随着 3D NAND 层数持续增加,刻蚀设备在产线中的投资占比已从 2D NAND 时代的 15% 大幅提升至 50%,成为价值量最高的核心环节。这一结构性变化深刻重塑了半导体设备产业链的供需关系与价值分配。
刻蚀设备:占比跃升的核心驱动力
在 3D NAND 制造工艺中,随着 Flash 芯片内部层数不断增加,需要刻蚀出高深宽比的深斜孔槽,这对刻蚀设备的数量与性能提出了极高要求。根据官方数据,从 2D NAND 到 3D NAND,刻蚀设备投资占比从 15% 升至 50%,而光刻设备占比则从 20% 降至 8%。这一变化直接驱动了刻蚀设备市场规模的快速扩张。
产业链受益环节分析
上游零部件供应商
刻蚀设备的核心零部件包括射频电源、真空泵、静电吸盘等,需求随刻蚀设备出货量增长而同步提升。中微公司独创的双反应台技术,能在同一真空腔中同时加工两块晶圆,为客户节省约 35% 的原材料,这种高价值设备对上游精密零部件的品质要求更高。
中游刻蚀设备厂商
全球刻蚀设备市场高度集中,泛林半导体、东京电子和应用材料三家合计市场份额达 90%。在国内市场,中微公司在 CCP(电容性等离子体刻蚀)领域已覆盖 5nm 工艺并进入台积电供应链,在大陆刻蚀设备市场份额约 20%;北方华创则在 ICP(电感性等离子体刻蚀)领域深耕,核心设备制程达 28nm,14nm 工艺处于验证阶段。
下游晶圆制造厂
随着刻蚀次数从 65nm 制程的 20 次增加到 5nm 制程的 160 次,晶圆厂对刻蚀设备的需求量持续攀升。3D NAND 厂商需要大量高深宽比刻蚀设备来构建存储堆叠结构,这直接拉动了对中微公司 Primo SSC HD-RIE 等专为 64 层及以上 3D NAND 设计的刻蚀设备的需求。
常见问题
3D NAND 层数增加为何主要利好刻蚀设备?
因为 3D NAND 通过增加堆叠层数来提升存储密度,每增加一层就需要刻蚀出相应的通孔和沟槽。刻蚀设备投资占比从 15% 升至 50%,而光刻设备占比从 20% 降至 8%,反映了工艺重心从光刻向刻蚀的转移。
国内刻蚀设备厂商在 3D NAND 领域的竞争力如何?
中微公司已推出专为 64 层及以上 3D NAND 设计的高深宽比刻蚀设备,在大陆刻蚀设备市场份额约 20%,并是唯一进入台积电供应链的国产刻蚀设备厂商。北方华创在硅刻蚀和金属刻蚀领域积累深厚,产品已进入多家国内晶圆厂并得到大规模应用。
刻蚀设备产业链中,哪些环节国产替代进展较快?
中游刻蚀设备环节国产替代进展显著,中微公司和北方华创在大陆市场份额合计约 26%。上游核心零部件领域,随着国产刻蚀设备出货量增长,为国产零部件企业提供了验证和导入机会。