強芯之夢010

上期我們大體介紹了中國大陸地區半導體設備的行業現狀，那麼本期我們將從公司和細分設備的角度來進一步介紹下我國大陸地區半導體設備行業的發展情況。

首先我們從設備角度看看半導體製造過程的那些核心設備我國都有哪些廠商在從事研發生產和銷售。

圖表 1 國內主要半導體設備企業

資料來源：IC China、亨通偉德投資

接下來我們在看看哪些裝備已經批量用於12寸產線，哪些設備在進行14nm的驗證。

圖表 2 已在生產線上實現批量應用的國產12英寸設備

資料來源：北方華創、亨通偉德投資

圖表 3國內已有9項應用於14nm的裝備開始進入生產線步入驗證

資料來源：半導體觀察、亨通偉德投資

再接下來我們先來看下CSIA公布的我國大陸地區2017年半導體設備前五大企業，這5家企業分別是電科裝備、北方華創、中微半導體、瀋陽拓荊和上海微電子。

圖表 4 2017年中國半導體設備五強企業

資料來源：CSIA、亨通偉德投資

1. 電科裝備

排在第一位的是電科裝備，該公司成立於2013年，是在中國電子科技集團公司2所、45所、48所基礎上組建成立的二級成員單位，其用於半導體領域的設備主要包括離子注入機、CMP研磨設備、電化學沉積設備（ECD）等。

下面我們引用微信公眾號「芯思想」關於電科微的介紹：

「在離子注入機領域，公司目前是國內唯一一家集研發、製造、服務於一體的離子注入機供應商，2015年，公司在中芯國際先後完成了55nm、45nm和40nm小批量產品工藝驗證；2017年11月，中束流離子注入機已經在中芯國際實現了穩定流片200萬片。

2016年，電科裝備推出滿足高端工藝的新機型45—22nm低能大束流離子注入機，在2017年也在中芯國際產線進行驗證，驗證通過後，將會批量出貨。

2017年，公司離子注入機批量製造條件廠房及工藝實驗室投入使用，具備符合SEMI標準的產業化平台，年產能達50台。

在CMP設備領域，2017年11月21日，電科裝備自主研發的200mmCMP商用機完成內部測試，發往中芯國際天津公司進行上線驗證。

這是國產200mmCMP設備首次進入集成電路大生產線。

2018年，公司該產品進入長光圓辰，成為高端CMOS傳感器產線上目前唯一的國產核心設備。

在濕化學設備領域，公司18年來累計向市場銷售各類濕化學設備超過5000台套。

現已形成4-12英寸SFQ系列晶圓槽式批處理設備、DFQ系列單晶圓濕法處理設備、CXS和LXS系列旋轉沖洗甩干設備設備、ECD系列電化學沉積設備等幾大系列產品。

在封裝領域，電科裝備在先進封裝領域形成了以劃片機、減薄機、倒裝鍵合設備為代表的後道封裝工藝設備研發生產體系，公司自主研發的全自動減薄設備、QFN切割設備、全自動引線鍵合設備、全自動劃切設備、高密度倒裝設備、300mm晶圓切割設備、300mm超薄晶圓減薄拋光一體機等已陸續實現產業化。

封裝設備累計銷售2000餘台套，已經批量應用於長電科技、通富微電、蘇州晶方等國內知名封測企業——在高端封裝設備領域，電科裝備已經形成局部成套的供應能力。

其中晶圓劃片設備方面，公司6英寸、8英寸、12英寸系列劃片機全面推向市場在國內知名封裝企業生產線上批量應用；減薄設備方面，公司2012年研製出8英寸全自動晶圓減薄機並實現量產應用，2016年12月推出國內首台300mm超薄晶圓減薄拋光一體機，實現了減薄到50微米的超薄工藝，設備主要技術指標達到國際同類產品先進水平；自動鍵合設備方面，公司研製出了國內第一台實用化的全自動鍵合設備，並實現批量化應用，迫使國外鍵合機價格大幅下降；高密度倒裝設備方面：2011年電科裝備與國內封測龍頭長電科技展開深度合作，從工藝需求出發，採用正向設計的方式研製倒裝設備，2013年研製出世界上首台量產型晶片到晶圓的高密度倒裝鍵合設備，目前已經在長電科技批量應用。

」

2.北方華創

排在第二位的是北方華創，它是由北京七星華創電子股份有限公司和北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司戰略重組而成的，是一家上市公司，因此其財務數據是公開的。

根據北方華創2017年年報顯示，2017年北方華創實現營業收入22.2億元（其中半導體設備收入占到其主營業務收入的51%），同比增長37.0%；實現歸屬於母公司所有者經利潤1.3億元，同比增長35.2%。

其中北方華創的半導體設備產品包括刻蝕機、物理氣相沉積（PVD）、化學氣相沉積（CVD）、氧化/擴散爐、清洗機、原子層沉積（ALD）、氣體質量流量計等產品。

截至2018年上半年，北方華創的12英寸90-28納米集成電路工藝設備實現了產業化，12英寸14納米集成電路工藝設備進入了工藝驗證階段。

圖表 5北方華創多項半導體設備導入國內主流晶圓

資料來源：北方華創、亨通偉德投資

如果分設備來看，北方華創的刻蝕設備是國內僅有的兩家能夠進入國內主流代工廠商40-28nm工藝產線的設備之一（另一家是中微）。

浙商證券的研報顯示：在矽刻蝕領域，北方華創新的系列產品NMC612D 12英寸矽刻蝕機是目前國內最為領先的集成電路的矽干法刻蝕設備，主要用於邏輯晶片、3D NAND、DRAM、等集成電路領域12英寸產線的28-14nm干法刻蝕工藝，包括鰭式電晶體刻蝕（FinFET etch）、淺槽隔離刻蝕（STI）、兩次/多重圖形曝光（Double/Multi pattern）、三維快閃記憶體（NAND）、高介電常數介質/金屬柵極（High K/Metal Gate）等工藝。

基於長期的批量生產凸顯出的優良工藝性能和穩定性，北方華創自主研發的NMC612系列12英寸矽刻蝕機得到了國內最先進的集成電路晶片代工企業中芯國際的認可，成為了28nm先進工藝產線的淺溝槽刻蝕Baseline機台。

由北方華創自主研發的國內首台12英寸14納米FinFET等離子矽刻蝕機正式進入上海集成電路研發中心（「ICRD」），與客戶共同開展研發工作。

目前在北京中芯國際B2 28nm先進工藝產線，北方華創的Poly刻蝕機正在進行驗證當中，有望在未來實現突破。

在金屬刻蝕機領域，北方華創也有自主研發的NMC612M系列12英寸TiN金屬硬掩模刻蝕機，目前這一系列產品在國內主流的Fab廠商28nm生產線上進行驗證。

目前，2017年北方華創已經在研發更先進的7nm矽刻蝕機。

在PVD領域，國產的PVD設備主要由北方華創提供，浙商證券的研報顯示：在PVD領域，公司陸續成功開發了TiNHardmask PVD、Al pad PVD、AlN PVD、TSV PVD等一系列磁控濺射PVD產品，其中應用於28nm/12英寸晶圓生產的Hardmask PVD設備已成為中芯國際的Baseline設備，並成功進入國際供應鏈體系。

在CVD領域，公司的CVD產品是僅有的能夠實現對海外產品替代的兩家企業之一（另一家是瀋陽拓荊）。

浙商證券的研報顯示：北方華創的EPEE i800 PECVD設備利用等離子體促進沉積化學反應，使氣相化學沉積能夠在較低溫度下形成高質量的固體薄膜，適用於SiO2、SiNx、SiOxNy等多種介質薄膜沉積；其SES630A矽APCVD和THEORIS 302 LPCVD等系列產品目前正在國內先進工藝生產線進行驗證，未來市場可期。

在半導體清洗設備領域，北方華創自主研發了新一代Saqua系列單片清洗機，該產品是繼90nm、65/55nm產品後的又一次升級，新設備能完全滿足集成電路代工廠28nm技術代的生產工藝要求。

同時，Saqua系列單片清洗機兼具通孔/溝槽刻蝕後清洗、襯墊去除後的清洗等多種工藝，支持多任務並行處理，可最大程度 提高產能。

浙商證券的研報顯示：2016年12月，北方華創Saqua系列12英寸清洗機在中芯國際完成52萬片生產線流片；2017年2月，北方華創Saqua系列12英寸單片銅互連清洗機獲得客戶二次訂單，進入中芯國際B2晶片生產線；2017年7月，北方華創Saqua系列單片清洗機正式進駐中芯北方集成電路製造有限公司28nm生產線。

綜合來看，北方華創在半導體三大核心前端製程設備中已經布局了沉積和刻蝕兩大設備，是我國半導體設備實現國產替代的核心力量。

3.中微半導體

中微半導體成立於2004年，其主要設備以刻蝕機和MOCVD為主。

在刻蝕機領域，近年來，中微半導體的介質刻蝕機在12英寸先進生產線，已占有國內35%的市場，在台灣最領先的晶圓公司的五條生產線上，已有140多個反應台實現大規模量產（中微是唯一打入台積電7納米製程蝕刻設備的大陸本土設備商）。

在南韓，中微半導體最先進的刻蝕機已有近30個反應器，在16納米最關鍵的接觸孔刻蝕上達到每月14萬片晶圓的量產，取代了美國先進的刻蝕設備。

除此之外，中微半導體還推出了面向半導體後道封測工序的矽通孔刻蝕機Primo TSV矽通孔刻蝕機，已占國內相關的市場50%以上，並進入台灣和新加坡的生產線。

根據「芯思想」的數據，截止2017年底，已經有620多個中微生產的刻蝕反應台運行在海內外39條先進生產線上，高質量地加工了5500多萬片12英寸晶圓。

在世界最先進的7納米生產線上，中微是被驗證合格、實現銷售的全球五大刻蝕設備供應商之一。

在MOCVD領域，公司打破了海外廠商在國內MOCVD領域的長期壟斷，到2017年底，中微將有812個反應台在亞洲和歐洲的38條生產線合格生產了5000萬片晶圓。

2017年7月份，中微向福建高院正式起訴「Veeco上海」，指控其TurboDisk EPIK 700型號的MOCVD設備侵犯了中微的基片托盤同步鎖定的中國專利，要求其停止侵權並賠償損害。

期間，國家知識產權局專利複審委否決了Veeco上海關於中微專利無效的申請，確認中微起訴Veeco上海專利侵權的涉案專利為有效專利，成為為數不多的國內本土廠商打贏海外廠商專利官司的案例。

4. 瀋陽拓荊

瀋陽拓荊科技成立於2010年4月，致力於研究和生產世界領先的薄膜設備，目前公司擁有12英寸PECVD（等離子體化學氣相沉積設備）、ALD（原子層薄膜沉積設備）、3D NAND PECVD（三維結構快閃記憶體專用PECVD設備）三個完整系列產品。

公司擁有高等級潔凈廠房，總建築面積達40,000平方米，第一期生產能力可實現年產100台套，全部投產可達350台套設備，支撐年產值50億元的產業規模，國內唯一能夠生產12英寸全自動PECVD設備的企業，為華為、中芯國際、蘇州晶方以及復旦、清華等高端客戶提供設備支持。

5.上海微電子

光刻機也是半導體設備中最為高端的產品，而上海微電子就是國內唯一的先進封裝光刻機設備供應商，該公司已能量產90nm光刻機，是全球第四家生產IC前道光刻機的企業。

上海微電子裝備有限公司研發的中國首台前道ArF光刻機已於2017年8月18日交付客戶並投入使用。

在後道光刻機領域，也就是集成電路的封裝使用的光刻機，由於並不需要很高的精度，所以達到1-2微米（1000-2000nm）就可以使用，上海微電子研發製造的500系列步進投影光刻機，面向IC後道封裝和MEMS/NEMS製造領域，國內市場占有率達80%以上，全球市場占有率為40%。

上述5家公司的產品線基本上涵蓋了光刻、沉積、刻蝕、離子注入、CMP研磨等半導體製造的核心環節，下面在從設備的角度繼續介紹我國半導體設備行業的一些情況。

在晶圓製造階段，氧化爐也是一種核心設備，在該領域北方華創的12英寸立式氧化爐已進入長江存儲生產線，用於3D NAND Flash製程，此前也已經批量應用於中芯國際、上海華力晶片生產線。

在濕法設備領域，我國有至純科技，這是一家上市公司。

該公司於2015年開始啟動濕法工藝裝備研發，2016年成立院士工作站，2017年成立獨立的半導體濕法事業部（子公司至微半導體，品牌ULTRON）。

公司已經於2017年形成了Ultron B200和 Ultron B300的槽式濕法清洗設備和Ultron S200和Ultron S300的單片式濕法清洗設備產品系列，並已經取得6台的批量訂單，繼過往年度競得8寸線的訂單和2016年度的合肥晶合項目之後，2017年公司又競得了上海華力、中芯國際、合肥長鑫、武漢長儲、南京台積電、無錫海力士等用戶新建的12英寸產線建設的訂單。

在顯影設備、塗膠設備領域，我國有瀋陽芯源。

瀋陽芯源微電子成立於2002年，是由中科院瀋陽自動化研究所創建的國家高新技術企業，公司自主開發了塗膠機、顯影機、噴膠機、去膠機、濕法刻蝕機、單片清洗機、擦片機等產品，廣泛應用於半導體生產、先進封裝、MEMS、LED、OLED、3D-IC TSV、PV等領域，可滿足300mm前道製程及300mm先進封裝厚膠工藝製程。

在清洗設備領域，我國有盛美半導體這家公司，該公司已在美國納斯達克上市。

盛美半導體於1998年在美國成立，專攻矽片的清洗市場，其產品已經進入了中芯國際、SK海力士、華力微電子、長電先進、華進半導體、合晶科技等知名半導體製造廠商。

盛美半導體主打Smart Megasonix清洗技術，該技術中的SAPS技術最高可以應用於65nm製程的矽片清洗，另外TEBO技術矽片清洗系列產品，可以實現對FinFET, DRAM, 3D NAND，實現覆蓋16nm-19nm的製程，根據2017年7月的報導，基於該技術的清洗機已經批量應用於上海華力微電子的產線。

最後我們稍微總結一下，在介質刻蝕機領域我國和世界的先進水平差距最小，已經量產用於10nm晶片生產的介質刻蝕機，7nm在驗證中；在矽刻蝕機領域已經量產用於28nm晶片生產的矽刻蝕機，14/16nm在驗證中，7nm正在研發中；CVD和PVD同樣已經量產了能用於28nm的設備；離子注入設備也是能夠量產用於28nm的設備；差距最大的是光刻機，目前只量產用於90nm的設備，65nm的還在驗證中。