在Gartner口径下,全球刻蚀设备市场规模从2019年的109亿美元提升至197亿美元,复合增长率超过20%,刻蚀环节的价值量随制程升级与结构3D化持续提升。但高增速并不等于线性外推:半导体设备中刻蚀赛道至少面临四重不确定性——下游晶圆厂资本开支的周期波动、先进制程与存储堆叠路线变化带来的工艺替代、新机型客户验证周期偏长,以及关键零部件供应受限。理解这些风险,比记住增速数字更重要。

增长从哪来,风险就从哪来

刻蚀需求的核心驱动,是制程升级与芯片结构3D化。资料显示,随着工艺节点推进,刻蚀次数从65nm的20次一路增加到5nm的160次;在3D NAND制造中,刻蚀设备在设备投资中的占比由2D NAND时代的15%升至50%。这意味着刻蚀的高增长高度绑定晶圆厂的扩产节奏与工艺路线选择——一旦下游资本开支进入收缩周期,设备招标与验收节奏会同步放缓,增速自然回落。

三条需要盯住的不确定线索

其一,资本开支的周期性。 刻蚀设备属于典型的资本品,需求来自晶圆厂建线与扩产。行业景气时订单集中释放,景气回落时客户可能推迟或缩减设备采购,收入确认随之波动。

其二,技术迭代与工艺替代。 刻蚀主要分为干法(等离子体刻蚀,含ICP与CCP)与湿法两条路线,目前干法为主流。ICP与CCP的应用占比分别约为43%和42%,但二者刻蚀对象不同:硅刻蚀多用ICP,介质刻蚀多用CCP。此外,原子层刻蚀(ALE)可实现精准刻蚀,被视为未来发展方向,但目前仍处于应用初期,在很长一段时间内难以取代等离子体刻蚀。对设备厂商而言,押注哪条技术路线、能否跟上客户工艺演进,直接决定产品生命周期。

其三,验证周期与零部件供应。 刻蚀设备需在客户产线上完成验证才能放量。以中微公司为例,其ICP单台机nanova经过前期产线验证后,从2020年开始获得客户重复订单;北方华创14nm工艺设备也已进入验证阶段。验证周期长意味着收入兑现滞后于研发投入。同时,真空反应腔、射频电源等关键部件若供应受限,也会影响交付节奏。

竞争格局:集中度高,替代仍在进行

全球干法刻蚀设备市场高度集中,拉姆研究、东京电子、应用材料三家合计份额约90%。按SEMI估算,中微公司与北方华创在大陆市场份额分别约20%和6%,国产替代已取得进展,但高端环节仍有空白:用于逻辑芯片的大马士革刻蚀和用于3D存储的高深宽比刻蚀,目前由国外设备公司主导。

环节现状需关注的风险
下游需求制程升级、3D化推升刻蚀价值量晶圆厂资本开支周期波动
技术路线ICP/CCP为主,ALE处应用初期路线切换、工艺替代
客户导入需产线验证后放量验证周期长、订单兑现滞后
供应链核心腔体与射频部件零部件供应受限

常见问题

刻蚀设备市场规模翻倍,是否意味着相关企业能持续高增长?

市场规模扩大反映的是行业需求趋势,但设备企业的收入还取决于客户资本开支节奏、验证进度与订单确认时点。将行业增速直接线性外推到单家企业,容易忽略周期波动与产品导入的不确定性。

中微公司和北方华创在刻蚀上的主要差异是什么?

中微公司的传统优势在CCP(电容性等离子体刻蚀),覆盖65nm至5nm工艺并进入台积电供应链,近年也切入ICP赛道;北方华创则深耕ICP(电感性等离子体刻蚀)与金属刻蚀,核心设备制程达到28nm,14nm工艺处于验证阶段。二者产品结构不同,竞争关系需分工艺环节看待。

新技术如原子层刻蚀会冲击现有刻蚀设备吗?

原子层刻蚀(ALE)能实现精准刻蚀,是未来发展方向,但目前仍处于应用初期,在较长时期内难以取代等离子体刻蚀。对现有厂商而言,更重要的是能否持续跟进客户工艺演进并完成验证。