存储制造是3D NAND时代刻蚀设备需求跃升的最大推手。 从设备价值量看,刻蚀设备在2D NAND产线中约占设备总价值的15%,而在3D NAND产线中这一占比大幅提升至50%;相比之下,逻辑芯片虽然制程越先进刻蚀次数越多(7nm节点已达140次以上),但其刻蚀设备在产线中的价值占比并未出现同等量级的跃升。因此,存储芯片的3D化结构升级,是刻蚀设备价值量被推高的核心驱动力。

需求结构差异:3D堆叠 vs 先进制程

3D NAND与逻辑芯片对刻蚀设备的需求逻辑截然不同。3D NAND通过增加堆叠层数来提升存储密度,层数越多,需要刻蚀的深孔、深槽就越多,对高深宽比刻蚀的需求呈指数级增长。这正是刻蚀设备价值量从2D时代的15%跃升至3D时代的50%的根本原因。

逻辑芯片则走另一条路径——通过缩小制程节点来提升性能。随着节点从65nm推进至7nm,刻蚀次数从20次增至140次以上,但刻蚀设备在逻辑产线中的价值占比提升幅度远不如存储芯片显著。逻辑产线中光刻设备仍占据重要地位,而3D NAND产线中光刻设备价值占比则从2D时代的20%降至8%,刻蚀设备取而代之成为第一大设备品类。

存储扩产对设备采购的拉动

存储芯片的3D化转型直接拉动了刻蚀设备的采购需求。以国内存储大厂长江存储为例,其在产线建设中持续采购刻蚀设备,仅北方华创一家厂商就曾多次中标长江存储的硅槽刻蚀设备订单。海外存储巨头同样在3D NAND扩产中大量采购CCP设备用于深斜孔槽刻蚀,这类高深宽比刻蚀正是3D NAND制造的核心工艺。

从设备类型看,3D NAND的高深宽比刻蚀主要依赖CCP设备,中微公司的Primo SSC HD-RIE正是针对64层及以上3D闪存芯片制造开发的专用设备。而逻辑芯片先进制程则对ICP和CCP均有需求——ICP用于浅沟槽隔离、多晶硅栅等硅刻蚀,CCP用于栅侧墙、硬掩膜等介质刻蚀。

客户集中度与订单波动

存储与逻辑两大下游在客户结构上存在明显差异:存储芯片市场高度集中,少数几家头部厂商的扩产节奏直接决定设备订单的波动;逻辑代工市场客户相对分散,订单平滑度更好。这意味着存储厂商的资本开支周期对刻蚀设备商的影响更为显著——存储景气上行时,刻蚀设备订单弹性更大;存储下行时,设备商也面临更大的收入波动压力。

常见问题

3D NAND中刻蚀设备价值量50%是什么概念?

这意味着在3D NAND产线的设备总投入中,每投入100元设备采购,就有约50元用于刻蚀设备。对比2D NAND时代15%的占比,刻蚀设备在3D NAND制造中的重要性提升了三倍以上,成为产线中价值量最高的设备品类。

逻辑芯片先进制程对刻蚀设备的需求不如存储吗?

逻辑芯片对刻蚀设备的需求同样强劲——7nm节点刻蚀次数已超过140次,但逻辑产线中光刻设备仍占据较高价值占比,刻蚀设备的相对地位不如3D NAND产线中那样突出。两者的需求结构不同:逻辑靠制程微缩增加刻蚀工序,存储靠3D堆叠提升刻蚀深度与难度。

国产刻蚀设备在存储和逻辑两大领域的进展如何?

国产厂商中,中微公司在CCP介质刻蚀领域覆盖65nm至5nm制程,其高深宽比刻蚀设备已应用于64层及以上3D闪存芯片制造;北方华创则在ICP硅刻蚀和金属刻蚀领域深耕,核心设备制程达28nm,14nm工艺处于验证阶段。两家厂商均已成为大陆刻蚀设备市场的重要参与者。