在3D NAND制造中,刻蚀设备的价值占比已从2D NAND的15%提升至50%,成为投资占比最高的核心环节。这一变化直接驱动了中国刻蚀设备厂商在国产替代进程中的加速突破。目前,以中微公司和北方华创为代表的国产厂商已在大陆市场占据合计约26%的份额(中微公司约20%,北方华创约6%),并在技术制程和客户验证上取得显著进展,但同时在高端深宽比刻蚀和核心零部件领域仍面临挑战。
国产刻蚀设备的技术突破与市场份额
中微公司:CCP与ICP双线并进
中微公司是国产刻蚀设备的领军企业,其传统优势在电容性等离子体刻蚀(CCP)领域。其CCP设备已覆盖从65nm到5nm的先进制程,并成功进入台积电7nm和5nm产线,是唯一一家进入台积电供应链的国产刻蚀设备厂商。在电感耦合等离子体刻蚀(ICP)领域,中微公司自2012年切入,其单台机产品从2020年起获得客户重复订单,双台机产品也已进入市场,制程达到28nm。
北方华创:ICP领域的深耕者
北方华创是国内设备品类最全的平台型企业。在刻蚀领域,其核心优势在于硅刻蚀(ICP)和金属刻蚀,核心设备制程达到28nm,更先进的14nm工艺已进入验证阶段。其ICP设备累计出货量已超过1000台,产品进入了多家国内晶圆厂并得到大规模应用。
面临的挑战与瓶颈
尽管国产替代进展迅速,但在高端应用领域仍存在明显短板。例如,用于3D NAND存储芯片的高深宽比刻蚀,以及用于逻辑芯片的大马士革刻蚀,目前仍由国外设备公司垄断。中微公司在这些领域已完成技术突破,相关产品开发顺利,预计将很快进入市场。
此外,国产设备在核心零部件(如射频电源、高纯度气体系统)和专利壁垒方面,仍需持续投入研发以打破海外长期垄断。
常见问题
中微公司和北方华创在刻蚀设备上有什么区别?
中微公司的传统优势是CCP设备,主要用于介质材料(如氧化硅、氮化硅)的刻蚀,覆盖5nm等先进制程;北方华创则专注于ICP设备,主要用于硅材料和金属的刻蚀,核心制程为28nm。近年来,中微公司也已成功切入ICP领域。
国产刻蚀设备目前主要进入哪些客户?
中微公司的CCP设备已进入台积电7nm和5nm产线,并在台湾及大陆晶圆厂公开招标中占据较高比例。北方华创的ICP设备则已进入华虹、中芯国际(绍兴)、长江存储等多家国内晶圆厂。
国产刻蚀设备的国产化率目前处于什么水平?
根据SEMI数据,2020年大陆刻蚀设备市场中,中微公司和北方华创合计市场份额约为26%(中微20%,北方华创6%),而泛林半导体仍占据约52%的份额。国产化率仍有较大提升空间,尤其在高端应用领域。