中商情報(bào)網(wǎng)訊：刻蝕機(jī)是芯片制造過程中的核心設(shè)備之一，刻蝕是利用化學(xué)或者物理的方法將晶圓表面附著的不必要的材質(zhì)進(jìn)行去除的過程。在刻蝕機(jī)中，閃電、極光也都是等離子體會轟擊在晶圓表面，將原子直接打出，或發(fā)生化學(xué)反應(yīng)與晶圓上的材料形成新的化合物揮發(fā)，實(shí)現(xiàn)刻蝕。

一、產(chǎn)業(yè)鏈

刻蝕機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈中，上游為刻蝕機(jī)的四大組成部分，主要包括預(yù)真空室、刻蝕腔體、供氣系統(tǒng)及真空系統(tǒng)；中游為刻蝕機(jī)的制造，刻蝕技術(shù)主要有兩種，傳統(tǒng)濕法刻蝕技術(shù)及現(xiàn)代干法刻蝕技術(shù)；下游為刻蝕機(jī)的應(yīng)用，主要用來制造半導(dǎo)體器件、太陽能電池及其他微機(jī)械制造。

資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院

二、上游分析

刻蝕機(jī)主要包括預(yù)真空室、刻蝕腔體、供氣系統(tǒng)和真空系統(tǒng)四部分。具體如下圖所示：

資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

三、中游分析

1.刻蝕工藝

刻蝕工藝指的是用化學(xué)和物理方法，在經(jīng)顯影后的電路圖永久和精確地留在晶圓上，選擇性的去除硅片上不需要的材料。刻蝕工藝的方法有兩大類，濕法蝕刻和干法蝕刻。具體如下圖所示：

資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

由于光刻機(jī)在20nm以下光刻步驟受到光波長度的限制，因此無法直接進(jìn)行光刻與刻蝕步驟，而是通過多次光刻、刻蝕生產(chǎn)出符合人們要求的更微小的結(jié)構(gòu)。目前普遍采用多重模板工藝原理，即通過多次沉積、刻蝕等工藝，實(shí)現(xiàn)10nm線寬的制程。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，14nm制程所需使用的刻蝕步驟達(dá)到64次，較28nm提升60%；7nm制程所需刻蝕步驟更是高達(dá)140次，較14nm提升118%，工藝升級持續(xù)推動刻蝕機(jī)用量提升。

數(shù)據(jù)來源：SEMI、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

2.市場規(guī)模

根據(jù)Gartner數(shù)據(jù)，2020年全球刻蝕設(shè)備市場規(guī)模123.3億美元，預(yù)計(jì)到2024年市場規(guī)模151.8億美元，2019-2024年年均復(fù)合增長率為7%。

數(shù)據(jù)來源：Gartner、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

3.市場占比

根據(jù)被刻蝕材料的不同，刻蝕設(shè)備可分為介質(zhì)刻蝕設(shè)備和導(dǎo)體刻蝕設(shè)備，其中導(dǎo)體刻蝕包括硅刻蝕和金屬刻蝕。數(shù)據(jù)顯示，2020年全球?qū)w刻蝕和介質(zhì)刻蝕占比分別為61%和39%。

數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

4.競爭格局

2019年全球刻蝕設(shè)備行業(yè)前三名分別為泛林半導(dǎo)體、東京電子、應(yīng)用材料，CR3超過90%。國內(nèi)企業(yè)中，中微公司的介質(zhì)刻蝕機(jī)全球領(lǐng)先，已經(jīng)進(jìn)入臺積電最新工藝產(chǎn)線，2019年全球市占率約為1.1%。北方華創(chuàng)的硅刻蝕機(jī)和金屬刻蝕機(jī)在國內(nèi)領(lǐng)先，2019年全球市占率約為0.8%。

數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

5.重點(diǎn)企業(yè)分析

資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

四、下游分析

1.半導(dǎo)體

半導(dǎo)體指常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料。數(shù)據(jù)顯示，我國半導(dǎo)體行業(yè)市場規(guī)模由2016年4335.5億元增至2020年9779.5億元，年均復(fù)合增長率為22.6%。中商產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測，2021年我國半導(dǎo)體行業(yè)市場規(guī)模可達(dá)10635.7億元。

數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

2.晶圓制造

數(shù)據(jù)顯示，2016年中國圓晶制造行業(yè)市場規(guī)模突破1000億元，到2019年，中國圓晶制造行業(yè)市場規(guī)模超過2000億元，達(dá)到2149.1億元。預(yù)計(jì)2021年，我國圓晶制造行業(yè)市場規(guī)模或達(dá)到2941.4億元。

數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

3.光電子器件

光電子器件是利用電-光子轉(zhuǎn)換效應(yīng)制成的各種功能器件。數(shù)據(jù)顯示，2020年我國光電子器件產(chǎn)量達(dá)9722.9億只。2021年1-5月我國光電子器件產(chǎn)量達(dá)4755.7億只，同比增長43.8%。

數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)庫

4.電力電子器件

電力電子器件又稱為功率半導(dǎo)體器件，主要用于電力設(shè)備的電能變換和控制電路方面的大功率電子器件。目前國內(nèi)功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈正在日趨完善，技術(shù)也正在取得突破。同時，中國也是全球最大的功率半導(dǎo)體消費(fèi)國，2020年市場需求規(guī)模將達(dá)到56億美元，占全球需求比例約為39%。伴隨國內(nèi)功率半導(dǎo)體行業(yè)進(jìn)口替代的發(fā)展趨勢，未來中國功率半導(dǎo)體行業(yè)將繼續(xù)保持增長，2021年市場規(guī)模有望達(dá)到57億美元。

數(shù)據(jù)來源：IHS、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

5.太陽能電池

太陽能電池簡稱光伏電池，光伏電池用于把太陽的光能直接轉(zhuǎn)化為電能，數(shù)據(jù)顯示，我國光伏電池產(chǎn)量由2016年7681.0萬千瓦增至2020年15728.6萬千瓦。2021年1-5月我國光伏電池產(chǎn)量達(dá)7964.5萬千瓦，同比增長58.7%。

數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)庫