以北方华创ICP刻蚀设备累计出货超1000台为坐标回望,国产刻蚀设备的发展史上有三个关键拐点:一是技术路线从湿法向干法等离子体刻蚀的切换,奠定了ICP与CCP两大主流方向;二是国产厂商在ICP硅刻蚀领域实现28nm制程量产,完成从研发布局到产线验证的跨越;三是头部设备企业进入多家国内晶圆厂并实现规模化应用,标志着国产刻蚀设备从“可用”走向“好用”。其中,北方华创作为国内设备品类最全的平台型龙头企业,其ICP设备在2020年累计出货量超过1000台,是国产刻蚀设备产业化进程中的重要节点。

从湿法到干法:技术路线的第一次跃迁

刻蚀工艺早期以湿法为主流,但溶液反应缺乏方向性,会钻蚀侧面导致制程失真,且随着制程微缩影响愈发明显。因此,行业逐渐转向等离子体干法刻蚀——利用等离子体放电产生的活性粒子轰击硅片表面,与被刻蚀材料反应生成可挥发气体,从而实现精确的微观结构加工。

在干法刻蚀内部,又分化为两条主要技术路线:电感性等离子体刻蚀(ICP)和电容性等离子体刻蚀(CCP)。两者最根本的差异在于刻蚀对象不同——硅刻蚀对精确度要求高,通常使用ICP;而氧化硅、氮化硅等介质材料硬度高,需要高离子能量刻蚀,一般使用CCP。这一技术分野也塑造了国产设备厂商的差异化布局:北方华创深耕ICP硅刻蚀与金属刻蚀,中微公司则以CCP介质刻蚀见长。

从研发布局到28nm量产:国产ICP的产业化拐点

在ICP领域,北方华创是国产替代的代表性力量。其核心设备制程达到28nm,更先进的14nm工艺已进入验证阶段。产品覆盖硅刻蚀、金属刻蚀、深硅槽刻蚀等多个类别,已进入多家国内晶圆厂并得到大规模应用。

2020年,北方华创ICP设备累计出货量超过1000台,这一数字背后是国产ICP设备从单点突破到批量交付的能力跨越。从招标数据可以看到,其设备已陆续进入长江存储、华虹系、中芯绍兴等国内主要晶圆厂,覆盖硅槽刻蚀、多晶硅刻蚀、铝刻蚀等多种工艺场景,验证了国产设备在量产产线上的稳定表现。

与此同时,中微公司从2012年开始研发ICP设备,单台机经过产线验证后,从2020年起获得客户重复订单,制程同样达到28nm。两家头部厂商在ICP赛道形成协同竞争格局,共同推动国产刻蚀设备的整体进步。

产业需求与政策催化:持续迭代的外部驱动力

国产刻蚀设备的每一次跃迁,都离不开产业需求的拉动。随着制程升级和芯片向3D结构发展,晶圆厂对刻蚀设备的需求快速增加——从65nm节点的20次刻蚀,到28nm节点的40次,再到7nm节点的140次,刻蚀环节的价值量持续提升。在3D NAND制造中,刻蚀设备的价值占比从2D时代的15%提升至50%,为国产设备提供了广阔的替代空间。

在这一进程中,大陆刻蚀设备市场仍由泛林半导体、东京电子、应用材料等国际厂商主导,但国产厂商的市场份额正在逐步提升。按SEMI的估算,中微公司和北方华创在大陆市场的份额分别达到20%和6%。随着国内晶圆厂扩产与国产化诉求增强,具备28nm量产能力、并向14nm及更先进制程验证迈进的国产ICP设备,正处于从“替代”到“引领”的关键过渡期。

常见问题

北方华创ICP设备累计出货超1000台意味着什么?

这一数字标志着国产ICP刻蚀设备已从实验室验证走向规模化量产。能够累计交付超过1000台,说明设备在多家国内晶圆厂产线上经过长期运行考验,具备稳定的工艺表现和批量供应能力,是国产刻蚀设备产业化进程中的重要里程碑。

ICP和CCP两种刻蚀设备有什么区别?

ICP(电感性等离子体刻蚀)主要用于硅刻蚀,如浅沟槽隔离、多晶硅栅、金属栅等工艺,对刻蚀精确度要求高;CCP(电容性等离子体刻蚀)主要用于介质材料刻蚀,如氧化硅、氮化硅等硬度较高的材料,需要高离子能量。北方华创深耕ICP领域,中微公司则以CCP见长,两家企业的产品布局形成了差异化互补。

国产ICP设备目前处于什么制程水平?

北方华创的ICP核心设备制程达到28nm并已量产,14nm工艺进入验证阶段;中微公司的ICP设备制程同样达到28nm,并正在研发面向5nm逻辑芯片及1Xnm内存芯片等领先工艺的下一代产品。整体来看,国产ICP设备在成熟制程已具备较强的产线替代能力,先进制程仍在验证与研发推进中。