2022年涂胶显影行业发展现状及未来前景分析 涂胶显影设备行业空间广阔

1、涂胶显影：光刻环节核心工序

晶圆制造前道工艺和封装测试后道工艺都需要涂胶显影设备。半导体设备按半导体加工过程 主要分为前道工艺（Front-End，即晶圆制造）设备和后道工艺（Back-End，即封装测试） 设备两大类。涂胶/显影机在前道工艺中是光刻工艺重要环节的设备，主要作用是作为光刻机 的输入和输出，主要与光刻机配合进行作业，在曝光前进行光刻胶涂覆，在曝光后进行图形 的显影。而后道的先进封装是使用类似前道的制造方式，制作后道连接电路，故先进封装的 工艺流程与前道相似，所需设备类别也大体相同，只在关键尺寸与精度上同前道有区别，涂 胶显影设备所需尺寸与前道相同，主要为 8/12 寸涂胶显影设备。

公司生产的涂胶/显影机可与光刻机设备联机作业（inline）或者独立作业（offline），工艺范 围涵盖 LED 芯片制造、集成电路制造后道先进封装制程以及前道的 I-line、KrF、ArF 等制程 工艺，根据不同工艺需求，可搭载不同的温湿度控制模块以及相应的涂胶和显影模块。

2、涂胶显影应用场景丰富：从先进封装到前道制造

涂胶显影设备在 LED、化合物半导体、先进封装、晶圆前道制造中都有应用，其工作方式根 据是否与光刻机联机可分为 Offline 和 Inline 两种。Offline 即涂胶显影机独立工作，与光刻 机不联机工作，常用于低端应用。而 Inline 即涂胶显影机直接与光刻机接口连接，每一台光 刻机对应一台涂胶显影，晶圆在涂胶显影机的涂胶腔中完成涂胶后送入光刻机曝光，再送回 涂胶显影机的显影腔显影。前道 EUV，ArF-i，ArF，KrF，i-line 一般采用此种联机方式。

此外，在晶圆前道工艺中，由于涂胶后无需立即曝光，但曝光后需要立刻显影，亦有晶圆厂 将显影机与光刻机联机作业，涂胶机独立工作。台积电即采用此种做法。

图：涂胶显影应用分类

（1）先进封装

在后道的封装环节中，传统封装工艺为先将晶圆划片，再对单个的芯片进行固晶（die bond）、 焊线（wire bond）和塑封，称为芯片级封装（CSP，chip-scale package）。随着工艺进步， 芯片体积微缩的要求，晶圆级封装（WLSCP，wafer level CSP）出现。 WLSCP 在划片之前，先在完整晶圆上，采用晶圆制造的制程及电镀技术取代现有打金线及 机械灌胶封模的制程进行封装工艺，不需导线架或基板。晶圆级封装只有晶粒般尺寸，能够 有较好的电性效能，由于是按每批或每片芯片来生产，因此能用较低的成本生产。由于采用 了类似前道的光刻、薄膜、电镀等工艺，涂胶显影应用到该过程中。

晶圆级封装中，bumping 制程是涂胶显影应用的一个重要环节。在倒片封装工艺中（FC：flip-chip），用焊锡凸块取代焊线，此技术可大幅缩小 IC 的体积，并具有密度大、低感应、低 成本、散热能力佳等优点。

更先进的封装方式则开始向 3D 集成发展，将多层平面器件堆叠起来，器件层之间通过穿透 硅的 Z 方向通孔（TSV，Through Silicon Via）来实现垂直互联，使其在 Z 轴方向上形成立 体集成和信号连通。TSV 技术通过铜、钨、多晶硅等导电物质的填充，实现硅通孔的垂直电 气互连，从而获得更好的互联性能，减小信号延迟，降低电容/电感，实现芯片间的低功耗， 高速通讯，增加宽带和实现器件集成的小型化。当前，芯源微用于后道封装的涂胶显影设备产品线充分成熟，已广泛应用于国内主要封装厂 的 WLSCP 封装工艺，bumping 制备工艺，3D-TSV 工艺等产线。

（2）前道制造

在前道晶圆制造中需要用到不同种类的光刻胶和涂胶显影设备。微米级别线宽往往采用 iline 光刻胶，Krf 光刻胶用到 90nm 制程，Arf 光刻胶用于 90nm 以下，Arf-i（浸没式）在 40- 55nm 开始切入，最为先进的 EUV 光刻则需要用到 EUV 光刻胶。例如，在 65nm 制程芯片 中，该制程数字对应的是最前段的栅极宽，而中段的 M1 铜互连金属线路宽度约 0.2um，后 段线宽则要更大。这导致在制造产线上需要用到从 Arf 到 i-line 的多种光刻机、光刻胶、涂胶 显影设备。

此外，除了光刻胶以外，前道制造的光刻环节往往还需要用到 Barc（底部抗反射涂层）、PI 等胶材料，亦需要用到对应的涂胶显影设备，这类设备往往不与光刻机联机（offline），独 立工作。底部抗反射涂层是指在光刻胶和基体之间加入一层抗反射材料，能有效消除光反射形成干涉 驻波，以提高光刻胶图像分辨率。该涂层能够增加曝光能量范围和焦距，降低基体几何结构 差异对关键尺寸均匀度的影响；同时减少反射光的散射造成的圆形缺口，缓解基体的构型导 致光刻胶厚度不同而引起的摆动曲线效应和凹缺效应。

3、涂胶显影行业空间广阔，需求增长持续

近年来随着下游需求的持续旺盛和光刻用量的不断增长，全球前道涂胶显影设备销售额整体 呈现增长态势。根据 VLSl 数据，全球前道涂胶显影设备销售额由 2013 年的 14.07 亿美元增长至 2018 年的 23.26 亿美元，年均复合增长率达 10.58%，预计 2023 年将达到 24.76 亿 美元；全球前道单片式清洗设备销售额由 2013 年的 16.31 亿美元增长至 2018 年的 22.69 亿美元，年均复合增长率达 6.83%，预计 2023 年将达到 23.14 亿美元。

后道涂胶显影市场亦伴随先进封装的需求增长而扩大，随着电子产品趋向于功能化、轻型化、 小型化、低功耗和异质集成，先进封装技术正被越来越多地应用到电子产品，下游芯片生产 厂商对先进封装设备的需求正不断增强。根据 VLSI 提供的行业数据，全球集成电路后道先 进封装类设备销售额由 2015 年的 12.63 亿美元增长到 2018 年的 16.10 亿美元，年复合增 长率达 8.42%，预计 2023 年将达到 20.21 亿美元。

图：2013-2023 年全球前道涂胶显影设备销售额

作为集成电路制造后道先进封装环节不可或缺的重要工艺设备，全球后道涂胶显影设备销售 额整体呈现增长态势。根据 VLSl 数据，全球后道涂胶显影设备销售额由 2015 年的 0.29 亿 美元增长至 2018 年的 0.87 亿美元，年均复合增长率达 43.19%，预计 2023 年将达到 1.08 亿美元。此外，在泛半导体领域，LED、化合物、功率器件行业持续高景气度为 6 英寸设备 也提供了广阔市场。

公司预计到 2023 年，全球 28nm 及以上工艺节点前道 Barc、PI 及 I-line 工艺机台市场规模 将分别达到 5.06 亿美元、6.17 亿美元、6.68 亿美元及 6.58 亿美元，国内（含台湾地区） 28nm 及以上工艺节点前道 Barc、PI 及 I-line 工艺机台市场规模将达到 2.01 亿美元、2.49 亿美元、2.73 亿美元及 2.73 亿美元，公司目前正在持续跟进上述机台潜在客户，推进产品 验证。

4、巨头垄断，涂胶显影行业集中度高

竞争格局方面，涂胶显影行业呈现巨头垄断局面。业内厂商主要有东京电子（TEL）、日本迪 恩士（DNS）、德国苏斯微（SUSS）、台湾亿力鑫（ELS）和国内的芯源微。其中，东京电 子和迪恩士为前道设备龙头，芯源微是全球第三家，也是国内唯一前道涂胶显影设备供应商。

东京电子（TEL）:主要产品包括涂布/显像设备、热处理成膜设备、干法刻蚀设备、CVD、湿 法清洗设备及测试设备。TEL 垄断了全球 88%和中国 91%的涂胶显影设备市场份额。TEL 的最强涂胶显影设备 CLEAN TRACK LITHIUS Pro Z 具备超越 10nm 的工艺节点，适用于 EUV 和 ArF 浸没式光刻系统。

日本迪恩士（DNS）:半导体制造设备主要包括清洗设备、涂布/显影设备、退火设备等。DNS 在全球和中国都占有 5%的涂胶显影设备市场份额。最新的 24 腔 SU-3300 成功助力了台积 电 5nm 先进制程的研发。

德国苏斯微（SUSS）: 主要产品包括高精度光刻设备（如光刻机、旋涂机、喷胶机等）及大 规模封装市场用键合机。

台湾亿力鑫（ELS）:专注于制造小尺寸全自动黄光制程量产设备，主要产品包括光阻涂布设 备、曝光设备、光罩清洗设备、显影设备、金属/光阻剥离设备等。双方产品在技术原理上接 近，在关键性能指标上存在差异。

国内的涂胶显影设备市场方面，TEL 处于绝对垄断地位。TEL 的市占率超过 90%，而芯源 微的市占率只占 4%。

5、涂胶显影后道产品线成熟，前道产品验证顺利

（1）前道产品

公司生产的前道涂胶显影设备通过在客户端的验证与改进，在多个关键技术方面取得突破。 其中前道设备 KS-FT200/300 系列堆叠式高产能前道涂胶显影机，为公司自主研发的突破晶 圆前道 28nm 工艺节点及以上工艺制程，适用于 ArF、KrF、I-Line、PI、BARC，SOC，SOD， SOG 等多种材料涂覆显影工艺的高端机台。支持与光刻机联机作业。该系列机台通过各种 行业认证，占地面积小、可靠性高、易于维护，满足各种功能芯片制程需求。

公司前道设备推出以来，受到客户认可，该类设备陆续获得了上海华力、中芯绍兴、厦门士 兰集科、上海积塔、株洲中车、青岛芯恩、中芯宁波等多个前道大客户订单及应用。2019 年 9 月，上海华力使用沈阳芯源机台进行 28nm 工艺 offline BARC 涂胶，通过工艺验证并完成 整机验收。在国内 3D NAND 龙头长江存储亦有送样验证，可满足客户 0.18um 技术节点加 工工艺需求。

（2）后道产品

封装主要分为传统封装和先进封装，起着安放、固定、密封、保护芯片以及确保电路性能和热性能等作用。传统封装主要包括单列直插封装（SIP）、双列直插封装（DIP）、小外形封装 （SOT）、晶体管外形封装（TO）等封装形式，先进封装涵盖带有倒装芯片结构的封装（FC）、 圆片级封装（WLP）、2.5D 封装、3D 封装等。在摩尔定律发展脚步迟缓，而电子产品趋向 于功能化、轻型化、小型化、低功耗和异质集成的情况下，传统封装已无法满足现代集成电 路应用需求，先进封装技术正被越来越多地应用到电子产品中，下游芯片生产厂商对先进封 装设备的需求正不断增强。公司的后道涂胶/显影机产品成熟，可用于主要应用于 Bumping、 WLCSP、Fanout 等多种集成电路制造后道先进封装工艺的涂胶、显影环节。

后道先进封装即封装测试环节主要涉及 8/12 英寸单晶圆处理设备，公司生产的涂胶/显影机、 湿法刻蚀机、去胶机、清洗机已通过 SEMIS2 国际安规认证，成功应用于 Bumping、WLCSP、 Fanout 等集成电路制造后道先进封装工艺的涂胶、显影环节，为公司进入国际半导体设备 供应商体系奠定了良好的基础。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）