北方华创-公司深度报告：国产设备龙头深度受益下游加速扩产和国产化稳步提升-20211031（35页）.pdf

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1、薄膜沉积指通过物理或化学等方在基片上沉积各种材料的过程，常见的有物理气相沉积(PVD)、化学沉积(CVD)及原子层沉积(ALD)等各种方法。据 Maximize Market Research 数据，20172020 年全球薄膜沉积设备市场规模 CAGR 为 11.2%，2020 年达 172 亿美元，其中 PECVD、ALD 及溅射 PVD 为最主要设备，合计占比达 63%。制程从亚微米、90nm 进步到 45nm 及以下过程中，薄膜密度和纯度不断提高，PVD 及 CVD 设备不断进步。PVD分为真空蒸镀和溅射镀膜设备，初期以真空镀膜为主，工艺相对简单，溅射镀膜可制备更均匀致密的薄膜，并且纯

2、度更高;CVD 设备从用于亚微米的低压化学气相沉积(LPCVD)发展到主要用于 90nm 及以下的等离子增强化学气相沉积(PECVD)，再到可用于 14/7nm 等先进制程的原子层沉积(ALD)，ALD 为 PECVD 的改进，成本更低、纯度更高，广泛应用于 CMOS 器件、存储芯片、TSV 封装等领域。目前薄膜沉积设备市场为国外垄断。国外厂商在设备领域布局较早，技术积累深厚，目前占据主要市场份额。根据Gartner 数据，2020 年全球 CVD 市场 CR3 占比为 70%，均为国外厂商，PVD 市场应用材料一家独大，占比约85%。北方华创 PVD 工艺国内领先。公司自主研发 13 款 P

3、VD 产品，其中自主设计的 exiTin H630 TiN 金属硬掩膜 PVD是国内首台专门针对 5528nm 制程的 12 寸金属硬掩膜设备，实现国产 28nm 后端金属硬掩膜的突破;公司 28nm的 TiN Hardmask PVD 进入国际供应链体系，目前制程进步到 14nm;公司 14nm CuBS PVD 于 2016 年开始研发，并于 2020 年初进入长江存储的采购名单，成功打破 AMAT 的垄断。北方华创 CVD 设备同时覆盖功率、光伏等，实现多领域布局。目前 LPCVD 设备部分产品在国内 SMIC 先进工艺生产线实现突破，PECVD 设备主要用于光伏电池片等生产，大幅节约电

4、能成本。如 HORIS P8571A 管式 PECVD 设备单台可满足 160MW 之类以上的产能需求。根据国内主流晶圆厂商招标结果，公司 2021 年共取得 5 个订单，客户包括浙江创芯、上海积塔、上海新微和华虹无锡。氧化(Oxidation)是将硅片放置于氧气或水汽等氧化剂的氛围中进行高温热处理，在硅片表面发生化学反应形成氧化膜的过程，是集成电路工艺中应用较广泛的基础工艺之一。氧化膜的用途广泛，可作为离子注入的阻挡层及注入穿透层(损伤缓冲层)、表面钝化、绝缘栅材料以及器件保护层、隔离层、器件结构的介质层等等。扩散(Diffusion)是在高温条件下，利用热扩散原理将杂质元素按工艺要求掺入硅

5、衬底中，使其具有特定的浓度分布，达到改变材料的电学特性，形成半导体器件结构的目的。在硅集成电路工艺中，扩散工艺用于制作 PN 结或构成集成电路中的电阻、电容、互连布线、二极管和晶体管等器件。退火(Anneal)也叫热退火，集成电路工艺中所有在氮气等不活泼气氛中进行热处理的过程都可称为退火，其作用主要是消除晶格缺陷和消除硅结构的晶格损伤。为了使金属(Al 和 Cu)和硅基行成良好的基础，以及稳定 Cu 配线的结晶结构并去除杂质，从而提高配线的可靠性，通常需要把硅片放置在惰性气体或氩气的环境中进行低温热处理，这个过程被称为合金(Alloy)。北方华创立式氧化炉具备独特优势。随着集成电路制造工艺要求的提高，特征尺寸不断缩小，对高端集成电路工艺处理设备的需求也越来越强烈。相比较传统炉管设备，立式氧化炉具备其独特优势：高效生产性能，高精度温度控制性能，良好成膜均匀性能，先进颗粒控制技术，完整的工厂自动化接口等。