大基金一期与二期均将北方华创作为重点投资标的,揭示了国内半导体设备龙头在刻蚀、薄膜沉积、清洗等综合产品线的技术布局。半导体设备各细分领域的技术壁垒极高,竞争焦点集中在刻蚀(CCP与ICP路线分化)、薄膜沉积(PVD/CVD/ALD技术难度分层)以及清洗设备的国产化率提升上。其中,刻蚀设备与薄膜沉积设备合计占晶圆制造设备投资的55%左右,是技术壁垒最高、国产替代空间最大的核心赛道。
刻蚀设备:CCP与ICP的技术路线分化
刻蚀设备是晶圆制造中占比最高的设备类别,约占总投资的30%。技术路线主要分为CCP(电容耦合等离子体) 和ICP(电感耦合等离子体) 两类。CCP刻蚀机在介质层刻蚀中优势明显,而ICP刻蚀机更适用于导体和硅通孔等精细结构。国内代表企业中,中微公司的CCP刻蚀机已覆盖至5nm制程并进入台积电供应链,部分产品已不逊色于国际一流厂商;北方华创则同时布局CCP与ICP刻蚀,产品线更全面。当前刻蚀设备国产化率约20%左右,主要厂家包括中微公司、北方华创和屹唐股份。
薄膜沉积设备:PVD/CVD/ALD的技术难度分层
薄膜沉积设备约占晶圆制造投资的25%,是仅次于刻蚀的第二大设备类别。其技术难度从PVD(物理气相沉积) 到CVD(化学气相沉积) 再到ALD(原子层沉积) 逐级递增:PVD主要用于金属薄膜沉积,国产化率约10%左右,以北方华创为主要厂家;CVD工艺更复杂,国产化率相对更低;ALD则要求极高的原子级厚度控制,技术壁垒最高。北方华创是国内PVD设备的代表性企业,其刻蚀机和PVD设备在2020年投入市场后获得下游积极反馈,订单增长迅速。
清洗设备:国产化率与竞争格局
清洗设备在晶圆制造中用于去除颗粒和杂质,国产化率约20%左右,主要厂家为盛美上海和北方华创。相比刻蚀和薄膜沉积,清洗设备的技术门槛相对较低,但仍是国产替代的重要环节,盛美上海在单晶圆清洗领域具备较强竞争力。
常见问题
大基金一期和二期为何都选择投资北方华创?
大基金一期和二期均出现在北方华创前十大股东中,持股比例分别约为7.46%和0.94%。这主要因为北方华创是国内产品线最全面的半导体设备平台,覆盖刻蚀、薄膜沉积、清洗、热处理等多个环节,符合大基金重点投资设备和材料领域的战略。
刻蚀设备中CCP与ICP技术路线的主要区别是什么?
CCP(电容耦合)刻蚀机主要用于介质层(如氧化硅、氮化硅)的刻蚀,在深宽比结构上表现更优;ICP(电感耦合)刻蚀机则更适合导体和硅通孔等精细结构,刻蚀速率更快。中微公司以CCP技术见长,北方华创则同时覆盖两种路线。
薄膜沉积设备中PVD、CVD和ALD的技术难度如何排序?
从技术难度看,PVD < CVD < ALD。PVD主要通过物理溅射沉积金属薄膜,国产化率约10%,北方华创是主要供应商;CVD依赖化学反应,工艺控制更复杂;ALD则要求原子级精度,技术壁垒最高,目前国产化率极低。