半導(dǎo)體＂卡脖子＂的核心技術(shù)，國產(chǎn)設(shè)備正在突破！

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李彎彎）在芯片制造過程中，從前道到后道會涉及到上千道工序，大致會用到9大類設(shè)備，數(shù)百種不同的機臺。

設(shè)備是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的重要環(huán)節(jié)，而一直以來不少種類的設(shè)備長期依賴進(jìn)口，隨著中美貿(mào)易關(guān)系越來越緊張，國家對半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化的重視程度也在提高。

在市場需求的推動下，及國家政策的支持下，大基金及其他資本開始逐漸進(jìn)入設(shè)備領(lǐng)域，企業(yè)也有足夠的資金和信心加大半導(dǎo)體設(shè)備的研發(fā)和投入。

近年來，就有多家半導(dǎo)體設(shè)備廠商獲得融資，及科創(chuàng)板IPO，或者正在上市的途中，整體來看，國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備在部分細(xì)分領(lǐng)域開始取得進(jìn)展，甚至實現(xiàn)突破。

半導(dǎo)體設(shè)備廠商獲資本投資、科創(chuàng)板IPO募資，產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)能擴展加速

今年以來，就有多家半導(dǎo)體設(shè)備廠商獲得資本投資，包括京創(chuàng)先進(jìn)、魯汶儀器、普萊信智能。同時半導(dǎo)體設(shè)備廠商科創(chuàng)板IPO也在加速，合肥芯碁前不久完成了科創(chuàng)板上市問詢，理想晶延進(jìn)入上市輔導(dǎo)階段。另外，半導(dǎo)體專用設(shè)備廠商芯源微于2019年12月成功登陸科創(chuàng)板，近日公司的高端晶圓處理設(shè)備產(chǎn)業(yè)化項目正式開工。

京創(chuàng)先進(jìn)成立于2013年，全稱江蘇京創(chuàng)先進(jìn)電子科技有限公司，是一家專業(yè)從事半導(dǎo)體材料劃切設(shè)備的企業(yè)，專注于半導(dǎo)體材料精密切磨領(lǐng)域。

2020年7月31日，京創(chuàng)先進(jìn)宣布完成數(shù)千萬人民幣A輪融資，由毅達(dá)資本領(lǐng)投，老股東順融資本、前海鵬晨投資繼續(xù)加碼。

據(jù)介紹，京創(chuàng)先進(jìn)目前已經(jīng)研發(fā)出了8、12英寸晶圓劃切設(shè)備，打破了國外廠家長期壟斷的局面，公司12英寸全自動劃切機已經(jīng)在2019年量產(chǎn)，2020年進(jìn)入國內(nèi)頭部封測廠。

AR9000精密全自動劃片機（圖片來源網(wǎng)絡(luò)）

半導(dǎo)體精密劃片設(shè)備是半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域的關(guān)鍵設(shè)備，當(dāng)前日本的Disco和TSK兩家占領(lǐng)全球高達(dá)90%的市場份額。

劃切機技術(shù)門檻高，尺寸越大設(shè)備越難做，比如，12英寸的劃切機要求在晶圓上刀頭全行程的偏差不超過32um，要達(dá)到這樣的精度，除了需要深入鉆研產(chǎn)品的各個細(xì)節(jié)，甚至連裝配車間的溫濕度都要精密控制。

而當(dāng)前國內(nèi)半導(dǎo)體后道工藝的劃切設(shè)備滲透率非常低，8寸、12寸晶圓劃切設(shè)備基本被國外廠商壟斷，毅達(dá)資本合伙人劉晉表示，“京創(chuàng)先進(jìn)打破了國外壟斷的局面，并實現(xiàn)了生產(chǎn)應(yīng)用，其技術(shù)已經(jīng)非常成熟，產(chǎn)品線完整，并得到了國內(nèi)一線客戶的認(rèn)可。”

京創(chuàng)先進(jìn)表示，本輪融資將主要用于產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)能擴充以及市場推廣等方面?？梢灶A(yù)見，在更多資金的加持下，京創(chuàng)先進(jìn)在導(dǎo)體精密劃片設(shè)備上將會更快取得新進(jìn)展。

江蘇魯汶儀器有限公司成立于2015年，由比利時魯汶儀器、中科院微電子研究所等共同注資成立，據(jù)介紹，該公司提出了ICP+IBE+PECVD多腔體刻蝕技術(shù)方案，配合公司專利技術(shù)的腔體在線清洗技術(shù)，有望解決困擾業(yè)界的磁性薄膜材料刻蝕難題，為MRAM存儲器的大規(guī)模量產(chǎn)提供可靠、經(jīng)濟的刻蝕解決方案。

2020年4月21日，魯汶儀器宣布完成過億元B輪融資，本輪融資由中科創(chuàng)星領(lǐng)投，中冀資本、中域資本、祥暉資本、紅星美凱龍、中杰投資等多家投資機構(gòu)跟投，老股東漢唐周本輪繼續(xù)追投數(shù)千萬元。

MRAM，全稱Magnetic Random Access Memory，是一種非易失性的磁性隨機存儲器，它擁有靜態(tài)隨機存儲器（SRAM）的高速讀取寫入能力，以及動態(tài)隨機存儲器（DRAM）的高集成度，而且基本上可以無限次地重復(fù)寫入。

中科創(chuàng)星投資總監(jiān)盧小保此前談到，“MRAM有望取代DRAM，甚至部分取代SRAM，成為通用型存儲器類型。”

MRAM核心難點在于薄膜沉積和磁性材料刻蝕，尤其是磁阻隧道結(jié)的刻蝕，目前工業(yè)界尚不能提供理想的刻蝕解決方案，魯汶儀器創(chuàng)造性的提出了多腔體刻蝕+腔體在線清洗技術(shù)，有望率先解決MRAM器件刻蝕的技術(shù)瓶頸，為MRAM存儲器的規(guī)模量產(chǎn)提供解決方案。

魯汶儀器表示本次融資資金主要設(shè)備快速研發(fā)和迭代、市場拓展備貨等方面，資金的進(jìn)入想必也會加速公司設(shè)備的快研發(fā)和迭代。

普萊信智能成立于2017年，目前產(chǎn)品線包括半導(dǎo)體后端封裝設(shè)備以及高精密繞線設(shè)備。2020年3月，公司宣布完成Pre-B輪4000萬人民幣融資，由藍(lán)圖創(chuàng)投領(lǐng)投，老股東云啟資本跟投。

據(jù)介紹，普萊信智能自主研發(fā)了8寸，12寸IC級固晶機，其中8寸固晶機已經(jīng)在行業(yè)頭部客戶處試用，固晶機用于IC封裝環(huán)節(jié)，而該設(shè)備長期被ASM Pacific，歐洲BESI，日本日立等公司壟斷。

普萊信智能研發(fā)的固晶機（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

另外值得關(guān)注的是，普萊信智能正在跟中科院、國內(nèi)LED芯片企業(yè)合作研發(fā)Mini LED巨量轉(zhuǎn)移設(shè)備，Mini LED巨量轉(zhuǎn)移是目前業(yè)內(nèi)急需解決重點難題，普萊信智能本輪融資也將主要用于增加營運資金以及加大Mini LED巨量轉(zhuǎn)移設(shè)備的研發(fā)投入。

芯源微是一家從事半導(dǎo)體專用設(shè)備的公司，產(chǎn)品包括光刻工序涂膠顯影設(shè)備（涂膠/顯影機、噴膠機）和單片式濕法設(shè)備（清洗機、去膠機、濕法刻蝕機），可用于8/12英寸單晶圓處理（如集成電路制造前道晶圓加工及后道先進(jìn)封裝環(huán)節(jié)）及6英寸及以下單晶圓處理（如化合物、MEMS、LED芯片制造等環(huán)節(jié)）。

2019年12月16日，芯源微正式登陸科創(chuàng)板，招股書顯示，公司計劃募集資金約3.78億元，將主要用于高端晶圓處理設(shè)備產(chǎn)業(yè)化項目及高端晶圓處理設(shè)備研發(fā)中心項目。

近日，公司宣布其高端晶圓處理設(shè)備產(chǎn)業(yè)化項目正式開工，總投資5.28億元，據(jù)介紹，該項目將分2期建設(shè)，其中一期投資2.38億元，項目主要用于生產(chǎn)高端晶圓處理設(shè)備，包括前道涂膠/顯影機及前道單片式清洗機等。

圖片來自芯源微招股書

據(jù)介紹，芯源微生產(chǎn)的前道涂膠顯影設(shè)備通過在客戶現(xiàn)場的驗證與改進(jìn)，在多個關(guān)鍵技術(shù)方面取得突破。截至目前，已陸續(xù)獲得了株洲中車、青島芯恩、上海積塔、寧波中芯、昆明京東方、廈門士蘭等多個前道大客戶的訂單。

公司生產(chǎn)的前道 Spin Scrubber 清洗機設(shè)備已在中芯國際、上海華力等多個客戶處通過工藝 驗證，截至目前已獲得國內(nèi)多家晶圓廠商的重復(fù)訂單。

公司生產(chǎn)的光刻工序涂膠顯影設(shè)備與單片式濕法設(shè)備，已經(jīng)從傳統(tǒng)的先進(jìn)封裝領(lǐng)域、LED領(lǐng) 域拓展到MEMS、化合物、功率器件、特種工藝等領(lǐng)域，截至目前已累計銷售 800 余臺套，已作為主流機型應(yīng)用于臺積電、長電科技、華天科技、通富微電、晶方科技、華燦光電、乾照光電、澳洋順昌等國內(nèi)一線大廠。

芯源微董事長、總裁宗潤福在高端晶圓處理設(shè)備產(chǎn)業(yè)化項目開工致辭中表示，“得益于芯源長期的技術(shù)積累和半導(dǎo)體行業(yè)的投資升溫，芯源訂單持續(xù)增長，擴產(chǎn)勢在必行?！?br />
除了京創(chuàng)先進(jìn)、魯汶儀器、普萊信智能、芯源微，近日合肥芯碁科已經(jīng)完成科創(chuàng)板IPO問詢，理想晶延已經(jīng)進(jìn)入科創(chuàng)板上市輔導(dǎo)階段。

合肥芯碁專業(yè)從事以微納直寫光刻為技術(shù)核心的直接成像設(shè)備及直寫光刻設(shè)備的研發(fā)、制造、銷售，主要產(chǎn)品及服務(wù)包括 PCB 直接成像設(shè)備及自動線系統(tǒng)、泛半導(dǎo)體直寫光刻設(shè)備及自動線系統(tǒng)、其他激光直接成像設(shè)備，產(chǎn)品功能涵蓋微米到納米的多領(lǐng)域光刻環(huán)節(jié)。

理想晶延成立于2013年5月，是一家以CVD（化學(xué)氣相沉積）技術(shù)為核心，覆蓋半導(dǎo)體及泛半導(dǎo)體領(lǐng)域的高端設(shè)備供應(yīng)商。公司于2019年底布局半導(dǎo)體智能裝備領(lǐng)域，收購了一家位于新加坡的高端半導(dǎo)體智能裝備公司，開始積極開拓中國大陸半導(dǎo)體智能裝備市場，并計劃在國內(nèi)建設(shè)半導(dǎo)體智能裝備研發(fā)中心。

國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備在部分細(xì)分領(lǐng)域逐漸實現(xiàn)突破

就如文章開頭所言，芯片制造從前道到后道涉及上千個環(huán)節(jié)，將會用到數(shù)百種不同的機臺，如下圖，前道工藝包括擴散、薄膜沉積、光刻、刻蝕、離子注入、CMP、金屬化等，比如擴散會用到氧化爐、RTP設(shè)備、撤火退火設(shè)備；薄膜沉積會用到CVD設(shè)備、PVD設(shè)備、RTP設(shè)備、ALD設(shè)備、氣相外延爐等；

光刻會用到涂膠/顯影、光刻機；刻蝕會用到等離子休刻機、等離子去膠機、濕法刻蝕設(shè)備等；離子注入會用到等離子去膠機、離子注入機；CMP會用到CMP設(shè)備、刷片機；金屬化會用到PVD設(shè)備、DVD設(shè)備、電鍍設(shè)備等，另外整個過程中都需要檢驗和清洗，需要用到兩測/檢驗及清洗設(shè)備。

同樣，后道工藝也會涉及到諸多環(huán)節(jié)，需要用到非常多的設(shè)備。

圖片來自國元證券

一直以來，全球半導(dǎo)體設(shè)備市場主要由國外廠商主導(dǎo)，根據(jù) VLSI Research 統(tǒng)計，從2019年全球半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商營收排名來看，全球前五大半導(dǎo)體設(shè)備商占據(jù)了全球58%行業(yè)營收，包括美國的應(yīng)用材料、泛林集團、科磊，日本的東京電子及歐洲荷蘭的阿斯麥（ASML）。

圖片來自遠(yuǎn)川研究所

美國在等離子刻蝕設(shè)備、 離子注入機、外延生長系統(tǒng)、化學(xué)氣相沉積設(shè)備、濺射設(shè)備、退火設(shè)備、鍍銅設(shè)備、去膠設(shè)備、掩膜版制造設(shè)備、工藝檢測設(shè)備、圓片清洗設(shè)備、部分測試設(shè)備等方面占據(jù)優(yōu)勢，日本在光刻機、涂膠設(shè)備、顯影設(shè)備、封裝及測試設(shè)備、氧化 /LPCVD 設(shè)備、等離子刻蝕設(shè)備、化學(xué)氣相沉積設(shè)備、檢測設(shè)備、傳送裝置等方面具有優(yōu)勢，荷蘭則在高端光刻機方面居于國際領(lǐng)先地位。

近年來，隨著國家對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的重視，國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備逐漸實現(xiàn)了從無到有、由弱到強的巨大轉(zhuǎn)變，并且在一些細(xì)分領(lǐng)域，出現(xiàn)了一批優(yōu)秀的企業(yè)。

比如，在硅單晶爐、刻蝕機、封裝設(shè)備、測試設(shè)備等壁壘相對低的領(lǐng)域，國產(chǎn)設(shè)備已達(dá)到或接近國外先進(jìn)水平，且成本優(yōu)勢明顯。例如晶盛機電生產(chǎn)的單晶硅長晶爐，其在投料量、自動化程度和晶棒尺寸等指標(biāo)方面均已處于國際領(lǐng)先水平；中微半導(dǎo)體生產(chǎn)的 16nm 刻蝕機實現(xiàn)了商業(yè)化量產(chǎn)，并已進(jìn)入臺積電 5 條生產(chǎn)線；北方華創(chuàng)生產(chǎn)的 CVD 設(shè)備已進(jìn)入中芯國際 28nm 生產(chǎn)線，14nm 設(shè)備處于驗證期；硅刻蝕機已突破 14nm 技術(shù)，金屬刻蝕方面 14nm 技術(shù)成熟，目前已經(jīng)進(jìn)入8英寸主流硅晶圓廠。

國內(nèi)主要廠商半導(dǎo)體設(shè)備開發(fā)進(jìn)度表（圖片來自國元證券）

可見雖然國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備與國際大廠之前還存在差距，但近年來也取得了階段性的進(jìn)展。

小結(jié)

除了各大民間資本陸續(xù)進(jìn)入半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域，助力企業(yè)加大研發(fā)投入，項目擴產(chǎn)，行業(yè)人士預(yù)測，大基金二期投資也有望向半導(dǎo)體設(shè)備和材料領(lǐng)域傾斜。

同時隨著國際產(chǎn)能向中國大陸轉(zhuǎn)移，下游新興應(yīng)用市場給芯片帶來更多的需求、對芯片提出更先進(jìn)制程的要求，半導(dǎo)體設(shè)備也迎來更高的市場增長，SEMI預(yù)計2020年半導(dǎo)體設(shè)備市場會有20.7％的增長，達(dá)到719億美。

可以預(yù)見，國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)在政策支持、國家及民間資本加持、應(yīng)用市場需求增長、企業(yè)不斷加大研發(fā)和產(chǎn)能擴張等多重因素疊加下，將會在更多細(xì)分領(lǐng)域取得進(jìn)展、實現(xiàn)突破。

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