【康沃真空網(wǎng)】2023年北方華創(chuàng)持續(xù)在產(chǎn)品端發(fā)力
?在刻蝕技術(shù)方面，實現(xiàn)12英寸硅、金屬、介質(zhì)刻蝕機全覆蓋，形成了更加完整的刻蝕解決方案，實現(xiàn)了介質(zhì)刻蝕設(shè)備領(lǐng)域關(guān)鍵突破，發(fā)布了滿足客戶不同工藝需求的全系列等離子去膠產(chǎn)品，應(yīng)用高深寬比刻蝕工藝的深硅刻蝕機單機型銷量破百，累計刻蝕產(chǎn)品系列出貨超3500腔。2023年刻蝕設(shè)備收入近60億元。
?在薄膜技術(shù)方面，精準(zhǔn)定位市場需求，采用差異化路線攻克多項金屬薄膜與介質(zhì)薄膜關(guān)鍵技術(shù)難題，系列產(chǎn)品獲得關(guān)鍵客戶認可，實現(xiàn)批量銷售；外延設(shè)備實現(xiàn)在集成電路、功率半導(dǎo)體、硅材料、化合物半導(dǎo)體等領(lǐng)域工藝全覆蓋，累計薄膜沉積產(chǎn)品出貨超5500腔。
?在清洗技術(shù)方面，槽式清洗機實現(xiàn)工藝全覆蓋，單片清洗機實現(xiàn)前段高端工藝新突破，為清洗業(yè)務(wù)板塊開拓了更廣闊的市場空間。
?在熱處理技術(shù)方面，快速熱退火設(shè)備、立式爐原子層沉積設(shè)備等新產(chǎn)品層出不窮，為客戶提供全面解決方案的能力持續(xù)提升。
北方華創(chuàng)主營業(yè)務(wù)分析
?刻蝕設(shè)備
刻蝕設(shè)備約占集成電路芯片制造設(shè)備總資本開支的22%，是半導(dǎo)體制造過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。刻蝕工藝主要用于去除特定區(qū)域的材料來形成微小的結(jié)構(gòu)和圖案。隨著集成電路線寬的持續(xù)減小和3D集成電路的發(fā)展，刻蝕設(shè)備在集成電路裝備市場中的地位愈加重要，已躍居集成電路采購額最大的設(shè)備類型。2023年公司刻蝕設(shè)備收入近60億元。
刻蝕設(shè)備中，電感耦合等離子體刻蝕機（ICP）具有等離子體密度高、可在低壓下生成、水平和垂直方向電場可獨立控制等優(yōu)勢，主要應(yīng)用于硅和金屬刻蝕，以及部分介質(zhì)材料的精細刻蝕。ICP市場份額在刻蝕機總量中占比約53%。北方華創(chuàng)作為國內(nèi)領(lǐng)先的高端電子工藝裝備供應(yīng)商，深耕ICP刻蝕技術(shù)二十余年，先后攻克了電感耦合脈沖等離子體源、多溫區(qū)靜電卡盤、雙層結(jié)構(gòu)防護涂層和反應(yīng)腔原位涂層等技術(shù)難題，實現(xiàn)了12英寸各技術(shù)節(jié)點的突破。公司多晶硅及金屬刻蝕系列ICP設(shè)備實現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用，完成了淺溝槽隔離刻蝕、柵極掩膜刻蝕等多道核心工藝開發(fā)和驗證，助力國內(nèi)主流客戶技術(shù)通線，已實現(xiàn)多個客戶端大批量量產(chǎn)并成為基線設(shè)備。截至2023年底，北方華創(chuàng)ICP刻蝕設(shè)備已累計出貨超3200腔。
電容耦合等離子體（CCP）介質(zhì)刻蝕設(shè)備也在芯片制造領(lǐng)域扮演關(guān)鍵角色，特別是在后道介質(zhì)膜層圖形化工藝方面，對整個芯片的性能具有重要影響。2021年，北方華創(chuàng)開始著力進行介質(zhì)刻蝕設(shè)備研發(fā)，致力于攻克12英寸關(guān)鍵介質(zhì)刻蝕工藝應(yīng)用，支撐客戶持續(xù)創(chuàng)新。憑借多年積累的核心技術(shù)以及對刻蝕領(lǐng)域的深刻理解，北方華創(chuàng)先后突破了CCP領(lǐng)域等離子體產(chǎn)生與控制、腔室設(shè)計與仿真模擬、低溫靜電卡盤、高功率等離子饋入等多項關(guān)鍵技術(shù)，建立起核心技術(shù)優(yōu)勢。截至目前，北方華創(chuàng)集成電路領(lǐng)域CCP介質(zhì)刻蝕設(shè)備實現(xiàn)了邏輯、存儲、功率半導(dǎo)體等領(lǐng)域多個關(guān)鍵制程的覆蓋，為國內(nèi)主流客戶提供了穩(wěn)定、高效的生產(chǎn)保障，贏得客戶信賴和認可。截至2023年底，北方華創(chuàng)CCP刻蝕設(shè)備已累計出貨超100腔。
硅通孔技術(shù)（TSV）是一種新興的技術(shù)解決方案，通過垂直互連減小了芯片間互聯(lián)長度，降低了信號延遲，實現(xiàn)了芯片間的低功耗和高速通訊，大幅提升了芯片性能，是延續(xù)摩爾定律的重要技術(shù)之一。TSV技術(shù)中，硅通孔刻蝕是關(guān)鍵步驟之一，其工藝在刻蝕形貌、刻蝕速率、選擇比、深寬比、均勻性等方面要求嚴(yán)苛，存在較高的技術(shù)壁壘。北方華創(chuàng)推出的12英寸TSV刻蝕設(shè)備，通過快速氣體和射頻切換控制系統(tǒng)，結(jié)合優(yōu)良的工藝配方架構(gòu)，在高深寬比硅通孔刻蝕中可精確控制側(cè)壁形貌，實現(xiàn)側(cè)壁無損傷和線寬無損失。通過優(yōu)異的實時控制性能，大幅提升刻蝕速率，達到國際主流水平。目前北方華創(chuàng)的TSV刻蝕設(shè)備已廣泛應(yīng)用于國內(nèi)主流Fab廠和先進封裝廠，是國內(nèi)TSV量產(chǎn)線的主力機臺，市占率領(lǐng)先。
干法去膠又稱等離子去膠，其工作原理是在真空狀態(tài)下，通過活性等離子體去除晶片表面的掩膜材料，而不允許晶片材料受損。隨著集成電路器件結(jié)構(gòu)不斷演進，高介電常數(shù)（High-K）、低介電常數(shù)（Low-K）等新材料的引入使得干法去膠的技術(shù)難度不斷增加。北方華創(chuàng)憑借深厚的等離子源開發(fā)及應(yīng)用經(jīng)驗，自主設(shè)計開發(fā)了低損傷等離子源，克服了O2、H2、NH3等去膠的各種技術(shù)難點，在高劑量離子注入后的去膠、新型材料去膠、高深寬比聚合物去除等方面取得了技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢。同時，優(yōu)化了干法去膠設(shè)備在維護、量產(chǎn)方面的性能，開發(fā)了真空和大氣雙配置傳輸平臺，在保證技術(shù)領(lǐng)先的同時，使客戶擁有更長的使用周期及更低的擁有成本、消耗成本，受到客戶廣泛認可，形成了批量銷售。
?薄膜沉積設(shè)備
薄膜沉積設(shè)備約占集成電路裝備總資本開支的21%，是半導(dǎo)體制造工藝中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。薄膜沉積設(shè)備主要用于在基底材料上生長、沉積或涂布極薄的膜層，這些膜層在芯片中扮演重要的角色。2023年公司薄膜沉積設(shè)備收入超60億元。
物理氣相沉積（PVD）主要用于金屬薄膜制備。這些金屬薄膜作為芯片中互連線的重要組成部分，對整個芯片的性能具有至關(guān)重要的影響。北方華創(chuàng)作為中國PVD工藝裝備技術(shù)的先行者，早在2008年就開始了PVD裝備的研發(fā)工作。經(jīng)過十余年的技術(shù)沉淀與創(chuàng)新突破，北方華創(chuàng)先后突破了磁控濺射源設(shè)計、等離子體產(chǎn)生及控制、腔室設(shè)計與仿真模擬、顆粒控制、軟件控制等多項核心技術(shù)，實現(xiàn)了對邏輯芯片和存儲芯片金屬化制程的全覆蓋。
截至2023年底，集成電路領(lǐng)域銅（Cu）互連、鋁墊層（AlPad）、金屬硬掩膜（MetalHardMask）、金屬柵（MetalGate）、硅化物（Silicide）等工藝設(shè)備在客戶端實現(xiàn)穩(wěn)定量產(chǎn)，成為多家客戶的基線設(shè)備，并廣泛應(yīng)用在邏輯、存儲等主流產(chǎn)線，同時也成功實現(xiàn)功率半導(dǎo)體、三維集成和先進封裝、新型顯示、化合物半導(dǎo)體等多個領(lǐng)域的量產(chǎn)應(yīng)用。截至2023年底，公司已推出40余款PVD設(shè)備，累計出貨超3500腔。
化學(xué)氣相沉積（CVD）主要用于介質(zhì)薄膜和金屬薄膜的制備。按照薄膜材料，CVD分為介質(zhì)化學(xué)氣相沉積（DCVD）和金屬化學(xué)氣相沉積（MCVD）兩大類。DCVD主要包括等離子增強型化學(xué)氣相沉積（PECVD）、次常壓化學(xué)氣相沉積（SACVD）、介質(zhì)原子層沉積（DALD）等。MCVD主要包括低壓化學(xué)氣相沉積（LPCVD）、有機金屬化學(xué)氣相沉積（MOCVD）和金屬原子層沉積（MALD）等。
北方華創(chuàng)基于十余年沉積工藝技術(shù)的豐富經(jīng)驗，布局拓展了DCVD和MCVD兩大系列產(chǎn)品。針對介質(zhì)和金屬化學(xué)氣相沉積關(guān)鍵技術(shù)需求，攻克了進氣系統(tǒng)均勻性控制、壓力精確平衡、雙頻驅(qū)動的容性等離子體控制、多站位射頻功率均分控制等多項技術(shù)難題，實現(xiàn)金屬硅化物、金屬柵極、鎢塞沉積、高介電常數(shù)原子層沉積等工藝設(shè)備的全方位覆蓋，關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)均達到業(yè)界領(lǐng)先水平，贏得客戶高度評價。截至2023年底，北方華創(chuàng)已實現(xiàn)30余款CVD產(chǎn)品量產(chǎn)應(yīng)用，為超過50家客戶提供技術(shù)支持，累計出貨超1000腔。
外延（EPI）設(shè)備是材料生長的關(guān)鍵設(shè)備，廣泛應(yīng)用于集成電路、功率半導(dǎo)體、化合物半導(dǎo)體等領(lǐng)域。經(jīng)過十余年的技術(shù)沉淀與創(chuàng)新突破，北方華創(chuàng)已形成具有核心技術(shù)優(yōu)勢、品類齊全、應(yīng)用廣泛的外延系列化產(chǎn)品，具備單晶硅、多晶硅、碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）等多種材料外延生長技術(shù)能力，覆蓋集成電路、功率半導(dǎo)體、化合物半導(dǎo)體等領(lǐng)域應(yīng)用需求。截至2023年底，北方華創(chuàng)已發(fā)布20余款量產(chǎn)型外延設(shè)備，累計出貨超1000腔。公司自主研發(fā)的12英寸常壓硅外延設(shè)備，實現(xiàn)了對邏輯芯片、存儲芯片、功率器件及特色工藝的全覆蓋，且已全部成功量產(chǎn)，成為客戶的基線產(chǎn)品。北方華創(chuàng)“硅薄膜外延設(shè)備研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”項目于2023年獲評“北京市科學(xué)技術(shù)進步獎一等獎”。
?立式爐及清洗設(shè)備
立式爐和清洗設(shè)備分別約占集成電路裝備總資本開支的5%，在集成電路工藝生產(chǎn)線上發(fā)揮著關(guān)鍵作用。立式爐主要包括立式氧化/退火爐、多片立式低壓化學(xué)氣相沉積設(shè)備（LPCVD）和多片立式原子層沉積設(shè)備（ALD）。清洗設(shè)備主要包括單片清洗設(shè)備和槽式清洗設(shè)備。2023年公司立式爐和清洗設(shè)備收入合計超30億元。在立式爐領(lǐng)域，北方華創(chuàng)突破并掌握了氣流場/溫度場控制、反應(yīng)源精密輸送、硅片表面熱場設(shè)計等關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)了立式爐系列化設(shè)備在邏輯和存儲工藝制程應(yīng)用的全面覆蓋。截至2023年底，公司立式爐累計出貨超700臺。
在清洗設(shè)備領(lǐng)域，北方華創(chuàng)經(jīng)過多年的技術(shù)積累，先后突破了多項關(guān)鍵模塊設(shè)計技術(shù)和清洗工藝技術(shù)，包括伯努利卡盤和雙面工藝卡盤、高效率藥液回收系統(tǒng)、熱SPM工藝、熱磷酸工藝、低壓干燥工藝等，實現(xiàn)了槽式工藝全覆蓋，同時高端單片工藝實現(xiàn)突破。公司在集成電路領(lǐng)域的工藝設(shè)備均已在客戶端實現(xiàn)量產(chǎn)。截至2023年底，公司清洗設(shè)備累計出貨超1200臺。
?新能源光伏領(lǐng)域設(shè)備
2023年公司新能源光伏領(lǐng)域設(shè)備收入近20億元。
