东吴：中微刻蚀机资深专家电话会议纪要20180726

会议时间：2018年7月26日20:00会议嘉宾：Z总（现任半导体设备龙头公司主任工程师，17年半导体行业经验）主持人：东吴机械分析师周尔双主持人介绍：中微是国内半导体设备的领军企业，主要产品包括刻蚀机和MOCVD设备。其中刻蚀机在晶圆制造产线中的占比在25%左右，是仅次于光刻机的核心设备。中微的刻蚀机已经进入到台积电7nm的供应体系，是中国目前唯一能够进入台积电供应链体系的大陆半导体设备商。MOCVD是生产LED外延芯片的最关键设备，中微研发成功后突破了国外龙头的垄断并迅速挤占市场，其第二代MOCVD设备，已经在国内全面取代了德国的Aixtron和美国的Veeco的设备，从去年到今年八月份已获得150多台订单，国内蓝光LED市场市占率超过80%。嘉宾发言1、刻蚀的工作原理和技术难点。刻蚀是通过设备硬件的控制，把导入的气体等，在能量的作用下产生等离子体，作用于相应的薄膜表面上，会发生一定的化学和物理反应，有选择地从硅片表面去除不需要的薄膜，从而形成制造芯片时所需要的图形。刻蚀可以看成光刻之后在涂胶的硅片上正确复制掩膜图形，有图形的光刻胶层在刻蚀中不受到腐蚀源显著的侵蚀。难点主要是硬件的设计，加工硬件所用的材料选择和加工工艺；此外在生产应用方面，难点就是刻蚀工艺的研发。2.刻蚀的分类。按照工艺的不同，刻蚀可以分为干法刻蚀和湿法刻蚀。湿法刻蚀是用液体化学试剂（如酸、碱和溶剂等）以化学方式去除硅片表面的材料。干法刻蚀是把硅片表面曝露于气态中产生的等离子体，等离子体通过光刻胶中开出的窗口，与硅片发生物理或化学反应（或这两种反应），从而去掉曝露的表面材料；等离子刻蚀是干法刻蚀中的一种。根据被刻蚀的材料类型的不同，刻蚀主要分成三种：金属刻蚀、介质刻蚀和硅刻蚀。介质刻蚀主要是二氧化硅，这也是中微的主打产品；硅刻蚀（包括多晶硅）应用于需要去除硅的场合，如刻蚀多晶硅晶体管栅和硅槽电容；金属刻蚀是在金属层上去掉铝合金复合层，制作出互连线，中微的氮化钛刻蚀已经在中芯国际那边验证，目前对于铝或者铝铜这类的刻蚀还没有提到日程上。等离子刻蚀机主要用于生产逻辑或者是存储类芯片的晶圆厂。其刻蚀的薄膜的厚度相对于硅通孔刻蚀机要薄一点，沟槽的深度偏浅，但线宽较小，用于精度要求比较高的工艺；价格也相对较高，一般几百万美金一台，配置腔体的数目和应用软件要求不同，单价的差别较大。硅通孔刻蚀机主要用在封装上，是在硅晶圆片上面挖孔把芯片封装进去，一般挖的比较深，但线宽较大，最近两年发展较快。3、随着制程的提升，刻蚀机在产线中的占比会相应增加。刻蚀机在产线中的占比目前大致在20%-30%。但是在存储方面，其线宽较小， 本来光刻对应一道刻蚀，如果线宽太小，一道光刻可能对应两道或者三道刻蚀才能实现，即高阶制程中需要采用多重模板工艺。这样的话，后期随着存储方面应用的增加，刻蚀占比会增加。从14纳米到5纳米器件加工，等离子体刻蚀步骤会增加三倍，刻蚀设备增长已经到了18%以上。同时对单价的影响也很大，主要对控制方面的要求不一样，相关的备件的材料都会重新选择，这些材料的加工成本相应地可能都会增加。具体还需要看器件的应用。3DNAND因为有很多层，需要刻蚀的介质比较多，刻蚀速率比较慢，对刻蚀设备的需求量较大。此外不光是层数堆加的影响，参数方面的要求也不一样。大部分情况下，同一个机台应该都能实现；后续发展的堆叠层次，按照需求的不同，有的机台可以继续使用，有的需要新机器。晶圆产出效率和工艺有关。以比较流行的40nm来说，一个反应腔的加工效率大概是8片/时左右；而3DNAND每小时大概只能加工1片。一个机器一般有4-6个反应腔，如果挂满腔体，40nm一个小时大概40片。每小时产出率根据产品的差异和控制精度的要求，速度达不到很快。工艺较慢导致刻蚀机的需求很大。4、目前中微产品的研发和客户验证进程。目前广泛应用的是40nm，已经量产；28nm后段也有量产的产品在用。在10到7nm的部分刻蚀应用方面跟台积电有合作，实现了小批量重复订货。目前正在研发5纳米刻蚀。在台积电方面，中微大概有50多个机台，200多个反应腔，制程从65nm到10nm都有在用。其他客户情况。在北京中芯国际的设备供应占比在30％左右。厦门晋华：目前7台设备的订单。上海华力：一期拿到5台设备，目前在装机，供应占比是20％左右，剩下80%主要是LAM和东京电子。武汉长江存储：2台在装机，是逐步到位。合肥晶合：有设备在验证。刻蚀设备的付款条件和验证周期。常规情况下，设备movein的时候付一部分，比例不是很高，验收通过的话是一大笔，后续还有一部分。在各方面条件都具备的情况下，从下订单到验证通过一般周期是3-4个月。5、行业的竞争格局。目前行业龙头主要是LAM（中微不少的工程师都是LAM回来的），后面是东京电子。制程方面，他们在14nm，甚至10nm和7nm都有在用。国产设备和这几个老牌设备供应商还有一段距离，他们的发展比我们多了二十年左右。从技术角度来讲，在后段中微的技术已经基本追赶上他们，和LAM基本持平，主要在生产应用方面存在一些弱势。这主要是他们合作的客户比较多，跟客户是一种绑定关系，可以和客户一起研发，甚至客户还会进行投资。中微如果进去的话需要周期验证。此外，北方华创的刻蚀机在中芯国际的验证有了正面的反映，重点是前段设备，后段没怎么做。他们的金属刻蚀机还没有进行验证，没有真正投入生产。6、刻蚀机零部件的国产化率。中微零部件的国产化率超过70%左右。气体流量计和压力监测方面的部件，国 内还没有能加工的公司。另外还可能会受到材料方面的限制。7.应用于8寸和12寸产线的刻蚀机有什么区别？８寸线上做的线宽都比较大，金属层数较少，相关的连线和介质刻蚀方面，控制精度要求较低；同时8寸面积小，刻蚀速率较快，生产效率高，需要的机台数相对较少，大概差了20％－30％。而12寸的线宽小，每个片上做的晶圆数量多，进而对整个面的控制、对形状的要求都比较高。目前从国内来看，大家都比较热衷于投资12寸。8寸的生产厂这两年不多，最近北京、广州有几家在筹划，但是产能不是很高。8、MOCVD设备的主要情况。相对于刻蚀，MOCVD的设备在验证方面较为简单。MOCVD没那么多备件，但主要的备件涉及到专利问题，其做好之后，本身就是属于自己的一个专利，在国内具有相对的优势；经过客户的验证之后，生产出来的薄膜完全可以达到客户的要求。不管生产方面还是技术知识方面，客户对我们还是比较青睐的，目前有几百台的订单。9、公司2018的经营业绩预期。近年来，公司销售额年均复合增长率达到30%。2017年公司销售额增长73.8%，达到10.95亿元，同时达到1亿元的盈利；2017年的主要增长来源于刻蚀机，北京的装机量达到10来台。2018年MOCVD和刻蚀机都比较多，预计MOCVD相对17年增长60％－70％，刻蚀机出货20台左右。2018年经营目标是增长超过50％。10、中微的上市融资计划及员工持股情况。公司今年一直在筹备上市，具体的上市日期还没有宣布。目前准备较充分，规划是在国内上市。对于员工的股权激励都有在进行，涵盖到所有员工，现在因为计划上市可能会受限。比较早进入公司的，包括那些外籍人士，现在还是我们公司的研发的主力。现有员工580人，四分之一是有10个国籍的外籍员工，研发人员比重大概在30％左右。11、中微各分部的经营情况。总部在上海，是照顾到大陆所有生产厂，但总部生产空间有限。2017年开始MOCVD订单量暴增，客户主要集中在南昌，所以将这块生产转移到南昌，跟南昌政府也有合作；目前基地正在建设中，达产后体量预计200-300台。台湾基地是针对台湾的客户。-东吴证券