半导体设备研究报告：刻蚀设备国产替代（17页）

行业报告下载 2019年10月31日 07:34 管理员

在半导体制造工艺中，薄膜沉积、光刻、刻蚀三大工艺是半导体制造流程中最关键的环节，直接决定了芯片的分层结构、表面电路图形等，显著影响芯片的电学参数和应用性能。其中，刻蚀是用化学或者物理方法将晶圆表面不需要的材料逐渐去除的过程，决定了晶圆上的芯片电路能否与光掩模版上的芯片电路保持一致，是图形化工艺中的重点。主要考虑的参数有刻蚀速率、刻蚀剖面（各向同性/各向异性）、刻蚀偏差、选择比（对两种不同材料刻蚀速率的比值大小）、均匀性、残留物等。按照工艺划分，刻蚀主要分为湿法刻蚀和干法刻蚀两大类。湿法刻蚀：湿法刻蚀主要利用化学试剂与被刻蚀材料发生化学反应进行刻蚀，由于采用化学方法刻蚀，因此其刻蚀是各向同性的（横向纵向的材料均会被腐蚀），侧壁容易产生横向刻蚀造成刻蚀偏差，通常用于工艺尺寸较大的应用（局限于3μm以上的图形尺寸）；此外，湿法刻蚀还存在后续冲洗和干燥、液体化学品有毒害、潜在的工艺污染等问题。干法刻蚀：干法刻蚀主要利用反应气体与等离子体进行刻蚀，具有各向异性（刻蚀的时候可以控制仅垂直方向的材料被刻蚀，而不影响横向的材料）的优点，适用于尺寸较小的先进制造工艺。同时其以气体为主要媒介，不需要液体化学品或冲洗。干法刻蚀进一步又可以分为等离子体、离子铣和反应离子刻蚀三种技术，其中以干法等离子体刻蚀为主导。按照刻蚀的材料划分，刻蚀可分为介质刻蚀、硅刻蚀和金属刻蚀三大类。根据 BARRON’S的统计，针对氧化硅、氮化硅等介质材料刻蚀的介质刻蚀设备占比约48%、针对单晶硅、多晶硅、硅化物等硅材料刻蚀的硅刻蚀设备占47%，占据了市场的主导地位。

下游需求与技术演进带来刻蚀设备市场增长刻蚀设备成长驱动力之一：长期看受益全球半导体需求增加与产线产能的扩充。全球半导体产业空间广阔，根据全球半导体贸易统计组织（WSTS）的数据， 2018年全球半导体（含分立器件、光电子、传感器、集成电路）市场规模高达4687.8 亿美元，同比增13.7%，十年复合增速达6.5%。展望未来，我们认为在5G、AI、汽车电子等新兴领域的驱动下，半导体的长期成长空间有望进一步拉大。从半导体的应用结构来看，根据赛迪顾问的统计，2018 年半导体下游应用领域分别为通信（32.4%）、计算机（30.8%）、工业（12%）、消费电子（12%）、汽车（11.5%）、政府（1%），每个领域均有相应的成长点， 5G网络的建设、人工智能的应用与产品升级、智能终端的技术创新以及自动驾驶的持续渗透等，都带来了半导体产业市场规模的进一步提升。从产能的数据来看，根据SEMI的统计，预计未来2019-2020年全球半导体晶圆产能（折合成8寸晶圆）将以4-5%的同比增速持续增长。随着半导体大厂产线的开出与产能的增加，刻蚀设备作为最重要的设备之一，市场规模也将进一步提升。