技術(shù)路線(xiàn)的差異化爭(zhēng)奪
中國(guó)半導(dǎo)體清洗設(shè)備并非簡(jiǎn)單的技術(shù)復(fù)制,而是頗具創(chuàng)新的差異化競(jìng)爭(zhēng)。
根據(jù)清洗介質(zhì)的不同,半導(dǎo)體清洗技術(shù)可以分為濕法清洗和干法清洗兩條分支路線(xiàn),目前濕法清洗是主流的技術(shù)路線(xiàn),占芯片制造清洗步驟數(shù)量的 90%以上,因此這里討論的主要是各家濕法清洗設(shè)備的情況。
所謂濕法清洗指的是,用溶液、酸堿、表面活性劑、水及其混合物,通過(guò)腐蝕、溶解、化學(xué)反應(yīng)等方法,使硅片表面的雜質(zhì)與溶劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成可溶性物質(zhì)、氣體或直接脫落,從而達(dá)到清潔硅片的目的。
同為濕法清洗技術(shù),又可以分為化學(xué)方法和物理方法兩個(gè)方向。
化學(xué)方法主要通過(guò)將硅片浸入不同的化學(xué)藥劑從而達(dá)到清洗的目的,根據(jù)藥劑的不同又有RCA 清洗、改進(jìn) RCA清洗、臭氧清洗、IMEC清洗等多條分支。
物理方法則是將化學(xué)藥劑與物理方法結(jié)合,通過(guò)機(jī)械刷洗法、超聲波/兆聲波清洗法、二流體清洗法、旋轉(zhuǎn)噴淋法等物理技術(shù),對(duì)硅片進(jìn)行全面清洗的過(guò)程。行業(yè)中,物理方法所用的藥液基本相同,核心的區(qū)別在于物理輔助方法的差異。
目前,海外巨頭的濕法清洗設(shè)備主要采用容器浸泡法、旋轉(zhuǎn)噴淋法和機(jī)械刷洗法,其中旋轉(zhuǎn)噴淋法是海外巨頭的主流路線(xiàn),已經(jīng)能夠完成7nm及以上規(guī)格的硅片清洗。
與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相比,國(guó)產(chǎn)清洗設(shè)備企業(yè)大多采用差異化的競(jìng)爭(zhēng)路線(xiàn),有望實(shí)現(xiàn)技術(shù)路線(xiàn)上的彎道超車(chē)。
芯源微采用二流體清洗法,**控制惰性氣體及水流量,達(dá)到雜質(zhì)去除目標(biāo)。2021年財(cái)報(bào)顯示,公司濕法清洗技術(shù)已經(jīng)能夠達(dá)到40nm大小的顆粒清洗。
盛美上海與北方華創(chuàng)均積極布局兆聲波技術(shù),并且取得了很好的技術(shù)突破,已經(jīng)能夠商業(yè)化量產(chǎn)28nm規(guī)格的清洗設(shè)備。
受《瓦森納協(xié)定》影響,中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)始終被歐美**卡脖子,如光刻機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備,我國(guó)始終難以拿到較高規(guī)格的產(chǎn)品,這就導(dǎo)致我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈普遍只能停留在14nm制程以上。
從產(chǎn)品角度而言,這是一種劣勢(shì),但從產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展角度看,這給我我國(guó)產(chǎn)業(yè)鏈持續(xù)追趕的時(shí)間。由于海外芯片企業(yè)普遍聚焦小制程產(chǎn)品,而我國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)鏈卻仍停留在28nm,這就導(dǎo)致雖然中國(guó)半導(dǎo)體清洗設(shè)備的技術(shù)趕不上國(guó)際巨頭,但在國(guó)內(nèi)應(yīng)用卻正好足夠。
也即是說(shuō),對(duì)于國(guó)內(nèi)晶圓企業(yè)的擴(kuò)產(chǎn)而言,選擇國(guó)內(nèi)清洗設(shè)備與外國(guó)清洗設(shè)備并沒(méi)有太大的不同。
在如此的便利之下,中國(guó)半導(dǎo)體清洗設(shè)備企業(yè)依然沒(méi)有選擇復(fù)制海外巨頭的技術(shù)之路,而是全面自研搞自己的差異化路線(xiàn),這就顯得更加難能可貴。
一塊芯片“敲門(mén)磚”
清洗設(shè)備的價(jià)值并不僅僅體現(xiàn)在芯片產(chǎn)業(yè)鏈5%的市場(chǎng)份額上,作為整個(gè)芯片制造環(huán)節(jié)中參與*頻繁的設(shè)備,它實(shí)際上已經(jīng)成為了一塊芯片“敲門(mén)磚”。
市場(chǎng)中很多投資者將中國(guó)半導(dǎo)體清洗設(shè)備與日本迪恩士進(jìn)行對(duì)比,但實(shí)際上這樣簡(jiǎn)單的對(duì)比并不客觀(guān)。雖然迪恩士在全球清洗設(shè)備行業(yè)中占有**的**份額,但其競(jìng)爭(zhēng)力實(shí)際卻是持續(xù)下降的。
迪恩士成立于1975年,是日本八十年代半導(dǎo)體騰飛的*大受益者之一,其成功在1983年研發(fā)出世界**臺(tái)旋轉(zhuǎn)晶片清洗系統(tǒng)??梢哉f(shuō),之所以迪恩士能夠成為全球龍頭,正是源于革新性的技術(shù)創(chuàng)新。
2016年的時(shí)候,迪恩士在半導(dǎo)體清洗設(shè)備的市場(chǎng)占有率曾高達(dá)53%,到2019年這一數(shù)據(jù)下降至50%,2020年再度下降至45%。市場(chǎng)份額的持續(xù)下降表明,迪恩士的核心競(jìng)爭(zhēng)力已經(jīng)不再像之前那樣穩(wěn)固。
一直以來(lái),迪恩士都是一家極為聚焦的企業(yè),而聚焦則給公司帶來(lái)了**的市場(chǎng)占有率。但在我們看來(lái),迪恩士的發(fā)展卻并不算“成功”,因?yàn)樵舅梢愿訌?qiáng)大。
正如前文所述,半導(dǎo)體清洗設(shè)備是一個(gè)市場(chǎng)占比很低的芯片子賽道,但同時(shí)它又參與到芯片制造的各個(gè)環(huán)節(jié)中,因此清洗設(shè)備公司具備切入其他賽道的機(jī)會(huì)。
雖然迪恩士公司也曾進(jìn)入過(guò)刻蝕設(shè)備、涂膠/顯影設(shè)備等芯片細(xì)分領(lǐng)域,但卻絲毫沒(méi)有產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。根據(jù)公司*新的2022年H1財(cái)報(bào),迪恩士總營(yíng)收逇95%來(lái)自于清洗設(shè)備,其中單品清洗設(shè)備的占比高達(dá)70%。
2019財(cái)年,迪恩士一度希望通過(guò)多元化提升公司競(jìng)爭(zhēng)力,當(dāng)時(shí)公司的營(yíng)收中,清洗設(shè)備的占比僅為85%,但如今其他業(yè)務(wù)已經(jīng)萎縮至幾乎可以忽略的地步。
對(duì)于中國(guó)清洗設(shè)備企業(yè)來(lái)說(shuō),與迪恩士競(jìng)爭(zhēng)全球產(chǎn)業(yè)龍頭可能不是一個(gè)正確的選擇,迪恩士長(zhǎng)期聚焦這一領(lǐng)域,想要短期超越難度極大。
另一方面,中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈整體剛剛起步,具備設(shè)備自主替代能力的企業(yè)并不多,半導(dǎo)體清洗設(shè)備作為國(guó)產(chǎn)替代先行者,實(shí)際已經(jīng)具備了縱向擴(kuò)張的優(yōu)勢(shì)。清洗設(shè)備參與到芯片產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié),與產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的公司都有接觸,具備縱向切入產(chǎn)業(yè)鏈上下游設(shè)備的能力。
由單一清洗設(shè)備切換到更多的領(lǐng)域,已經(jīng)成為中國(guó)半導(dǎo)體清洗設(shè)備龍頭的一致選擇。
北方華創(chuàng)的多元化戰(zhàn)略自不必多提;在清洗設(shè)備領(lǐng)域*具競(jìng)爭(zhēng)力的盛美上海,也開(kāi)始切入到電鍍?cè)O(shè)備、刻蝕設(shè)備以及封裝設(shè)備中;芯源微則在涂膠顯影設(shè)備有所布局。
爭(zhēng)奪單一市場(chǎng)全球競(jìng)爭(zhēng)力固然重要,但在自主替代剛剛起步的當(dāng)下,快速切入空白市場(chǎng)也不失一種正確的選擇,中國(guó)清洗設(shè)備企業(yè)有著比國(guó)際巨頭更大的發(fā)展空間。
目前來(lái)看,北方華創(chuàng)就是走這種國(guó)產(chǎn)替代早期搶占市場(chǎng)的路線(xiàn),盛美上海也開(kāi)始切入到更多產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié),即將上市的屹唐半導(dǎo)體本就是中國(guó)的去膠機(jī)龍頭,各家公司均準(zhǔn)備好了跑馬圈地。
中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)爭(zhēng)奪戰(zhàn),爭(zhēng)得不僅是技術(shù),也是資本的擴(kuò)張。
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