机械设备行业深度研究:从下游芯片技术演变看薄膜沉积设备价值量

类别:行业 机构:天风证券股份有限公司 研究员:李鲁靖 日期:2022-07-04

1、下游芯片行业

    2021年全球半导体行业同比增加26.2%,其中IC产品市占83.29%,WSTS预测2022年IC产业同比上升18.2%,达到整体市场5473亿美元的规模,市占比接近85%。集成电路中的存储器件和逻辑器件是主要组成部分,市占比均超过30%,且两者的市场份额呈稳步增长趋势。逻辑芯片中CPU、GPU、FPGA、ASIC等芯片工艺制程以nm计算,制程不断缩小是目前的技术发展趋势。存储器领域制造工艺增加集中度的主要方法是增大三维立体堆叠的层数。

    2、薄膜沉积设备

    芯片的制造环节主要包括:芯片设计、前道晶圆制造环节、后道封装测试环节。其中,晶圆制造环节设备投入占比高达86%。光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备是晶圆制造的“三大核心设备”;2021年全球刻蚀设备、薄膜沉积设备、光刻设备分别占晶圆制造设备价值量的21.59%、19.19%、18.53%。主流薄膜沉积设备可分为CVD、PVD和ALD设备,广泛应用于逻辑芯片制造、DRAM制造、FLASH制造等领域。

    3、制程精进/三维堆叠全面驱动薄膜沉积设备价值量增加

    NAND 闪存由2D变3D,三维堆叠,层数不断增加,每层均需要经过薄膜沉积工艺步骤。ALD设备相比于CVD和PVD设备,可以实现高深宽比、极窄沟槽开口的优异台阶覆盖率及精确薄膜厚度控制,在由2D转为3D堆叠结构的NAND Flash工艺中的价值量占比会增加。

    逻辑芯片制造主要使用的设备为SACVD、PECVD设备和PVD设备。越先进制程产线所需的薄膜沉积设备数量越多。先进制程使得晶圆制造的复杂度和工序量都大大提升,为保证产能,产线上需要三种设备的数量越多。

    风险提示:无法持续引入高端技术人才的风险、晶圆厂建设进度不及预期、国内半导体技术进步不及预期。