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中微5纳米等离子体蚀刻机已用于台积电产线

时间:2020-04-20 作者:网络整理 阅读:
近日据中微半导体设备公司(AMEC)发布的2019年度业绩说明,国内设备厂商已经能够生产高端刻蚀设备,其5纳米刻蚀机已经批量生产,已在国际领先的晶圆生产线核准 5 纳米的若干关键步骤的加工。虽然中微在公告中没有明说,但是这家“国际领先”的客户很明显就是台积电,因为也只有他们量产了5纳米工艺……
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从1950s的128K毫米级电子管计算机,到1980s的128K微米级集成电路元件,元器件面积缩小了100万倍;再到2010s的128G纳米级集成电路元件,面积又缩小了100万倍。综合算起来,60年来,从电子管计算机到智能手机,微观器件的加工面积缩小了一万亿倍。q2fEETC-电子工程专辑

半导体设备的创新和进步,是实现这个万亿倍缩小的关键,在加工微观结构上,除了大家都知道的光刻机,还需要蚀刻机等各种设备。近日据中微半导体设备公司(AMEC)发布的2019年度业绩说明,国内设备厂商已经能够生产高端刻蚀设备,其5纳米刻蚀机已经批量生产,并用于台积电的5纳米生产线中。q2fEETC-电子工程专辑

4月16日晚间,中微公司发布了2019年财报,全年实现营业收入19.47亿元,同比增长18.77%;实现归母净利润1.89亿元,同比增长107.51%。q2fEETC-电子工程专辑

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其中,专业设备产品实现营业收入15.87亿元,同比增长13.55%,毛利率33.91%,同比微降1%;备品备件产品实现营业收入3.38亿元,同比增长49.23%,毛利率38.47%,同比增长1.19%;服务收入0.21亿元,同比增长44.21%。q2fEETC-电子工程专辑

贸易战和疫情带来的影响

中微公司董事长、总经理尹志尧博士在说明会上介绍说,2019年,在全球贸易争端不断、世界经济增长持续放缓、国内经济下行压力加大的背景下,全球半导体产业、LED产业及设备产业呈现较大幅度的下滑。与此同时,在国家集成电路产业政策的支持下,中国芯片设备市场保持较高程度的投资规模,但国内外集成电路制造商在国内的投资建厂的进展也有很大的差异。q2fEETC-电子工程专辑

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中微公司董事长、总经理尹志尧博士q2fEETC-电子工程专辑

面对新冠疫情对原材料供应等影响,尹志尧谈到,中微有400多家材料和零部件供应厂商,管理产业链的确是一个很有挑战的任务。疫情期间,公司一直紧密跟踪供应厂商的供货情况,有问题及时解决,保持了100%的材料按时供应率和100%设备的按时运出率q2fEETC-电子工程专辑

“有极少数供应商提供的极个别零部件,由于疫情影响,产能调整,到今年中期有一定供货风险。我们正和这几家供应厂商及时沟通,要求零部件按时到位。”尹志尧表示。q2fEETC-电子工程专辑

据悉,公司在2月下旬生产线已完全恢复。公司各方面生产经营情况都已走入正轨。在设备按计划运出方面,除武汉地区客户有些推迟,其他地区情况都按计划进行。q2fEETC-电子工程专辑

中微5纳米已用在“国际领先晶圆产线”上

在年报中,中微公司指出,公司的等离子体刻蚀设备已应用在国内外知名厂商 55 纳米到 5 纳米的众多芯片生产线上;特别是中微的电容性 CCP 等离子体刻蚀设备,已在国际领先的晶圆生产线核准 5 纳米的若干关键步骤的加工q2fEETC-电子工程专辑

虽然中微在公告中没有明说,但是这家“国际领先”的客户很明显就是台积电,因为也只有他们量产了5纳米工艺。早在2018年,《电子工程专辑》就曾报道中微等离子体蚀刻设备通过台积电验证的消息。q2fEETC-电子工程专辑

年报中还称,公司正在开发新一代的电容性等离子体刻蚀设备,可加工先进逻辑器件,包括大马士革在内的各种刻蚀应用,能够涵盖 5 纳米及更先进工艺刻蚀需求和更多关键应用。公司的电容性等离子体介质刻蚀设备已应用于 64层闪存器件的量产,正在开发新一代涵盖 128 层和更先进关键刻蚀应用的刻蚀设备和工艺。q2fEETC-电子工程专辑

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由于光刻机的波长限制,需要靠刻蚀和薄膜的多重模板技术,加工14纳米以下的结构。在存储器从2D到3D的转换中,更要靠刻蚀和薄膜的组合加工竖向多重结构。所以等离子体蚀刻设备和化学薄膜设备的重要性在不断提高,市场增长率远超其他设备。q2fEETC-电子工程专辑

日前在首届临港新片区投资论坛上,尹志尧还提到了该公司在3纳米上的最新进展,指出中微正在跟随台积电按照摩尔定律的发展走,后者的3nm工艺已经研发一年多了,预计2021年初就要试产。q2fEETC-电子工程专辑

此外,公司的电感性 ICP 等离子刻蚀设备已经在多个逻辑芯片和存储芯片厂商2019 年年度报告3 / 192的生产线上量产,正在进行下一代产品的研发,以满足 7 纳米以下的逻辑芯片、1X纳米的 DRAM 芯片和 128 层以上的 3D NAND 芯片等产品的刻蚀需求。q2fEETC-电子工程专辑

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等离子体蚀刻市场持续快速增长,将达到每年上千亿人民币市场。q2fEETC-电子工程专辑

突破西方国家在半导体设备上的层层封锁

关于行业格局和竞争趋势方面,中微公司表示,从历史上看,半导体核心元器件晶体管自诞生以来,带动了全球半导体产业20世纪50年代至90年代的迅猛增长。进入21世纪以后市场日趋成熟,随着消费类电子产品市场渗透率不断提高,行业增速逐步放缓。q2fEETC-电子工程专辑

根据WSTS统计,从2013年到2019年,全球半导体市场规模从3,056亿美元迅速提升至4,090亿美元,年均复合增长率达到4.97%。半导体行业发展历程遵循一个螺旋式上升的过程,放缓或回落后又会重新经历一次更强劲的复苏。从长远来看,伴随着新应用推动市场需求的持续旺盛,半导体设备行业将受益于半导体产业的发展。q2fEETC-电子工程专辑

目前国内半导体设备市场主要由欧美、日本等国家的企业所占据,所以中国企业不仅需要攻克芯片设计的技术难关,还要突破西方国家在设备上的层层封锁。比如2018年中芯国际向ASML订购的EUV光刻机,就因为迟迟得不到荷兰政府的批准,至今无法交付。q2fEETC-电子工程专辑

近年来我国半导体设备行业技术水平不断提高,国产设备在产品性价比、售后服务、地缘等方面的优势逐渐显现。作为全球最大的半导体消费市场,市场需求带动全球产能中心逐步向中国大陆转移,持续的产能转移带动了大陆半导体市场规模和技术水平的提高,也为我国半导体设备行业的发展提供了机遇。q2fEETC-电子工程专辑

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本次获得台积电订单的是“刻蚀机”,它和MOCVD、光刻机一起,被称为半导体工艺三大关键设备,都是芯片生产必不可少的工序。据介绍,等离子体刻蚀机是芯片制造中的一种关键设备,用来在芯片上进行微观雕刻,每个线条和深孔的加工精度都是头发丝直径的几千分之一到上万分之一,精度控制要求非常高。q2fEETC-电子工程专辑

从七种主要IC器件的等离子体蚀刻步骤来看,蚀刻是半导体工艺过程中最复杂的步骤。q2fEETC-电子工程专辑

半导体工艺的技术水平是由光刻机决定的,所以中微半导体做5纳米蚀刻机并不等于能做5纳米光刻。尽管刻蚀机的技术壁垒比光刻机要低,但是美国也通过出口管制等举措,希望能“以点带面”,牵制中国半导体产业发展,但是这个领域的进展依然意义重大。q2fEETC-电子工程专辑

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在市场层面,先进的蚀刻机售价也要数百万美元,而且一条生产线要使用很多台蚀刻机,总价值依然不可小觑。之前在蚀刻领域,海外巨头们也是垄断之势,泛林半导体、东京电子、应用材料占据了刻蚀设备市场的主要份额,靠技术和规模挤压着追赶者的生存空间。从体量上看,中微公司s虽然打破了垄断,但与国际巨头之间仍有不小的差距。q2fEETC-电子工程专辑

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中微公司《招股说明书》截图q2fEETC-电子工程专辑

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MOCVD方面,作为全球氮化镓基LED MOCVD设备领先厂商,中微公司已经积累了MOCVD设备的技术和开发经验。目前,用于Mini LED生产的MOCVD设备正在积极研发中,中微公司同时也在开发制造Micro LED和功率器件的MOCVD设备。q2fEETC-电子工程专辑

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当前作为新兴显示屏解决方案的Mini LED正日渐兴起,Mini LED比价格高昂的OLED寿命更长,而且显示效果接近。以苹果为代表的终端厂商,早已表露出在平板和电脑上搭载Mini LED屏幕的强烈兴趣,业内消息称使用该屏幕的iPad最早有望在2020年底上市。q2fEETC-电子工程专辑

高研发投入带来的产品优势

提高研发投入,成为中国半导体设备厂商突破封锁的不二法门。据悉,2016到2018年,中微公司的研发投入先后迈过3亿元和4亿元大关。2019年,中微公司研发投入增长至4.25亿元,占营业收入的21.81%。q2fEETC-电子工程专辑

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高额研发投入带来的技术和产品优势,逐渐体现在市场表现上。中微公司自研自产的电容性CCP(电容性耦合的等离子体源)等离子体刻蚀设备,已经出现在国际头部晶圆厂产线上,当国产刻蚀设备在技术指标上跻身世界前列后,也成功迫使美国商务部解除了相关设备的出口管制。q2fEETC-电子工程专辑

对于有投资者提问等离子体刻蚀设备市占率较低的问题,尹志尧解释说,和国际领先的设备公司的产品相比,中微公司产品的技术水平和综合性能,在大多数工艺过程的应用上处于同样的水平。对于一些最高端的刻蚀应用如存储器件的极高深宽比介质刻蚀和逻辑器件的大马士革刻蚀等应用上,中微的刻蚀机还有不足的地方,还需进一步技术创新和设备的升级。公司正在开发新一代的刻蚀机,以向客户提供更好刻蚀设备。q2fEETC-电子工程专辑

中国大陆2018年半导体设备采购达到全球市场的20.3%,超过中国台湾,位居全球第二。但是国内的芯片生产厂的投资中,外国公司的投资,如英特尔、三星、台积电、海力士等占了一半,国内投资只占国际设备总采购量的10%左右。q2fEETC-电子工程专辑

面对最近三年公司营收取得高速增长,尹志尧仍保持着理性、客观地认识;他在业绩说明会上指出,半导体设备产业,从来就是一个波动极大的产业,市场规模高可以一年加倍,低可以一年减半。q2fEETC-电子工程专辑

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2016-2019年中微公司主要财务指标显示,在2017年新产品的优异表现下,中微公司实现扭亏为盈,净利润步入增长快车道,在研发高投入和营收高增长的良性循环中渐入佳境。q2fEETC-电子工程专辑

“我们必须未雨绸缪,扩展设备的种类和覆盖不同的市场,以减少某一设备市场的波动对公司业绩的影响。”他说。q2fEETC-电子工程专辑

IC insights分析了上世纪80年代到本世纪2019年,国际芯片生产的资本投资Capex,发现周期性波动很大,因此单一产品的设备公司很难生存和稳定发展。q2fEETC-电子工程专辑

展望未来

展望未来十年,尹志尧介绍,中微公司在今后十年将采取三个维度的发展策略:第一个维度是从目前的等离子体刻蚀设备,扩展到化学薄膜设备,和刻蚀及薄膜有关的测试等关键设备。q2fEETC-电子工程专辑

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第二个维度是扩展在泛半导体设备领域的产品,从已经开发的用于制造MEMS和CIS影像感测器的刻蚀设备、制造蓝光LED的MOCVD设备,扩展到更多的微观器件加工设备,及制造深紫外LED、Mini-LED、Micro-LED等微观器件的设备产品。第三个维度是探索核心技术在环境保护、工业互联网等领域,以及在国计民生上的新的应用。q2fEETC-电子工程专辑

等离子体蚀刻设备、化学薄膜设备和检测设备,已占集成电路前段设备近50%,而且比例还在增加。q2fEETC-电子工程专辑

今后,公司计划继续通过有机生长,不断开发新的产品,不断提高市场占有率;同时,公司将在适当时机,通过投资、并购等外延式生长途径,扩大产品和市场覆盖,力争在未来十年内,发展成为在规模上和市场占有率上成为国际一流的半导体设备公司。q2fEETC-电子工程专辑

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责编:Luffy Liuq2fEETC-电子工程专辑

本文综合自中微半导体年报、上证路演中心视频、快科技、亿欧网、证券时报报道q2fEETC-电子工程专辑

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