ICP与CCP刻蚀技术路线分化,半导体设备行业面临的技术替代风险主要体现在:随着制程微缩至5nm及以下,现有ICP和CCP技术在处理高深宽比结构时均面临极限,而原子层刻蚀(ALE)等新型技术虽被视为未来方向,但短期内无法取代主流等离子体刻蚀,因此现有设备分工格局不会发生颠覆性替代,主要风险来自技术升级带来的设备更新换代需求。

ICP与CCP的技术路线分化

刻蚀设备主要分为**电感性等离子体刻蚀(ICP)电容性等离子体刻蚀(CCP)**两大类别。ICP主要用于硅刻蚀(如浅沟槽隔离、多晶硅栅),而CCP主要用于介质刻蚀(如氧化硅、氮化硅等高硬度材料的刻蚀)。2020年数据显示,ICP和CCP的应用占比分别约为43%和42%,市场规模基本相当,但ICP单机价值更高。

随着制程从65nm演进至5nm,刻蚀次数从20次增加至160次,对设备的精度和深宽比处理能力要求持续提升。在3D NAND制造中,刻蚀设备的价值占比从2D NAND的15%跃升至50%,进一步凸显了高深宽比刻蚀的挑战。CCP面临极高离子能量下对高深宽比结构的刻蚀能力瓶颈,ICP则面临刻蚀后关键尺寸均匀度与等离子体损伤等挑战。

ALE等新型技术的渗透节奏

原子层刻蚀(ALE)能够实现精准刻蚀,是未来的发展方向。但根据行业现状,该技术目前仍处于应用初期,在很长一段时间内无法取代等离子体刻蚀。这意味着现有ICP与CCP的主流地位不会因ALE的崛起而迅速被颠覆,设备厂商的主要风险并非技术路线被替代,而是如何持续升级现有设备以满足更先进制程的需求。

例如,中微公司的CCP设备已覆盖5nm工艺,而3nm工艺仍在研发中;北方华创的ICP设备达到28nm,14nm工艺进入验证阶段。设备厂商需要持续投入研发以跟上制程演进,否则可能面临被淘汰的风险。

常见问题

制程微缩是否会直接导致ICP或CCP被淘汰?

不会。 虽然制程微缩对刻蚀精度要求更高,但ICP和CCP分别对应不同的材料和应用场景,短期内没有替代技术能完全覆盖两者的功能。主要风险在于设备厂商能否及时推出支持更先进制程(如3nm)的产品。

ALE技术是否会颠覆现有刻蚀设备格局?

短期内不会。 ALE虽具备精准刻蚀的优势,但目前仍处于应用初期,无法取代等离子体刻蚀的主流地位。预计未来较长一段时间内,ALE将作为补充技术而非替代者存在。

国内刻蚀设备厂商面临哪些技术替代风险?

国内厂商如中微公司(CCP覆盖5nm,ICP达28nm)和北方华创(ICP达28nm)在先进制程上与国际龙头(拉姆研究等)存在差距。若无法及时突破5nm/3nm的ICP和CCP技术,可能在高端市场被边缘化。但整体来看,国产替代进程持续,风险可控。

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