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半导体设备

半导体设备行业价值量高,地位至关重要。各类半导体的生产过程主要包括芯片设计、晶圆制造和封装测试等工序,每道生产工序都需要在相应的专用设备技术允许的范围内设计和制造,半导体专用设备的技术复杂,设备的技术参数和运行的稳定性对半导体生产效率、质量和良率起着至关重要的作用。

全球领先的晶圆代工厂开启新一轮资本开支,当前的行业热潮有望成为新一轮产业跃升的开端。2021 年龙头资本开支规划明显提升,台积电从2020年170亿美金增长到300 亿美金(用于N3/N5/N7资本开支占80%),2021年4月1日公布未来三年资本开支1000亿美金;联电从2020年10亿美金增长到23亿美金(用于12寸晶圆资本支出占85%);华虹从 2020年11亿美金增长到 13.5亿美金(大部分用于无锡12寸); 中芯国际2021年资本维持高位,达43亿美金(大部分用于扩成熟制程,尤其是8寸数量扩 4.5 万片/月),新一轮资本开支开启有望拉动半导体设备、材料投资加速增长。

国内市场需求快速增长,设备厂商国产替代明显加速。全球半导体设备市场超700亿美元,大陆占比持续提高。大陆市场2020年占全球设备销售额 26.2%,首次登上全球第一,国产替代比率逐步提升。

我国半导体设备企业有望形成两类企业,一类是以北方华创、中微公司、盛美股份为代表的平台型设备公司,体量大、研发实力强、产品条线丰富;一类是以上海微电子、沈阳拓荆、精测电子、华峰测控、芯源微为代表的专业设备公司,专攻细分领域,加速实现国产替代。

半导体设备主要分类:

光刻机

光刻是将掩膜板上的图形曝光至预涂了光刻胶的晶圆表面上。光刻胶(正胶)受到照射的部分,将发生化学变化,从而易溶于显影液。光刻机厂商集中度高。全球各大企业中,荷兰 ASML 可以覆盖所有档次光刻机产品,凭借生产的高端光刻机在全球处于领先地位。其余知名光刻机生产商包括 日本佳能(CANON)和日本尼康(NIKON)。国内光刻机技术水平和海外龙头差距较大,其中,上海微电子装备(集团)股份有限公司(SMEE)通过积极研发已实现 90nm 节点光刻 机的量产。

刻蚀设备

刻蚀是用化学或者物理方法,有选择地从硅片表面去除不需要材料的过程, 通常在显影检查后进行,目的是在涂胶的硅片上正确复制掩膜图形。 在半导体制造中有两种基本的刻蚀工艺,干法刻蚀和湿法刻蚀。

薄膜沉积设备

薄膜沉积技术的工作原理为通过物理或者化学方法实现一连串涉及原子的吸附,吸附原子在表面扩散并在适当的位置下聚结,然后渐渐形成薄膜并成长,常见生长物质包括金属、氧化物、氮化物等不同薄膜。目前市场上的薄膜沉积设备按照工艺主要分为 ADL(原子层沉积)、PVD(物理式真空镀膜)、化学式真空镀膜(CVD)三种。

离子注入设备

离子注入机是将特定种类离子以指定参数注入至特定材料中的一种设备,执行的是核心的掺杂工艺。半导体要做成器件,要改变电性能,必须掺入杂质,离子注入机就是执行掺杂工艺的标准设备。

清洗设备

去除晶圆片表面杂质,各制程前后均需使用 清洗机是将晶圆表面上产生的颗粒、有机物、自然氧化层、金属杂质等污染物去除, 以获得所需洁净表面的工艺设备。从工艺应用上来说,清洗机目前已广泛应用于集成电路制造工艺中的成膜前/成膜后清洗、等离子刻蚀后清洗、离子注入后清洗、化学机械 抛光后的清洗和金属沉积后清洗等各个环节。

涂胶显影设备

涂胶显影设备是在光刻工序中与光刻机配套使用的涂胶、烘烤及显影设备,包括涂胶机(Spin Coater)、显影机(Developer)、喷胶机(Spray Coater)。涂胶显影设 备与光刻机联机作业,组成配套的圆片处理与光刻生产线,完成精细的光刻工艺流程。

检测设备 

检测设备是指在整个生产过程中或几道关键工序后,对硅片或晶圆的质量、 性能进行量检测的设备,包括探针台、测试机以及分选机,主要用于检测产品在生产过 程中和产成后的各类性能是否达到设计要求。 半导体测试包括晶圆可接受度测试(WAT)、晶圆检测(CP)、成品测试(FT) 。

封装设备 

封装工艺流程:划片、装片、键合、塑封、去飞边、电镀、打印、切筋和成型、外观检查、成品测试、包装出货。对应的,封装设备包括割减薄设备、划片机、 贴片机、固化设备、引线焊接/键合设备、塑封及切筋设备等。

线索:

  • 20210618 中国台湾晶圆代制造商台积电、联华电子,在大陆扩大28纳米制程产能的设备,没有获得美国的供应许可。

    不仅如此,中国台湾的晶圆制造商若想把在台的美国设备转移至大陆工厂,也需要获得美方的许可。虽然美国方面没有明令禁止,但申请的结果却是如此。 通常而言,28nm被看作是半导体先进制程与成熟制程的分界线。该制程的产品广泛应用于新能源汽车、自动驾驶、家电、通信等领域。其中,特别值得关注的是,在自动驾驶领域,多数中国的AI参与者,采用的都是该制程的芯片。中国新能源汽车制造商中,多数品牌的智能座舱、自动驾驶等的芯片,也将升级到28nm的制程。简言之,28nm制程的技术也是中国汽车智能化的分水岭。

概念股:

名称
标的指数
关联
核心
公司深耕于芯片制造刻蚀领域、薄膜沉积领域近 20 年,现已成为国内领先的半导体高端工艺装备及一站式解决方案的供应商。
公司系晶体硅生长设备龙头,横跨半导体光伏两大产业,自2017 年切入半导体业务以来,半导体硅片生产设备取得不断进步,2020年在 8/12 英寸的大硅片设备领域实现了多项破。
测试设备领军企业,通过自主研发实现了数字测试机和探针台国产化突破
离子注入机之王致力成为中国半导体装备材料的大国重器
清洗设备两家龙头之一,已在技术难度更高的单片式设备上获得突破,并在几个特殊工艺上(晶背清洗、高温硫酸、异丙醇干燥)弥补了国内空白。
公司主要为集成电路、LED 芯片、MEMS 等半导体产品的制造企业提供刻蚀设备、MOCVD 设备及其他设备。是国内领先的刻蚀设备商,等离子体刻蚀设备已被广泛应用于国际一线客户从 65 纳米到 14 纳米、7 纳米和 5 纳米的集成电路加工制造及先进封装。
为国内半导体 IC 前道+先进封测领域涂胶显影设备龙头公司
主营PCB 直接成像设备,涉及泛半导体直写光刻设备
模拟测试机细分龙头,测试机的核心竞争力为测试精度、响应速度等,华峰测控测试机国内领先。