摘要:刻蝕機(jī)是一種用于制造微細(xì)結(jié)構(gòu)的設(shè)備,常見(jiàn)于半導(dǎo)體、光學(xué)和電子工業(yè)中??涛g機(jī)通過(guò)將化學(xué)反應(yīng)物和物理能量相結(jié)合,去除材料表面的一部分,從而創(chuàng)建所需的微細(xì)結(jié)構(gòu)。刻蝕機(jī)主要分為濕法刻蝕機(jī)和干法刻蝕機(jī),其中,濕法刻蝕機(jī)分為化學(xué)刻蝕機(jī)和電解刻蝕機(jī);干法刻蝕機(jī)分為離子銑刻蝕機(jī)、等離子刻蝕機(jī)和反應(yīng)離子刻蝕機(jī)。目前中國(guó)刻蝕機(jī)的國(guó)產(chǎn)化率正在逐步提高。雖然總體核心半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率不足10%,但是刻蝕機(jī)領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)化率約為20%??涛g機(jī)是我國(guó)最具優(yōu)勢(shì)的半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域,也是國(guó)產(chǎn)替代占比最高的重要半導(dǎo)體設(shè)備之一。不斷發(fā)生的半導(dǎo)體貿(mào)易限制事件,讓刻蝕機(jī)等半導(dǎo)體設(shè)備的戰(zhàn)略重要性凸顯,未來(lái)刻蝕機(jī)的國(guó)產(chǎn)替代有望加快。
一、定義及分類
刻蝕機(jī)是一種用于制造微細(xì)結(jié)構(gòu)的設(shè)備,常見(jiàn)于半導(dǎo)體、光學(xué)和電子工業(yè)中??涛g機(jī)通過(guò)將化學(xué)反應(yīng)物和物理能量相結(jié)合,去除材料表面的一部分,從而創(chuàng)建所需的微細(xì)結(jié)構(gòu)。刻蝕機(jī)主要分為濕法刻蝕機(jī)和干法刻蝕機(jī),其中,濕法刻蝕機(jī)分為化學(xué)刻蝕機(jī)和電解刻蝕機(jī);干法刻蝕機(jī)分為離子銑刻蝕機(jī)、等離子刻蝕機(jī)和反應(yīng)離子刻蝕機(jī)。
二、行業(yè)政策
刻蝕是半導(dǎo)體圖案化過(guò)程的核心工藝,刻蝕機(jī)被視為半導(dǎo)體制造三大核心設(shè)備之一。近年來(lái),國(guó)家對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的重視和大力支持,半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)迎來(lái)了前所未有的發(fā)展,刻蝕機(jī)作為其中的重要組成部分,也迎來(lái)了顯著的發(fā)展。2022年3月,黑龍江省人民政府印發(fā)《黑龍江省“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》,提出要布局建設(shè)芯片制造產(chǎn)業(yè),推動(dòng)現(xiàn)有硅基晶圓和電子元器件擴(kuò)產(chǎn),提升器件級(jí)、晶圓級(jí)和系統(tǒng)級(jí)半導(dǎo)體與集成電路封裝測(cè)試配套能力,探索發(fā)展刻蝕機(jī)、離子注入機(jī)等集成電路關(guān)鍵裝備制造。2024年1月,工信部等七部門印發(fā)《關(guān)于推動(dòng)未來(lái)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見(jiàn)》,提出要推動(dòng)有色金屬、化工、無(wú)機(jī)非金屬等先進(jìn)基礎(chǔ)材料升級(jí),發(fā)展高性能碳纖維、先進(jìn)半導(dǎo)體等關(guān)鍵戰(zhàn)略材料,加快超導(dǎo)材料等前沿新材料創(chuàng)新應(yīng)用。
三、行業(yè)壁壘
1、技術(shù)壁壘
刻蝕機(jī)行業(yè)屬于典型技術(shù)密集型行業(yè),產(chǎn)品技術(shù)含量高、附加值高、進(jìn)入壁壘高??涛g機(jī)企業(yè)注重研發(fā)投入、對(duì)配套產(chǎn)業(yè)要求高、客戶認(rèn)證周期長(zhǎng),對(duì)研發(fā)、采購(gòu)、銷售等業(yè)務(wù)管理能力提出了較高的要求。因此,新進(jìn)入刻蝕機(jī)行業(yè)的企業(yè)存在一定的技術(shù)壁壘。
2、資金壁壘
刻蝕機(jī)的研發(fā)、生產(chǎn)和測(cè)試都需要投入大量的資金,因此,刻蝕機(jī)行業(yè)的資金壁壘相對(duì)較高。與此同時(shí),為了保持技術(shù)領(lǐng)先和滿足市場(chǎng)需求,刻蝕機(jī)企業(yè)還需要不斷進(jìn)行技術(shù)升級(jí)和產(chǎn)能擴(kuò)張,這也需要大量的資金投入。此外,由于刻蝕機(jī)行業(yè)的集中度較高,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈,刻蝕機(jī)企業(yè)需要投入更多的資金進(jìn)行市場(chǎng)推廣和品牌建設(shè),以提高客戶認(rèn)可度和市場(chǎng)份額。
3、客戶認(rèn)可度壁壘
由于刻蝕機(jī)行業(yè)的技術(shù)門檻較高,客戶在選擇供應(yīng)商時(shí)往往更加注重產(chǎn)品的技術(shù)性能、穩(wěn)定性和可靠性。因此,新進(jìn)入者需要花費(fèi)大量的時(shí)間和資金來(lái)建立品牌聲譽(yù)和客戶信任。此外,由于刻蝕機(jī)行業(yè)的客戶多為大型半導(dǎo)體制造商,這些客戶對(duì)供應(yīng)商的選擇非常嚴(yán)格,新進(jìn)入刻蝕機(jī)行業(yè)的企業(yè)需要滿足客戶的各種要求和標(biāo)準(zhǔn),才能獲得客戶的認(rèn)可和訂單。
四、產(chǎn)業(yè)鏈
1、行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析
刻蝕機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈上游為半導(dǎo)體材料和零部件,包括預(yù)真空室、刻蝕腔體、供氣系統(tǒng)和真空系統(tǒng);產(chǎn)業(yè)鏈中游為刻蝕機(jī)制造;產(chǎn)業(yè)鏈下游為刻蝕機(jī)的應(yīng)用,包括半導(dǎo)體器件、太陽(yáng)能電池和其他微機(jī)械制造。


















2、行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)分析
(1)中微半導(dǎo)體設(shè)備(上海)股份有限公司
中微半導(dǎo)體設(shè)備(上海)股份有限公司主要從事高端半導(dǎo)體設(shè)備及泛半導(dǎo)體設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。公司瞄準(zhǔn)世界科技前沿,基于在半導(dǎo)體設(shè)備制造產(chǎn)業(yè)多年積累的專業(yè)技術(shù),涉足半導(dǎo)體集成電路制造、先進(jìn)封裝、LED外延片生產(chǎn)、功率器件、MEMS制造以及其他微觀工藝的高端設(shè)備領(lǐng)域。數(shù)據(jù)顯示,2024年上半年,中微公司半導(dǎo)體設(shè)備收入為34.48億元,同比增長(zhǎng)36.45%。公司的等離子體刻蝕設(shè)備在國(guó)內(nèi)外持續(xù)獲得更多客戶的認(rèn)可,針對(duì)先進(jìn)邏輯和存儲(chǔ)器件制造中關(guān)鍵刻蝕工藝的高端產(chǎn)品新增付運(yùn)量顯著提升,CCP和ICP刻蝕設(shè)備的銷售增長(zhǎng)和在國(guó)內(nèi)主要客戶芯片生產(chǎn)線上市占率均大幅提升。2024年上半年,公司刻蝕設(shè)備收入為26.98億元,較2023年同期增長(zhǎng)約56.68%,刻蝕設(shè)備占營(yíng)業(yè)收入的比重由2023年上半年的68.16%提升至2024年上半年的78.26%。
(2)北方華創(chuàng)科技集團(tuán)股份有限公司
北方華創(chuàng)科技集團(tuán)股份有限公司專注于半導(dǎo)體基礎(chǔ)產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和技術(shù)服務(wù),主要產(chǎn)品為電子工藝裝備和電子元器件。電子工藝裝備包括半導(dǎo)體裝備、真空及新能源鋰電裝備,電子元器件包括電阻、電容、晶體器件、模塊電源、微波組件等。北方華創(chuàng)始終堅(jiān)持科技創(chuàng)新,不斷推進(jìn)新產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)品迭代升級(jí),積極拓展產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域,以滿足快速發(fā)展的市場(chǎng)需求。在半導(dǎo)體裝備業(yè)務(wù)板塊,北方華創(chuàng)的主要產(chǎn)品包括刻蝕、薄膜沉積、爐管、清洗、快速退火、晶體生長(zhǎng)等核心工藝裝備,廣泛應(yīng)用于集成電路、功率半導(dǎo)體、三維集成和先進(jìn)封裝、化合物半導(dǎo)體、新型顯示、新能源光伏、襯底材料等制造領(lǐng)域。北方華創(chuàng)借助產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)先、種類多樣、工藝覆蓋廣泛等優(yōu)勢(shì),以產(chǎn)品迭代升級(jí)和成套解決方案為客戶創(chuàng)造更大價(jià)值。數(shù)據(jù)顯示,2024年前三季度,北方華創(chuàng)營(yíng)業(yè)收入為203.53億元,同比增長(zhǎng)39.51%。
五、行業(yè)現(xiàn)狀
近年來(lái),中國(guó)政府出臺(tái)了一系列政策扶持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,包括鼓勵(lì)國(guó)產(chǎn)替代、支持研發(fā)創(chuàng)新等。這些政策為中國(guó)刻蝕機(jī)行業(yè)的發(fā)展提供了良好的政策環(huán)境。目前中國(guó)刻蝕機(jī)的國(guó)產(chǎn)化率正在逐步提高。雖然總體核心半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率不足10%,但是刻蝕機(jī)領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)化率約為20%??涛g機(jī)是我國(guó)最具優(yōu)勢(shì)的半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域,也是國(guó)產(chǎn)替代占比最高的重要半導(dǎo)體設(shè)備之一。不斷發(fā)生的半導(dǎo)體貿(mào)易限制事件,讓刻蝕機(jī)等半導(dǎo)體設(shè)備的戰(zhàn)略重要性凸顯,未來(lái)刻蝕機(jī)的國(guó)產(chǎn)替代有望加快。
六、發(fā)展因素
1、有利因素
(1)全球半導(dǎo)體重心向我國(guó)轉(zhuǎn)移帶來(lái)產(chǎn)業(yè)擴(kuò)張和升級(jí)機(jī)遇
隨著我國(guó)成為世界電子信息產(chǎn)品最重要的生產(chǎn)基地之一,越來(lái)越多的國(guó)際半導(dǎo)體企業(yè)向我國(guó)轉(zhuǎn)移產(chǎn)能,持續(xù)的產(chǎn)能轉(zhuǎn)移不僅帶動(dòng)了國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體整體產(chǎn)業(yè)規(guī)模和技術(shù)水平的提高,同時(shí)也為刻蝕機(jī)等半導(dǎo)體設(shè)備制造業(yè)提供了巨大的市場(chǎng)空間,促進(jìn)了我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)專業(yè)人才的培養(yǎng)及配套行業(yè)的發(fā)展,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)環(huán)境的良性發(fā)展為我國(guó)刻蝕機(jī)產(chǎn)業(yè)的擴(kuò)張和升級(jí)提供了機(jī)遇。
(2)國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的支持
我國(guó)高度重視刻蝕機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,紛紛出臺(tái)了一系列政策支持刻蝕機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,主要包括《制造業(yè)可靠性提升實(shí)施意見(jiàn)》《關(guān)于推進(jìn)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實(shí)施方案》《關(guān)于推動(dòng)未來(lái)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見(jiàn)》《關(guān)于加力支持大規(guī)模設(shè)備更新和消費(fèi)品以舊換新的若干措施》等政策,這些政策不僅包括資金支持,還包括稅收優(yōu)惠、人才培養(yǎng)等。政策的支持為刻蝕機(jī)行業(yè)的發(fā)展提供了良好的外部環(huán)境,有利于刻蝕機(jī)行業(yè)的健康發(fā)展。
(3)市場(chǎng)需求持續(xù)向好
近年來(lái),電子信息技術(shù)發(fā)展迅速,各類智能化、網(wǎng)絡(luò)化和移動(dòng)化的便攜消費(fèi)電子產(chǎn)品層出不窮,而新一代網(wǎng)絡(luò)通信、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、節(jié)能環(huán)保等新興產(chǎn)業(yè)更成為刻蝕機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新動(dòng)力,共同推動(dòng)全球刻蝕機(jī)行業(yè)持續(xù)快速蓬勃發(fā)展。作為全球電子產(chǎn)品制造大國(guó)和消費(fèi)大國(guó),我國(guó)對(duì)刻蝕機(jī)產(chǎn)品需求很大,然而當(dāng)前我國(guó)刻蝕機(jī)產(chǎn)品對(duì)外依存度較高,嚴(yán)重影響了國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)安全,國(guó)產(chǎn)芯片自主創(chuàng)新與進(jìn)口替代勢(shì)在必行。隨著國(guó)內(nèi)刻蝕機(jī)產(chǎn)品市場(chǎng)需求的不斷增長(zhǎng)以及國(guó)產(chǎn)刻蝕機(jī)替代進(jìn)口的不斷推進(jìn),刻蝕機(jī)行業(yè)將迎來(lái)新一輪的投資周期,為我國(guó)刻蝕機(jī)提供了良好市場(chǎng)發(fā)展空間。
2、不利因素
(1)技術(shù)創(chuàng)新不足
隨著半導(dǎo)體工藝的不斷發(fā)展,對(duì)刻蝕機(jī)的精度、效率、穩(wěn)定性等方面的要求越來(lái)越高。然而,國(guó)內(nèi)刻蝕機(jī)企業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新方面還存在一定短板,如研發(fā)能力不足、創(chuàng)新機(jī)制不完善、知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識(shí)薄弱等,從而導(dǎo)致國(guó)內(nèi)刻蝕機(jī)在高端市場(chǎng)缺乏競(jìng)爭(zhēng)力,難以滿足客戶對(duì)高性能設(shè)備的需求。同時(shí),技術(shù)創(chuàng)新不足也限制了國(guó)內(nèi)刻蝕機(jī)企業(yè)在產(chǎn)業(yè)鏈上下游的拓展能力,影響了刻蝕機(jī)的整體競(jìng)爭(zhēng)力。
(2)產(chǎn)業(yè)鏈配套不完善
刻蝕機(jī)的制造需要依賴大量的上游原材料和零部件供應(yīng)商。然而,國(guó)內(nèi)刻蝕機(jī)企業(yè)在上游供應(yīng)鏈方面還存在不穩(wěn)定因素,如供應(yīng)商數(shù)量有限、質(zhì)量參差不齊等。與此同時(shí),國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在快速發(fā)展過(guò)程中,對(duì)刻蝕機(jī)的需求也在不斷增加。然而,由于國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體制造企業(yè)與刻蝕機(jī)企業(yè)之間的技術(shù)水平和需求差異較大,導(dǎo)致下游應(yīng)用需求與刻蝕機(jī)性能之間存在不匹配的問(wèn)題。
(3)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)差距大
隨著半導(dǎo)體的發(fā)展,對(duì)刻蝕機(jī)的精度和性能要求越來(lái)越高,推動(dòng)了市場(chǎng)的發(fā)展。目前,全球刻蝕機(jī)市場(chǎng)主要由少數(shù)幾家國(guó)際巨頭占據(jù)主導(dǎo)地位,這些刻蝕機(jī)企業(yè)在技術(shù)、品牌、市場(chǎng)份額等方面擁有顯著優(yōu)勢(shì)。相比之下,國(guó)內(nèi)刻蝕機(jī)企業(yè)在技術(shù)積累、制造工藝、供應(yīng)鏈管理等方面還存在一定差距。雖然國(guó)內(nèi)刻蝕機(jī)企業(yè)在中低端刻蝕機(jī)領(lǐng)域已實(shí)現(xiàn)一定國(guó)產(chǎn)化,但高端刻蝕機(jī)仍依賴進(jìn)口。
七、競(jìng)爭(zhēng)格局
國(guó)內(nèi)刻蝕機(jī)企業(yè)起步較晚,目前全球市場(chǎng)大多被海外巨頭占據(jù);國(guó)際刻蝕機(jī)市場(chǎng)呈現(xiàn)高度壟斷格局,泛林半導(dǎo)體、東京電子和應(yīng)用材料這三大巨頭一直占據(jù)著主導(dǎo)地位。目前,中國(guó)刻蝕機(jī)行業(yè)企業(yè)主要包括北方華創(chuàng)、中微公司、中國(guó)電科、屹唐半導(dǎo)體、創(chuàng)世威納科技、金盛微納科技、芯源科創(chuàng)、華林科納等。
八、發(fā)展趨勢(shì)
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷進(jìn)步,三維刻蝕需求顯著增加。特別是在3D NAND和DRAM等領(lǐng)域,高層數(shù)堆疊和更小的制程節(jié)點(diǎn)對(duì)刻蝕技術(shù)提出了更高要求。未來(lái),隨著新能源汽車、高性能計(jì)算等領(lǐng)域的快速發(fā)展,三維刻蝕機(jī)的需求將進(jìn)一步擴(kuò)大,為中國(guó)刻蝕機(jī)行業(yè)帶來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。與此同時(shí),智能化和自適應(yīng)性的提升是刻蝕機(jī)行業(yè)發(fā)展的重要趨勢(shì)。結(jié)合人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)和大數(shù)據(jù)分析,刻蝕系統(tǒng)將能夠?qū)崟r(shí)調(diào)整、優(yōu)化和預(yù)測(cè)工藝參數(shù),提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。未來(lái),智能化刻蝕系統(tǒng)將成為行業(yè)主流,推動(dòng)中國(guó)刻蝕機(jī)行業(yè)向更高水平發(fā)展。
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