3月20-22日，由SEMI主辦的SEMICON China在上海舉行，作為中國首屈一指的半導體旗艦展覽，SEMICON China上業(yè)界大咖云集，參展廠商眾多。國君機械作為在泛半導體設備領域持續(xù)深入研究的團隊，本次展會做了一些新的嘗試。在這里，我們來分析一下幾家半導體裝備上市公司的最新變化。

北方華創(chuàng) 做努力奔跑的國產半導體設備追夢者

一、中國半導體產業(yè)駛入快車道

1. 新興市場驅動半導體產業(yè)第三波發(fā)展浪潮

從歷史發(fā)展看，半導體行業(yè)的發(fā)展經歷了三次浪潮：早期80-90年代半導體行業(yè)由PC和互聯網驅動；第二次主要由mobile智能手機和媒體社交領域的應用發(fā)展驅動；現在是第三次，是數據經濟，手機、物聯網、大數據、汽車電子、云計算、AI等，每天產生無數data。這些data都需要更多存儲和計算的power，帶來邏輯、存儲等半導體的新機會。

圖 數字經濟時代數據量大幅增長（十億GB）

1.2 泛半導體領域市場方興未艾

除了IC領域，泛IC領域各個方面發(fā)展也很迅速：

a.先進封裝：現在的封裝已經不是原來簡單的wire-bonding的封裝，而是變得越來越復雜。2020年市場規(guī)模314億美元，其中fan-out增長速度最快，約為36%；

b.LED：除了背光和照明等應用外，mini-led已經開始普及。此外，micro-led對led行業(yè)的拉動非常大，預計于2020年推向市場，預估產值在300-400億美元；

c.新型顯示：到2025年，若考慮VR/AR應用，市場規(guī)模將達到400億美元；

d.MEMS：互聯網和相關的sensor的增長率很大，預計2021年市場將達到660億美元，復合年增長率12%。

2.3 中國集成電路裝備產業(yè)迎來千載難逢的發(fā)展機遇

從結構上看，中國目前在云、汽車、手機等方面應用很廣，是世界上最大的消費市場。

全球IC設備市場快速增長，中國占比正不斷提高，目前已成為全球第二大半導體設備資本支出市場，僅次于韓國，預測至2020年將進一步縮小和韓國之間的差距，甚至超越韓國。總而言之，從設備市場和資本支來看，中國大陸正處于IC設備產業(yè)的一個黃金時期。

二、裝備是半導體產業(yè)夢的基石

在邏輯領域，IC發(fā)展到現在7nm，非常接近極限。而半導體設備是半導體產業(yè)的基礎，一代技術依賴于一代工藝，一代工藝依賴一代設備和材料來實現。芯片特征尺寸不斷縮小，新結構、新材料不斷被應用，新技術層出不窮。設備的復雜性越來越高：現在PVD的系統，機械工程師需要1.5萬張圖，5萬個零部件組成，軟件代碼近50萬行。

數據來源：IC insight，國泰君安證券研究

三、北方華創(chuàng)的解決方案

公司目前可以在集成電路、先進封裝、半導體照明LED、功率半導體、微機電系統、化合物半導體、平板顯示及新能源光伏等領域提供設備解決方案。

3.1 集成電路領域

IC主要工藝制程分：光刻（涂膠、曝光、顯影）、離子注入、CVD/PVD、刻蝕、化學機械研磨CMP、清洗、擴散diffusion等。針對這些工藝，公司有刻蝕、薄膜、擴散、清洗四大工藝模塊，包括刻蝕機、PVD設備、單片退火設備、ALD設備、氧化/擴散爐、LPCVD、單片清洗機以及槽式清洗機等產品。

數據來源：北方華創(chuàng)

1）刻蝕（邏輯和memory）

從刻蝕方面看，包括logic和memory刻蝕，但應用層面都比較相似。對于gate相關的刻蝕公司具有dry clean，STI等工藝；相同的刻蝕工藝也可以用于DRAM和3D NAND。

a.硅刻蝕，包括：

淺溝槽STI Etch：公司的產品在邏輯、nor flash、cis都有很好的表現，各種刻蝕形貌和參數都能滿足要求，2015年開始就是baseline機臺（等離子硅刻蝕機）；

Poly Etch：Poly Etch非常關鍵，公司的產品得到了客戶認可。

b.金屬刻蝕，包括：

TiN的HardMask etch：一般28nm以下，都是PVD沉積TiN做HM來做刻蝕。公司的產品在14nm-65nm都做得很好，跟baseline完全匹配；

c.鋁刻蝕，包括：

鋁線刻蝕

Al Pad etch：公司的鋁線刻蝕和鋁塊刻蝕都跟baseline完全匹配，在形貌上完全滿足客戶需求。

除了上面之外，公司的刻蝕機還可以刻蝕其他材料，例如ITO材料等，其中ITO在顯示領域越來越重要。

d.公司的刻蝕設備在泛半導體里也有一些應用：

IGBT也就是現在大家都在推崇的溝槽柵的刻蝕：IGBT刻蝕有很多刻蝕細節(jié)的要求。一個是底部形貌問題：一種是平的，一種是U形的，還有一種是V形的，這個形貌非常重要。另外對Top Corner也是要求非常嚴格，因為Top Corner對Breakdown Voltage影響非常大?？偟膩碚f，不管是Top Corner還是Bottom Profile，公司的產品都達到了很高水平。另外，刻蝕除了對形貌的要求，還有一些電性的要求，公司也做到了很高水平；

公司的刻蝕設備還可以用于Silicon base的Super Junction。公司的刻蝕設備也可以用于與物聯網相關的做sensor的MEMS相關的器件?？傊?，公司刻蝕設備具有好的剖面和損傷控制，高的ER和好的均勻性；

公司刻蝕設備還可以用于做sensor的MEMS相關器件。在這方面，公司各種形貌都可以達到高刻蝕水平。公司的工藝能力和設備的靈活性非常好，可以刻蝕各種客戶需要的形貌來滿足sensor的需要。

2）薄膜thin film沉積

公司開發(fā)了一個大的傳輸平臺，同時可以掛10個獨立的反應腔體，是至今PVD領域最大的傳輸平臺，超越同行?？蛻粽J可度非常高；

在IC里面，hardmask是非常重要的一塊，我們有不同硬件，能夠調節(jié)不同制程下的的stress和density；

a.金屬薄膜沉積，包括CuBS PVD、Al PVD等。公司研發(fā)了十個腔室的平臺，是至今在金屬化的平臺里最大的一個，這個平臺及工藝客戶非常認可；

Al Pad PVD：可以從低溫的做到高溫的，比如說在400度做的非常好。沉積過程中wafer溫度的穩(wěn)定性非常好，并且解決了whisker和sticking連片的問題；

b.hardmask PVD：公司的產品可以保證薄膜中心到邊緣的micro structure一致，使得在做CMP時，中心到邊緣磨的速率一致，效果非常好，是28nm生產的baseline機臺；

c.ALD/CVD W：film的resistivity比別家要低；這類設備一方面用于填高深寬比的via或者trench，另一方面用于Power IC；

d.PVD for LED：在LED照明中，公司研發(fā)了氮化鋁的工藝流程。這個工藝流程從無到有，現在變成了LED的一個標配流程，大大縮短了MO的時間，將MO時間從原來的8小時，縮短到現在的5小時。

同樣的，除了IC相關，公司的PVD工藝在IGBT Hot Al和Silicon外延方面也得到了客戶的認可。公司在IGBT中的薄膜處理工藝能力優(yōu)異，而且對NiV film stress可以保證低于30MPa仍不發(fā)生翹曲。在Silicon外延中可以保證優(yōu)異的厚度和Rs均一性，并且公司工藝在大規(guī)模生產中保持穩(wěn)定。

3）濕法清洗

logic從底部到頂部每一步工藝都涉及Wet clean工藝，此外DRAM和3D NAND也都會應用wet clean工藝。前段和后段工藝都會需要用到清洗設備。

單片清洗：包括RCA、pre/post film clean、post CMP final clean、BEOL post clean BEOL-post etch clean、scrubber等；

批式清洗：包括RCA，PDC/Oxide etch，PR strip，Nitride etch，Solvent Strip，wafer reclaim等。

4）diffusion

前道用的比較多

LPCVD：可以生長各種film，包括a-Si/Poly、Pad-SiN、Spacer-SiN、HTO等；公司LPCVD工藝具有高可靠性，系統uptime做到95%以上，工藝結果非常穩(wěn)定；

Oxidation：長各種氧化膜，包括Pad-OX、Liner-OX、SAC-OX、Gate-OX等；公司產品具有高可靠性，uptime達到95%以上，系統的particle平均做到8nm，非常小；

低溫Alloy：低溫合金在實際中溫度并不好控制，公司可以做從100-600度；在低溫的控溫比高溫更難，我們的低溫控得非常好。

單片anneal：post etch和post CMP之后anneal一下，做一個去除表面粘污污染。IC產品做了post etch/post cip以后，都要做一個anneal，因此這也是IC設備里非常重要的一部分。

數據來源：北方華創(chuàng)

3.2 先進封裝領域

北方華創(chuàng)可為Flip Chip Bumping、Fan-out、WLCSP等封裝技術提供UBM/RDL PVD和Descum等離子體表面處理設備及解決方案；還可為2.5D/3D封裝提供高深寬比TSV刻蝕、TSV PVD工藝解決方案。

多年來，北方華創(chuàng)持續(xù)與主流封測廠在晶圓級封裝業(yè)務上長期深度合作，并不斷獲得重復訂單，產品日益成為先進封裝生產線的首選，肩負了客戶規(guī)模量產的重任。隨著先進封裝技術的不斷發(fā)展，面臨更大晶圓翹曲、更小線寬、更高精度要求以及更加復雜的基材結構等一系列挑戰(zhàn)，北方華創(chuàng)已有深度研發(fā)和技術積累，并將緊密與客戶配合，快速響應，為市場提供更加優(yōu)質的產品和解決方案。

3.3 LED領域

北方華創(chuàng)為客戶量身定做的GaN 刻蝕機、PSS刻蝕機、PECVD、AlN Sputter等設備均為當前行業(yè)標桿產品，設備銷量破千臺，成為客戶信賴的技術創(chuàng)新產品。其中，AlN設備不僅獲得大陸客戶的全面認可，還收獲美國、中國***和韓國客戶的認可；同時，北方華創(chuàng)提供的ITO Sputter設備，通過不斷的技術進步，電壓和亮度優(yōu)于國際同行，為客戶帶來價值。

3.4 MEMS及新興市場

北方華創(chuàng)深硅刻蝕設備獲得了市場的廣泛認可，已批量進入頂尖科研機構及生產線。深硅等離子刻蝕設備憑借優(yōu)異的工藝性能，已突破海外市場，為全球客戶提供先進工藝解決方案。北方華創(chuàng)刻蝕設備已全面服務于 MEMS傳感器、光通信器件等新興領域。隨著硅基OLED顯示技術興起，北方華創(chuàng)憑借優(yōu)良的工藝技術性能，硅刻蝕機、金屬刻蝕機、PVD、氧化退火爐、清洗機等產品已全面服務于主流硅基OLED顯示企業(yè)。

3.5 第三代半導體領域

北方華創(chuàng)可提供SiC刻蝕、GaN刻蝕、介質刻蝕、高溫爐、LPCVD、PECVD以及PVD等關鍵設備，可提供第三代半導體功率器件和射頻微波器件整體解決方案；此外，北方華創(chuàng)為第三代半導體領域量身打造的SiC長晶爐設備性能優(yōu)異，獲得了客戶的批量訂單；全新推出的先進ALE原子層刻蝕設備，可滿足HEMT器件的低損傷工藝要求，已成功進入知名功率芯片制造工廠，為國產設備在高端半導體裝備領域再添新秀。

3.6 硅材料制造領域

北方華創(chuàng)應用于單片/多片硅外延的APCVD系統能滿足外延廠和芯片廠的差異化需求，自問世以來，不斷獲得重復采購，在2018年的新增市場中占據半壁江山。NAURA Akrion槽式清洗機產品性能優(yōu)異，在世界知名的硅晶圓生產企業(yè)擁有大量的裝機量。此外，北方華創(chuàng)還可提供氧化爐、退火爐和單片清洗機等設備及工藝解決方案。

3.7 新能源光伏領域

北方華創(chuàng)研制的新型低壓擴散爐，高效單晶生長設備銷量穩(wěn)居國內高效光伏電池領域前列，客戶覆蓋海內外。全新升級的大產能PECVD設備，性能更加匹配客戶需求，同時還可幫助客戶進一步降低生產成本。應用于新能源光伏領域的全自動多晶黑硅制絨機、臥式氧化/擴散爐、PECVD、單晶爐等設備均已實現進口替代。全新研發(fā)的砷化鎵清洗機和砷化鎵外延剝離腐蝕清洗機作為砷化鎵薄膜電池的核心工藝設備，已順利進入客戶生產線。

3.8 平板顯示領域

北方華創(chuàng)作為國內知名的平板顯示設備供應商，可提供Mask Cleaner 、Grind Cleaner、TAU、 TCU、TRU、Edge Inspection、UV CURE 、Index等設備。其中自主設計研發(fā)的Index、UV Cure、Grind Cleaner設備在國內一直保持著較高市場份額。OLED核心設備Mask Cleaner實現了較高的市場占比。TAU等節(jié)能環(huán)保類產品自2016年推向市場以來，獲得了客戶的一致認可并實現批量采購，現已擁有較高的市場份額。

3.9 其他

此外，北方華創(chuàng)在氣體流量測量和控制方面擁有多項關鍵技術，MFC產品遠銷歐美，是中國流量計品牌的佼佼者。其CS系列數字MFC產品的技術指標滿足高端裝備使用要求，已經廣泛應用于半導體、光伏太陽能、真空鍍膜、TFT等行業(yè)生產線，累積銷售量超過20余萬臺。

四、北方華創(chuàng)與客戶的合作

打兩個比方：

1）當時我們看了一篇paper，覺得有必要做PVD AlN的研發(fā)，覺得這個可以幫助生長。這個設備的沉積溫度在600-900度，溫度很高。我們和客戶一起開發(fā)，現在賣的非常好，市占率90%以上，已經成為benchmark。我們的設備的cost和efficiency都表現比較好，將客戶產品的生長時間從8小時縮短到5小時，大大降低了客戶成本和效益并且顯著提高了LED性能；

2）當時客戶問我們能不能做單片anneal，我們從答應客戶到做到出來總共6個月，最后我們設備的productivity增加了38%，也成為benchmark tool。

總體而言，公司可以帶來更好的技術、更高的效率、高快的反應速度和更好的客戶服務，希望大家可能多多合作。

精測半導體：半導體量測設備首次亮相，值得關注

一、發(fā)展歷程：從精測電子出發(fā)，布局泛半導體領域檢測設備

上海精測半導體技術有限公司是武漢精測電子集團股份有限公司在上海設立的全資子公司。公司注冊于2018年7月，主要從事以半導體測試設備為主的研發(fā)、生產和銷售，同時也開發(fā)一部分顯示和新能源領域的檢測設備。

自2018年7月起，公司取得了一系列的進步。2018年8月，公司簽訂柔性激光切割設備合同；9月，公司簽訂0LED微型顯示器膜厚測量儀合同；2019年1月，公司正式投產，激光切割設備出貨，2019年2月，OLED微型顯示器膜厚測試儀出貨。該臺設備為國內首臺，具有一定領先地位。

圖 公司在泛半導體領域已取得訂單并出貨

二、半導體檢測設備正式亮相，值得關注

經過半年多的準備，上海精測半導體于19年的SEMICON展首次正式亮相，展示其高端先進的半導體檢測設備。目前公司的產品分為兩大類，一類在芯片制造領域；一類在顯示/微機電/記憶體領域。

2.1 芯片制造領域

1）半導體集成式膜厚測量機EFILM 300IM：自主研發(fā)和生產，具有完全自主知識產權

該產品支持8/12寸硅片，應用范圍包括刻蝕、CVD、光刻和CMP等工藝段的測量；

2）Micro OLED全N2環(huán)境使用倒置型膜厚測量機EFILM 200FU：國內領先

該產品能夠實現TFE/ETL/EML/ITO各制程的光學性能測試和?級膜厚測量；

3）半導體集成單/雙模塊膜厚測量機EFILM 300DS：支持12寸/8寸硅片；

4）高性能膜厚及OCD測量機EPROFILE 300FD：集成電路生產線12寸/8寸硅片全自動光學薄膜測量及光學關鍵尺寸測量

5）全自動晶圓缺陷復查設備ULTRAView：12寸晶圓在線電子束缺陷復查和分類設備。

2.2 顯示/微機電/記憶體領域

1）G4.5代面板激光切割設備Ultracut1000：

2）鏡頭波前和表面二合一檢查機WFAOI 100FD：鏡頭全自動光學像差檢測和表面缺陷檢測二合一系統，利用干涉技術的激光對被測物體進行光學組件像差。

總體而言，我們認為精測半導體在膜厚/OCD領域的產品布局處于國內領先地位，期待未來能夠逐步在獲取訂單/驗證/出貨/量產等各個環(huán)節(jié)同樣保持領先地位。

長川科技：展出CP12探針臺及數字信號測試機，補齊測試設備產品線

一、新產品之一：CP12探針臺

公司于展會上展出1臺全自動12英寸超精密晶圓測試系統，可兼容8寸和12寸晶圓性能測試。通過視覺系統實現晶圓自動校準與晶圓焊盤和探針的精準對位。

二、全球半導體測試設備市場規(guī)模約60億美金，探針臺約13億美金

目前測試設備主要分為測試機、探針臺、分選機三大類，其中公司已有測試機、分選機兩大類產品，而探針臺研發(fā)難度最大，目前國產化率最低、進口依賴程度大。

根據泰瑞達預計，2019年全球高端半導體測試設備(ATE)市場規(guī)模約30-35億美金，其中存儲器測試設備市場將達到6.5-7.5億美元，SOC測試設備市場將達到23-27億美元。我們按照高端ATE占全部ATE占比80-90%計算，判斷全球ATE設備市場空間約38-40億美金。我們按照測試機：分選機：探針臺市場空間約為3:1:1計算，探針臺設備的全球市場空間約13億美金。

目前全球領先的探針臺企業(yè)包括東京精密、QA、Ecopia等。國內目前在這一領域布局的公司包括深圳矽電、森美協爾等。我們以森美協爾量產型半自動/全自動探針臺參數來對比，目前其index time做到300ms（die尺寸10mm），長川的index time做到200mm（die尺寸6mm）；森美的xy定位精度做到了2μm，長川做到了1μm；森美x軸定位精度做到2μm，長川1.5μm，二者技術指標均比較領先。

數據來源：semishare

總體而言，我們認為長川科技將在已有測試機、分選機設備基礎上，通過推出CP12探針臺補齊測試設備產品線，為長期成長打開成長空間。

盛美半導體：發(fā)布三款新產品，新增10億美元目標市場

一、背景

盛美半導體（ACM Research）是一家在美國上市但是接中國地氣的企業(yè)，公司在國內濕法設備市場具有領先地位。與

DNS、TEL、LAM等國際設備廠商相比，公司的產品大多走差異化路線，布局其競爭廠商目前還不具備的技術與產品。除了技術優(yōu)勢外，公司的產品也能幫助客戶節(jié)省成本，從而獲得客戶的更多青睞。

數據來源：ACM Research

本屆SEMICON上，盛美董事長兼CEO王暉博士為大家介紹了三款最新產品，分別是多陽極局部電鍍銅設備Ultra ECP map Tool、先進封裝拋銅設備Ultra SFP-Advanced Packaging以及Ultro C-Tahoe高溫硫酸清洗設備。本次發(fā)布的三大新設備均代表了細分領域的最先進技術，市場前景良好，并且都已經收獲訂單。清洗設備已經于19年1月份出貨，拋光設備未來2-3月將交付客戶。

二、多陽極局部電鍍銅設備

市場空間及產品意義：公司的電鍍銅設備主要是銅互連用電鍍銅設備，主要針對前道晶圓制造環(huán)節(jié)。目前鍍銅設備市場空間大約為2億美金以上，雖然市場沒有很大，但鍍銅設備的技術含量非常高。

公司產品優(yōu)勢：盛美早在1998年就開始專利布局。尤其在局部鍍銅這一塊，盛美半導體設備擁有當今世界獨一無二的技術，并有多個專利保護。采用盛美半導體的局部電鍍銅技術，可以實現電鍍初始階段就做到均勻電鍍，實現完全的無氣穴填充。目前該技術主要應用于40nm、28nm，根據公司CEO王暉博士表示，公司還將繼續(xù)往更小的工藝節(jié)點推進，在14nm、12nm及更小節(jié)點，這個技術的優(yōu)越性也會越來越大。

三、先進封裝拋銅設備

市場空間及產品意義：目前該設備主要針對人工智能（AI）芯片封裝工藝開發(fā)。由于AI芯片具有更多的引腳，所以需要全新的立體封裝工藝和封裝設備。具體來說，在芯片進行鍍銅后，還需要把表面多余的銅拋掉，這就需要核心工藝——拋光。公司的拋光設備對應市場空間大約為2億美金以上。

公司產品優(yōu)勢：目前現階段的拋光采用的是機械化學研磨（CMP），而傳統的化學研磨面臨著一個問題，即耗材的成本問題。而盛美采用了一種復合式的濕法電拋光技術，首先對銅膜進行90%的電拋光，繼而再進行10%的化學機械研磨（CMP）, 再用濕法刻蝕去除阻擋層。由于電拋光的化學液可以重復循環(huán)使用，這樣可以節(jié)省80%以上的耗材費用。目前只有盛美能夠做到，這也是盛美為未來的先進封裝所儲備的技術。

四、高溫硫酸清洗設備UltraC Tahoe

市場空間及產品意義：清洗設備是公司的傳統的核心產品。公司新設備的一大特點就是能大大地節(jié)省化學液，可以減少90%的硫酸使用量，減少對環(huán)境的影響。這也是盛美半導體的獨家發(fā)明，全世界首臺。目前主要對應全球20%左右的清洗設備市場，約6億美元。

公司產品優(yōu)勢：該設備將傳統的槽式清洗和單片清洗融合，硅片先在槽式清洗機里用高溫硫酸洗滌，再進行單片洗滌，減少90%的硫酸使用量。根據王博士的舉例，目前上海的晶圓廠每年有6萬噸的硫酸使用量，對應10萬片晶圓產量；如果采用盛美的設備，同等硫酸量可生產100萬片晶圓，企業(yè)每年也將至少節(jié)省1200萬美元成本。