全球半导体设备格局正在经历深刻变化。在刻蚀设备这一核心环节,中微公司(AMEC)在CCP高深宽比刻蚀领域的技术突破,正在缩小国产设备与全球龙头的差距,并显著提升中国在全球半导体设备产业链中的地位。这一进展不仅关乎单一企业的产品版图,更对大陆晶圆厂的设备采购多元化与供应链安全具有战略意义。

高深宽比刻蚀:国产设备与全球龙头的核心差距

在干法刻蚀设备领域,全球市场长期由拉姆研究(泛林半导体)、东京电子和应用材料三家巨头主导,三者合计市场份额达到90%。根据行业数据,2020年全球干法刻蚀设备市场中,泛林半导体占比46.71%,东京电子占25.57%,应用材料占16.96%,而中微公司仅占1.37%。

高深宽比刻蚀正是国产设备与全球龙头差距最大的环节之一。这类工艺主要用于3D存储芯片制造,需要极高的离子能量来刻蚀深孔和深槽,技术壁垒极高。在CCP设备的主要厂商中,拉姆研究、东京电子与中微公司并列,但高深宽比刻蚀此前正是中微公司CCP版图中两块尚未补齐的短板之一(另一块是用于逻辑芯片的大马士革刻蚀)。

中微公司的突破与产品布局

中微公司从2004年成立起便着力开发CCP设备,先后发布三代产品,制程工艺从65nm一路提升至目前最先进的5nm,覆盖约七成介质刻蚀应用,并独创了双反应台技术。在技术对比中,中微公司在CCP领域已实现65nm至5nm制程的量产,与泛林半导体的量产进度对齐,并成功进入台积电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。

针对高深宽比刻蚀这一短板,中微公司已完成技术突破,产品开发顺利。从产品线看,中微公司的Primo SSC AD-RIE支持高射频功率、高副产物排出速率,可满足高深宽比孔、槽的刻蚀要求,已在主流客户16纳米芯片生产线上稳定量产;后续的Primo SSC HD-RIE进一步优化气流分布与下电极设计,可实现超高脉冲射频功率,面向64层及以上的3D闪存芯片制造。这两款产品构成了中微公司在高深宽比刻蚀领域的技术储备。

对中国半导体设备产业地位的意义

中微公司在高深宽比刻蚀上的突破,其意义是多层面的:

一是完善国产CCP设备版图。 补齐高深宽比刻蚀后,中微公司的CCP产品线将覆盖更完整的介质刻蚀应用场景,从逻辑芯片到3D存储芯片均有对应产品支撑。

二是增强大陆晶圆厂的供应链安全。 在刻蚀设备高度集中的市场格局下,国产设备在高难度环节的突破,为晶圆厂提供了更多元的设备采购选择,降低对单一海外供应商的依赖。

三是标志中国从追随者向并跑者转变。 虽然2020年全球市场中微公司份额仅1.37%,但在大陆市场其份额已达到20%。从65nm到5nm的制程覆盖、进入台积电供应链的突破,以及高深宽比刻蚀这一最难环节的攻克,都表明中国半导体设备企业在核心环节已具备与国际龙头同台竞争的技术实力。

常见问题

中微公司的CCP设备达到了什么制程水平?

中微公司CCP设备制程工艺从65nm一路提升至目前最先进的5nm,在7nm和5nm节点均已实现量产,并成功进入台积电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。

高深宽比刻蚀为什么这么难?

高深宽比刻蚀用于3D存储芯片制造,需要在极深的孔槽结构中实现精准刻蚀,对设备的射频功率、副产物排出速率、气流分布控制等都有极高要求。在CCP设备的主要厂商中,这一领域长期由拉姆研究、东京电子等国际巨头主导。

中微公司的高深宽比刻蚀产品进展如何?

中微公司已完成高深宽比刻蚀的技术突破,产品开发顺利。其Primo SSC AD-RIE已在主流客户16纳米芯片生产线上稳定量产,Primo SSC HD-RIE则面向64层及以上的3D闪存芯片制造。

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