备已经用于28nm生产线中,14nm工艺设备也已实现重大进展,F公司的PECVD设备已在中芯国际40-28nm产线使用,ALD设备也在14nm工艺产线通过验证。
清洗机:几乎所有工艺流程都需要清洗环节,将硅片表面的颗粒、有机物、金属杂质等污染物去除,清洗机市场空间约35亿美元,日本DNS和TEL占比45%、25%,美国泛林半导体占比15%。
国内清洗机国产化率达20%,多家国内企业的清洗装备均可实现国产替代,其中G公司是国内唯一进入14nm产线验证的清洗设备厂商。