半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)之風(fēng)已至，政策環(huán)境利好國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)。在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向大陸轉(zhuǎn)移的過程中，半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化具有重要戰(zhàn)略意義。

刻蝕機是用來做什么的

刻蝕機，顧名思義，對應(yīng)的是芯片制造中的“刻蝕”這一步。

在芯片制造中，“光刻”和“刻蝕”是兩個緊密相連的步驟，也是非常關(guān)鍵的步驟。“光刻”就相當(dāng)于用投影的方式把電路圖“畫”在晶圓上。注意，這個時候，電路圖其實不是真的被畫在了晶圓上，而是被畫在了晶圓表面的光刻膠上。光刻膠表層是光阻，一種光敏材料，被曝光后會消解。而“刻蝕”，才是真正沿著光刻膠表面顯影的圖案，將電路圖刻在晶圓上。

芯片的雕刻刀！半導(dǎo)體設(shè)備刻蝕機走在國產(chǎn)替代前列在芯片制造中，有三個核心的環(huán)節(jié)，分別是薄膜沉積、光刻和刻蝕。刻蝕就是用化學(xué)或物理方法對襯底表面或表面覆蓋薄膜進行選擇性腐蝕或剝離的過程，進而形成光刻定義的電路圖形。

其中，光刻是最復(fù)雜、最關(guān)鍵、成本最高、耗時最高的環(huán)節(jié);刻蝕的成本僅次于光刻，重要性也在不斷上升;而薄膜沉積也是必不可少的重要工序，在制造中，為了實現(xiàn)大型集成電路的分層結(jié)構(gòu)，需要反復(fù)進行沉積-刻蝕-沉積的過程。

半導(dǎo)體先進制程加速，對刻蝕設(shè)備要求提高

刻蝕技術(shù)隨著硅片制造技術(shù)的發(fā)展有了很多改變，最早的圓筒式刻蝕機簡單，只能進行有限的控制。

現(xiàn)代等離子體刻蝕機能產(chǎn)生高密度等離子體，具有產(chǎn)生等離子體的獨立射頻功率源和硅片加偏執(zhí)電壓、終點監(jiān)測、氣體壓力和流量控制，并集成對刻蝕參數(shù)進行控制的軟件。

隨著國際上高端量產(chǎn)芯片從14nm到10nm階段向7nm、5nm甚至更小的方向發(fā)展，當(dāng)前市場普遍使用的沉浸式光刻機受光波長的限制，關(guān)鍵尺寸無法滿足要求，必須采用多重模板工藝，利用刻蝕工藝實現(xiàn)更小的尺寸，使得刻蝕技術(shù)及相關(guān)設(shè)備的重要性進一步提升。

下圖展示10nm多重模板工藝原理，涉及多次刻蝕。

國內(nèi)刻蝕設(shè)備有望突破國際壟斷

在晶圓加工的薄膜沉積設(shè)備、光刻機、刻蝕機三類核心設(shè)備中，刻蝕機國產(chǎn)化率最高，而且比率逐年上升、速度最快。根據(jù)預(yù)計，到2020年，國內(nèi)刻蝕機國產(chǎn)率將達到20%。除了美國、日本以外，中國已經(jīng)逐漸成為世界第三大半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商，目前中國已經(jīng)有34家裝備供應(yīng)廠家，主要集中在北京、上海與沈陽等地。

刻蝕機是芯片制造及微觀加工的最重要設(shè)備之一，采用等離子體刻蝕技術(shù)，利用活性化學(xué)物質(zhì)在硅片上刻蝕微觀電路。7nm制程相當(dāng)于頭發(fā)絲直徑萬分之一，是目前人類能夠在大生產(chǎn)線上制造出的最小集成電路布線間距，這接近了微觀加工極限。盡管我國半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)和國際龍頭仍有差距，但是我們可以看到國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)無論從環(huán)境、下游需求拉動還是研發(fā)實力都有質(zhì)的飛躍。

相比光刻機領(lǐng)域，中國在半導(dǎo)體刻蝕設(shè)備領(lǐng)域的水平還是很不錯的，至少在技術(shù)方面，已經(jīng)接近甚至達到國際領(lǐng)先的水平。未來，在存儲器國產(chǎn)化大背景和國家大基金二期的加持下，國產(chǎn)刻蝕領(lǐng)域?qū)⒋笥凶鳛椤?jù)業(yè)內(nèi)相關(guān)人士預(yù)計，未來在刻蝕機領(lǐng)域國產(chǎn)率將達50%，MOCVD領(lǐng)域未來將達70%國產(chǎn)率。因此，國內(nèi)刻蝕設(shè)備供應(yīng)商有望突破國際壟斷。

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