我国半导体设备之等离子体刻蚀设备（Dry-Etch）市场现状及市场规模分析

我国半导体设备之等离子体刻蚀设备（Dry-Etch）市场现状及市场规模分析

等离子刻蚀，也称为干法刻蚀，其原理是采用高频辉光放电反应，使反应气体激活成活性粒子，如原子或者游离基，这些活性粒子在电场的加速作用下扩散到需刻蚀的部位，与被刻蚀材料进行反应，形成挥发性生成物而被去除。——等离子体刻蚀是集成电路制造中的关键工艺之一，其目的是完整地将掩膜图形复制到硅片表面，贯穿整个晶圆制造的前后道制程。等离子体刻蚀原理图资料来源：公开资料整理，立鼎产业研究中心典型的28nm/14nm刻蚀工艺示意图资料来源：公开资料整理，立鼎产业研究中心——按照刻蚀的目标薄膜可以将等离子体刻蚀分为介质等离子体刻蚀、硅等离子体刻蚀、金属等离子体刻蚀三大类，分别对应不同的刻蚀设备。等离子体刻蚀设备分类资料来源：公开资料整理，立鼎产业研究中心根据Gartner估算，刻蚀设备占整体建厂设备投资的15%左右，其中介质刻蚀和硅刻蚀设备分别能占到其中的45%以上，金属刻蚀大概占到3-4%。2018-2020年国内晶圆厂建设对应的刻蚀设备市场空间分别为150、150、160亿元，而其中介质刻蚀设备市场需求分别为74、76、80亿元，硅刻蚀设备市场需求分别为71、73、77亿元，金属刻蚀设备需求分别为4.5、5、5亿元。我国等离子体刻蚀设备市场份额（亿元）资料来源：公开资料整理，立鼎产业研究中心——在今天没有一个集成电路芯片能在缺乏等离子体刻蚀技术情况下完成。刻蚀设备的工艺水平将直接影响到最终产品质量及生产技术的先进性。而且随着工艺水平的演进，由于光刻机的技术瓶颈限制（假设不使用EUV），对于刻蚀工艺的要求也越来越高，会出现double/multipattern的刻蚀技术，也会增加对刻蚀设备的使用频率，从而使其占比提高。不同技术节点对应的各工艺步骤数资料来源：公开资料整理，立鼎产业研究中心目前国内的刻蚀设备国产化较低，低于15%，仅有北方华创和中微半导体可以进入国内主流代工厂商40-28nm工艺产线。根据Gartner预算，随着国内晶圆厂扩建以及两大刻蚀厂商技术取得突破，在未来的数年内，国内的刻蚀设备自给率将逐步提升，到2020年达到20%。我国晶圆厂刻蚀设备及国产刻蚀设备市场资料来源：公开资料整理，立鼎产业研究中心结合Gartner预测数据，我们推算2018-2020年国产刻蚀设备的市场分别为22、29、33亿元。按照细分领域占比来估算，2018-2020年：——国产硅刻蚀机的市场分别为10.3、13.6、15.5亿元；——国产介质刻蚀机的市场分别为10.4、13.8、15.8亿元；——国产金属刻蚀机的市场分别为0.66、0.87、1亿元。在硅刻蚀领域，国内领先公司北方华创的系列产品NMC612D12英寸硅刻蚀机是目前国内最为领先的集成电路的硅干法刻蚀设备，主要用于逻辑芯片、3DNAND、DRAM等集成电路领域12英寸产线的28-14nm干法刻蚀工艺，包括鳍式晶体管刻蚀（FinFETetch）、浅槽隔离刻蚀（STI）、两次/多重图形曝光（Double/Multipattern）、三维闪存（NAND）、高介电常数介质/金属栅极（HighK/MetalGate）等工艺。基于长期（立鼎产业研究中心，）的批量生产凸显出的优良工艺性能和稳定性，北方华创自主研发的NMC612系列12英寸硅刻蚀机得到了国内最先进的集成电路芯片代工企业中芯国际的认可，成为了28nm先进工艺产线的浅沟槽刻蚀Baseline机台。这是对国产半导体设备的极大肯定，同时也意味着国产半导体设备商向打破国际半导体设备商的长期垄断又迈出了重要一步。由北方华创自主研发的国内首台12英寸14纳米FinFET等离子硅刻蚀机正式进入上海集成电路研