刻蚀次数从65nm的20次增加到5nm的160次,刻蚀设备在晶圆厂资本开支中的价值占比随之大幅提升,在3D NAND制造中其价值占比从2D时代的15%升至50%。这一变化使半导体设备商在产业链中的议价能力显著增强,价格传导也更加顺畅。

随着制程不断微缩和芯片结构向3D发展,晶圆制造对刻蚀设备的需求在数量和质量上都大幅提升。从65nm到5nm,刻蚀次数从20次一路增至160次,意味着晶圆厂需要采购更多、更先进的刻蚀设备。与此同时,在NAND闪存从2D向3D结构演进的过程中,刻蚀设备的资本开支占比从15%提升到50%,而光刻设备的占比则从20%降至8%。设备在晶圆厂成本结构中的权重发生根本性变化,为设备商在与下游晶圆厂的议价中提供了更有利的位置。

价值占比提升如何增强议价能力

设备价值占比的提升直接改变了产业链中的话语权分配。当刻蚀设备在晶圆厂资本开支中仅占15%时,设备商面对晶圆厂采购方的议价空间相对有限;而当这一比例升至50%,刻蚀设备成为晶圆厂产能建设中最核心的支出项之一,设备商在价格谈判中的主动权随之增强。

这一逻辑在刻蚀设备市场的集中度上得到印证。全球干法刻蚀设备市场高度集中,泛林半导体、东京电子和应用材料三家合计占据约90%的市场份额,龙头企业泛林半导体在全球和大陆市场的占比均达到50%左右。高度集中的供给格局叠加持续攀升的需求,使得头部设备商具备更强的价格传导能力。

技术升级驱动的价值量跃升

刻蚀次数的倍增并非简单的数量叠加,而是反映了工艺复杂度的质变。在先进制程中,多重模板工艺要求同一晶圆经历反复的刻蚀循环;在3D NAND中,堆叠层数持续增加,对高深宽比刻蚀提出了极高要求,这些都需要更精密的设备来实现。设备的技术壁垒越高,可替代性越弱,设备商的议价筹码也就越充足。

从市场规模看,全球刻蚀设备市场在2019年约为110亿美元,此后持续增长,2022年预计达到200亿美元。这一增长背后,正是制程升级和结构3D化对设备数量和质量的同步拉动。

常见问题

刻蚀设备价值占比提升对国产设备商意味着什么?

国产刻蚀设备厂商中,中微公司和北方华创在大陆市场的份额分别达到20%和6%,已具备一定市场地位。随着刻蚀设备整体价值量提升,国产设备商若能持续突破先进制程,有望在扩大的市场中获取更大份额,从而增强自身议价能力。

设备商议价能力增强是否意味着晶圆厂成本压力加大?

从结构看,刻蚀设备在资本开支中的占比上升确实增加了晶圆厂的设备采购成本,但这是先进制程和3D架构绕不开的投入。设备商凭借技术和市场集中度获得更强定价权,而晶圆厂则通过提升产能利用率和良率来消化设备成本。

刻蚀设备市场格局未来会如何演变?

目前全球市场由泛林半导体、东京电子和应用材料主导,国产厂商中微公司已进入台积电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。随着先进制程持续演进,具备技术积累和设备验证经验的厂商有望巩固甚至扩大市场份额。