如果問起半導體設(shè)備行業(yè)龍頭是誰，人們第一時間想到的可能是應用材料、拉姆研究、東京電子等國際巨頭。但在國產(chǎn)設(shè)備廠商的沖擊下，他們的地位可能已經(jīng)不再牢固，特別是在成熟制程領(lǐng)域。

這可不是信口開河，而是依據(jù)北方華創(chuàng)、中微公司、拓荊科技等國內(nèi)領(lǐng)先的半導體設(shè)備企業(yè)的財報得出的結(jié)論。目前在成熟制程領(lǐng)域，無論是在技術(shù)還是市場方面，國產(chǎn)替代加速跡象明顯，其中：

刻蝕設(shè)備方面，中微公司刻蝕設(shè)備可覆蓋國內(nèi) 95% 以上的刻蝕需求，可以說萬事俱備，只欠產(chǎn)能，目前中微公司兩大新工廠已在近2年逐步投產(chǎn)；

薄膜設(shè)備方面，國產(chǎn)設(shè)備一方面在成熟制程領(lǐng)域加速替代國外產(chǎn)品，北方華創(chuàng)2023年累積出貨量暴增83%；另一方面，以北方華創(chuàng)、拓荊科技為代表的半導體設(shè)備企業(yè)正逐步向28納米以下的高端市場進發(fā)；

光刻設(shè)備方面，國產(chǎn)光刻機或已經(jīng)完成了從90納米到55-65nm的突破。

三大核心半導體核心設(shè)備全部實現(xiàn)突破

雖然半導體設(shè)備很多，但核心設(shè)備其實只有三種，分別是光刻設(shè)備、刻蝕設(shè)備和薄膜設(shè)備。

據(jù)了解，光刻機、刻蝕機和薄膜沉積設(shè)備是加工過程中最重要的三大生產(chǎn)設(shè)備，價值占半導體晶圓廠設(shè)備總投資的約61%。其中光刻機約占總體設(shè)備銷售額的17%，刻蝕約占22%，薄膜沉積設(shè)備約占22%。

從目前北方華創(chuàng)、中微公司等頭部半導體設(shè)備廠商的財報以及其他權(quán)威資料來看，用于28納米及以上的成熟制程的半導體設(shè)備都取得了重大突破，其中光刻設(shè)備實現(xiàn)了0到1的突破；刻蝕設(shè)備、薄膜設(shè)備正在加速替代國外產(chǎn)品。

刻蝕設(shè)備：萬事俱備，只欠產(chǎn)能

先說刻蝕設(shè)備。該設(shè)備的國產(chǎn)應用情況是：萬事俱備，只欠產(chǎn)能。

刻蝕設(shè)備大致可分為兩種，分別是CCP 電容刻蝕機和ICP電感刻蝕機。中微公司在2023年年報中明確表示：“公司在過去的近20年著力開發(fā)了一個完整系列的 15 種等離子體刻蝕設(shè)備，公司的 CCP 電容性高能等離子體刻蝕機和ICP電感性低能等離子體刻蝕機可以覆蓋國內(nèi) 95% 以上的刻蝕應用需求?！?/p>

并且，中微公司還強調(diào)，公司刻蝕機達到國際先進水平，開發(fā)的 12 英寸高端刻蝕設(shè)備持續(xù)獲得國際國內(nèi)知名客戶的訂單，已經(jīng)在從 65 納米到 5 納米及更先進的各個技術(shù)結(jié)點大量量產(chǎn)。

既然公司產(chǎn)品基本上能滿足國內(nèi)需求、技術(shù)上又達到了國際先進水平，中微公司接下來要做的就是擴產(chǎn)了。

中微公司2024年半年報顯示，其位于南昌的約 14 萬平方米的生產(chǎn)和研發(fā)基地已建成完工，并于 2023 年 7 月正式投入使用；公司在上海臨港的約 18 萬平方米的生產(chǎn)和研發(fā)基地主體建設(shè)已基本完成， 并于 2024 年8 月正式投入使用。

隨著技術(shù)和產(chǎn)能的提升，中微公司的刻蝕設(shè)備銷量也在節(jié)節(jié)攀升。2020年至2023年，中微公司刻蝕設(shè)備銷售量分別為：244腔（2022年為所有專用設(shè)備銷量）、349腔、441腔、606腔。2024年，在上年高增長的基礎(chǔ)上，中微公司刻蝕設(shè)備銷售約 72.76 億元，同比增長約 54.71%。

薄膜設(shè)備：北方華創(chuàng)2023年累積出貨量暴增83% 逐步向高端進發(fā)

和刻蝕設(shè)備相比，薄膜設(shè)備在國產(chǎn)替代方面，要略遜一籌。目前所處的階段是，在加速替代國外產(chǎn)品的同時，逐步向高端進發(fā)。

和刻蝕設(shè)備不同，薄膜設(shè)備具有種類多的特點。薄膜設(shè)備主要分為CVD（化學氣相沉積設(shè)備）、PVD（物理氣相沉積設(shè)備）、ALD（原子層沉積設(shè)備）和other四類。其中CVD占一半，PVD占20-25%，ALD占10-15%，other占10-15%。其中CVD又可分為常壓CVD（APCVD）、低壓CVD（LPCVD）、等離子體增強CVD(PECVD)、高密度等離子體CVD（HDPCVD）等。

在所有薄膜設(shè)備中，PECVD 占比最高，達到 33%。ALD（原子層沉積設(shè)備）技術(shù)門檻是最高，主要應用于小于45nm以下的制程（一般在28納米制程才開始使用），并且隨著工藝的演進，ALD的占比會增加。

北方華創(chuàng)年報顯示，2022年公司薄膜設(shè)備累計出貨超 3000 腔，2023年這一數(shù)字暴增至5500 腔，增長83%。目前北方華創(chuàng)還沒有公布2024年年報，所以無法得知其薄膜設(shè)備的最新出貨情況。但北方華創(chuàng)預計2024年收入為276億元—317.8億元，同比增長25.00%—43.93%。

在加速國產(chǎn)替代的同時，以北方華創(chuàng)、中微公司、拓荊科技為代表的半導體設(shè)備企業(yè)，正逐步開發(fā)難度更高的ALD（原子層沉積設(shè)備）、PECVD（等離子體增強CVD）等設(shè)備。并且已經(jīng)取得一定成效。

其中拓荊科技進展最快，其產(chǎn)品已廣泛應用于國內(nèi)晶圓廠 14nm 及以上制程集成電路制造產(chǎn)線，并已展開 10nm 及以 下制程產(chǎn)品驗證測試。

北方華創(chuàng)方面，早在2023年，北方華創(chuàng)就可為28nm制程產(chǎn)線提供刻蝕、薄膜、清洗、爐管、外延等多種成熟設(shè)備。在2024年業(yè)績預告中，北方華創(chuàng)又表示，公司等離子體增強化學氣相沉積設(shè)備（PECVD）、原子層沉積立式爐等多款新產(chǎn)品進入客戶生產(chǎn)線并實現(xiàn)批量銷售。

光刻設(shè)備：實現(xiàn)0到1的突破 或可用于55-65nm的成熟制程芯片制造

在光刻設(shè)備、刻蝕設(shè)備和薄膜設(shè)備三大設(shè)備中，國產(chǎn)替代進度最慢的當屬光刻設(shè)備了。即便如此，該設(shè)備也在28納米至90納米的工藝區(qū)間，實現(xiàn)了0到1的突破。

2024年9月9日，工信部旗下賬號“工信微報”披露了工信部于9月2日簽發(fā)的關(guān)于引發(fā)《首臺（套）重大技術(shù)裝備推廣應用指導目錄（2024年版）》的通知文件。

文件提到了提到氟化氪（KrF）光刻機和氟化氬（ArF）光刻機（也被稱為DUV光刻機），其中氟化氬光刻機波長為193nm、分辨率≤65nm、套刻≤8nm。

這一數(shù)據(jù)與ASML旗下TWINSCAN XT：1460K最為接近。該型號照明波長為193mm，分辨率≤65nm，可以在偏振照明下實現(xiàn)低至57nm的生產(chǎn)分辨率。

所以，這次曝光的65nm分辨率的國產(chǎn)DUV光刻機，可能是之前的90nm分辨率的國產(chǎn)光刻機的改良版，能用于55-65nm的成熟制程芯片制造需求，但還達不到制造28nm制程芯片的要求。

那么，要制造28納米制程的芯片需要什么樣的光刻機呢？

據(jù)了解，業(yè)界最早量產(chǎn)28nm芯片的廠家基本都使用了 ASML NXT：1970（浸沒式DUV），該光刻機的分辨率≤38nm，套刻精度＜3.5nm。