在 CCP 电容性等离子体刻蚀领域,中微公司的核心短板集中在两块:用于逻辑芯片的大马士革刻蚀,和用于 3D 存储芯片的高深宽比刻蚀,目前这两类设备均由国外设备公司垄断。产业链上游的核心零部件与射频电源、下游晶圆厂的产线验证,共同决定了补短板的节奏。从公开进展看,大马士革刻蚀产品开发已接近完成,初步 Demo 结果非常好;高深宽比刻蚀已完成技术突破、产品开发顺利,估计再过一年左右进入市场。
两类刻蚀为何难,难在哪里
CCP 的适用工艺包括逻辑 IC 前段工艺中的栅侧墙、硬掩膜刻蚀,封装环节的接触孔、铝垫刻蚀,以及 NAND 中的深斜孔槽;其面临的主要挑战,是极高离子能量下对高深宽比结构的刻蚀能力,以及新型刻蚀气体的研发。大马士革刻蚀与高深宽比刻蚀,正好分别对应逻辑与 3D 存储两条主线,也对应上述能力要求中最难的部分。
产业链上下游的把关环节
上游是核心零部件与射频电源等关键部件。刻蚀设备由多个真空反应腔和主机传递系统组成,依靠等离子体放电产生的活性粒子在电压加速下轰击硅片表面完成加工,射频功率与气流、温度控制的精度直接决定刻蚀结果。
下游是晶圆厂验证。刻蚀设备必须经过产线验证才能获得重复订单,验证周期构成国产设备放量的实际节奏。中微公司的 CCP 设备已先后发布三代,制程工艺从 65nm 提升到 5nm,覆盖约七成介质刻蚀应用,并进入了台积电 7nm 和 5nm 产线;其 ICP 单台机经产线验证后,自 2020 年起获得客户重复订单。
| 环节 | 关键内容 |
|---|---|
| 上游 | 核心零部件、射频电源等关键部件 |
| 中游 | CCP 刻蚀设备整机(大马士革、高深宽比两类待补齐) |
| 下游 | 晶圆厂产线验证与重复订单 |
竞争格局与国产位置
全球干法刻蚀设备市场高度集中,拉姆研究、东京电子和应用材料三家合计份额约九成,其中拉姆研究在全球和大陆市场占比均在 50% 左右。中微公司在大陆刻蚀设备市场份额为 20%,北方华创为 6%。在 CCP 领域,中微公司的产品已实现 65nm 至 5nm 量产,3nm 处于研发中。
常见问题
中微公司的 CCP 设备还缺哪两块?
主要是用于逻辑芯片的大马士革刻蚀和用于 3D 存储芯片的高深宽比刻蚀,这两块目前由国外设备公司垄断。补齐之后,其 CCP 版图即趋于完整。
这两类设备大概什么时候能进入市场?
大马士革刻蚀产品开发工作已接近完成,初步 Demo 结果非常好,很快就能进入市场;高深宽比刻蚀技术难度更大,但已完成技术突破、产品开发顺利,估计再过一年左右也能进入市场。
为什么下游晶圆厂验证这么关键?
刻蚀设备需要在真实产线上完成验证后才能获得重复订单,验证进度直接决定新产品的放量节奏。中微公司的 CCP 设备已进入台积电 7nm 和 5nm 产线,是唯一进入台积电供应链的国产刻蚀设备厂商。