存储芯片与逻辑芯片扩产分别更依赖ICP还是CCP刻蚀设备,下游需求结构如何影响两类设备占比?
存储芯片扩产更依赖CCP刻蚀设备,逻辑芯片扩产则更依赖ICP刻蚀设备,但两类设备并非截然分割——3D NAND的深斜孔槽、DRAM的高深宽比结构依赖CCP的高离子能量轰击介质材料,而逻辑芯片的栅极、浅沟槽隔离等硅刻蚀工艺则依赖ICP的精确控制。两类设备在刻蚀设备市场中的应用占比分别约为ICP 43%、CCP 42%,整体接近各半,但下游晶圆厂类型不同,采购配比会呈现明显结构性差异。
工艺原理决定设备分工
刻蚀设备按等离子体产生方式分为ICP(电感性等离子体刻蚀)与CCP(电容性等离子体刻蚀) 两大类,二者最根本的差异在于刻蚀对象不同。
- CCP:适用于介质材料(氧化硅、氮化硅)刻蚀,典型场景包括逻辑IC前段工艺中的栅侧墙、硬掩膜刻蚀,以及NAND中的深斜孔槽。介质材料硬度高,需要极高离子能量轰击,CCP在高深宽比结构刻蚀上具备优势。
- ICP:适用于硅材料刻蚀,典型场景包括浅沟槽隔离、多晶硅栅、金属栅等。硅刻蚀直接决定芯片制程精度,对刻蚀条件精确调控要求高,ICP在关键尺寸均匀度和精确调控上更胜一筹。
下游需求结构如何影响设备占比
3D NAND与DRAM:CCP占比显著更高
3D NAND制造中,随着堆叠层数增加,刻蚀设备在产线设备中的价值占比显著提升——在2D NAND产线中刻蚀设备价值占比约15%,而在3D NAND产线中提升至约50%。ONO堆叠介质层需要反复刻蚀出高深宽比的深孔和沟槽,这类工艺正是CCP的强项。DRAM同样涉及高深宽比电容槽刻蚀,对CCP依赖度较高。
逻辑代工:ICP需求更突出
逻辑芯片制程越先进,刻蚀步骤越多——从65nm节点的20次,增加到5nm节点的160次。其中栅极硅刻蚀、浅沟槽隔离等多采用ICP。不过先进逻辑制程中的介质刻蚀(如接触孔、通孔)同样需要CCP,因此逻辑产线中两类设备并存,但ICP需求占比相对更高。
设备占比的量化视角
从市场整体看,ICP与CCP应用占比接近,分别为43%与42%。但需注意,ICP单机价值更高,因此ICP市场规模明显高于CCP。这意味着:即便台数占比接近,ICP在采购金额中的权重更大。存储扩产周期中CCP采购占比抬升,逻辑扩产周期中ICP采购金额贡献更大,两者交替驱动刻蚀设备市场增长。
常见问题
3D NAND层数增加对刻蚀设备需求有何影响?
层数增加直接拉高刻蚀步骤数量与高深宽比刻蚀难度,驱动CCP设备需求增长。刻蚀设备在3D NAND产线中的价值占比(约50%)远高于2D NAND(约15%),是存储扩产中价值量提升最显著的设备环节。
逻辑芯片先进制程扩产,ICP和CCP哪个增量更大?
先进制程的多重模板工艺使总刻蚀次数大幅增加,其中硅刻蚀类步骤(ICP主导)增量显著;但接触孔、通孔等介质刻蚀(CCP主导)同样随制程微缩而增加,两类设备均受益,ICP在逻辑扩产中的采购占比相对更高。
国产设备厂商在两类设备中的布局如何?
中微公司传统优势在CCP领域,产品覆盖65nm至5nm制程;北方华创深耕ICP硅刻蚀与金属刻蚀,核心设备达28nm制程。中微公司也已切入ICP赛道并实现28nm制程覆盖,未来两家厂商在ICP领域将形成正面竞争。