电子行业专题报告:DUV时代刻蚀和沉积设备重要性凸显.pdf

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  • 时间:2024/07/29
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电子行业专题报告:DUV时代刻蚀和沉积设备重要性凸显。多重图形化及NAND三维化驱动刻蚀、沉积设备占比提升。2004年以来沉积和 刻蚀类设备在WFE中占比呈上升趋势。刻蚀设备从2004-2008年的平均占比 14.6%,提升至2019-2023年的20.6%。沉积设备从2004-2008年的平均19.9%, 提升至2019-2023年的平均22.1%。我们认为份额提升的主要原因是DUV时代, 逻辑和DRAM制程节点升级依靠多重图案化以及NAND三维化层数增加,工艺流 程中对刻蚀和沉积的层数数量、难度的提升。

20nm技术节点引入多重图形化技术,光刻机套刻精度、效率提升,沉积、刻蚀需求增加。台积电2011年28nm制程节点规模量产后,2013年11月,公司16nm FinFET节点开始风险量产。2014年台积电20nm技术规模量产,且应用了创新 的双重图形化技术。2015年16nm FF+规模量产,2017年和2018年分别规模量 产N10和N7节点,从2019年开始首次使用EUV技术,第一代产品是N7+。行 业在20nm节点进入多重图形化技术阶段,多重图形化对光刻机的套刻精度、生 产效率提出更高要求,我们看到ASML自2008年推出TWINSCAN NXT:1950i以 后,NXT:1960Bi、NXT:1965Ci、NXT:1970Ci、NXT:1980Di等均围绕套刻精度和 每小时处理晶圆片数进行提升。此外,3D NAND向着垂直方向的发展(层数增 加),制造设备端对刻蚀(高深宽比刻蚀)和沉积设备亦显著增加。

全球光刻进入EUV时代。光刻工艺作为集成电路制造过程中最直接体现其工艺 先进程度的技术,根据瑞利定律,减小波长能够提高光刻系统分辨率。ASML最 先进TWINSCAN EXE:5000,使用波长为13.5纳米的光,单次曝光能够实现8nm 分辨率。台积电自2019年开始用EUV规模量产N7+制程节点。三星2020年宣 布成功出货全球首批100万个基于EUV技术的D1x DDR4 DRAM模块。美光目前 量产的DRAM均采用DUV光刻设备制造,公司已于2024年开始试生产基于EUV 光刻的1γ DRAM,并计划于2025年量产。2023年ASML EUV光刻机ASP超过 1.7亿欧元,是ArFi约7200万欧元ASP的两倍以上。EUV技术减少了多重图 案化中的重复步骤,提升图案精度,从而提高性能和良品率,并缩短开发时间。

中国大陆先进制程、存储扩产高弹性。BIS升级出口管制措施,中国大陆无法 获得EUV及先进DUV光刻机。以ASML的光刻机参数为例,公司所有EUV设备 均使用13.5nm波长光源,都在限制出口中国大陆范围内。此外ASML表示预计 自2024年开始不再能获得向中国大陆出货其TWINSCAN NXT:2000i及更高端型 号设备的出口许可。中芯国际作为世界领先的集成电路晶圆代工企业之一,2023 年销售额位居全球纯晶圆代工企业第四位,公司2018年以来研发费用率始终 高于同行业台积电、联电等公司,在纵向追求更小的晶体管结构的同时,持续 利用已开发工艺节点的产线成本和性能优势,开展横向衍生平台建设。此外, 中国大陆DRAM投片量占全球比重仅约10%,显著低于中国大陆半导体销售额全 球占比约30%的水平,大基金三期落地,DRAM自主化需求空间广阔。

坚定不移推进集成电路产业链自主可控,半导体设备国产化加速渗透。综上我 们认为DUV时代,中国大陆逻辑、存储晶圆厂扩产过程中,沉积和刻蚀设备重 要性凸显。以北方华创、中微公司、拓荆科技为代表集成电路高端装备供应商 已经在刻蚀、沉积等领域取得突破性进展。同时我们也非常看好国产化加速渗 透带来的集成电路制造其他各环节机遇。

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