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半(ban)導(dao)體在(zai)大(da)眾(zhong)眼中(zhong)真正火起來，始于(yu)2019年。彼時飛速發(fa)展的5G產業極大(da)提振了半(ban)導(dao)體設(she)備需求，電源管理芯(xin)片、通訊芯(xin)片等供不應(ying)求。這一(yi)效(xiao)應(ying)傳導(dao)至資(zi)本端，國內(nei)半(ban)導(dao)體投資(zi)熱度陡然拉升，風(feng)投機構(gou)幾乎都將此作為必(bi)投方向，堪稱(cheng)最火的潮流指標。

當前(qian)國(guo)產(chan)(chan)替(ti)代(dai)大背景下，半導體(ti)產(chan)(chan)業的(de)(de)興(xing)衰(shuai)漲落(luo)也被賦予(yu)了(le)一層民族(zu)振興(xing)的(de)(de)色彩，這條蜿蜒崎嶇的(de)(de)變革(ge)路也吸引(yin)了(le)越來越多有識(shi)之士(shi)。在我國(guo)半導體(ti)設(she)備(bei)各細分領域(yu)中(zhong)，刻(ke)蝕、清洗、CMP及(ji)熱(re)處理設(she)備(bei)的(de)(de)國(guo)產(chan)(chan)化(hua)率基本在20%以上，去(qu)膠(jiao)設(she)備(bei)國(guo)產(chan)(chan)化(hua)率可達90%。但薄膜沉(chen)積、涂膠(jiao)顯影、離(li)子(zi)注入、檢測等設(she)備(bei)國(guo)產(chan)(chan)化(hua)率尚不(bu)足(zu)10%，甚至還未實現0的(de)(de)突破(po)。

國(guo)(guo)產(chan)替代(dai)路在何方(fang)？漫長星夜下又有哪(na)些趕(gan)路人？自成立起，芯潮IC持續關注國(guo)(guo)內半導(dao)(dao)體(ti)產(chan)業鏈(lian)動態，現(xian)正式推出【國(guo)(guo)產(chan)半導(dao)(dao)體(ti)設(she)備(bei)行業圖(tu)譜】系列策劃，從初創企業和(he)上市企業兩大維(wei)度制(zhi)作半導(dao)(dao)體(ti)行業各(ge)個細分領域企業名錄(lu)，跟進(jin)國(guo)(guo)產(chan)替代(dai)最新進(jin)展，為相關產(chan)業人士(shi)、研究(jiu)者(zhe)、愛好(hao)者(zhe)提供一份詳實的資料(liao)寶圖(tu)。

首期圖譜聚焦(jiao)集(ji)成電路制造(zao)過程(cheng)中的(de)關鍵處理設備——涂膠顯(xian)影機，這一領域(yu)國(guo)內有哪些廠商，技術水平如何，它(ta)們該如何撕開巨頭壟斷的(de)帷幕？讓我們一起來(lai)探究(jiu)。

01

八(ba)大(da)設(she)備之一，國產替代不足2%

半導(dao)體設(she)備是由成千上萬零部件組成的復雜(za)系統(tong)，這些零部件有機(ji)組合在一起(qi)，執行nm級精密度的生產(chan)操作。

芯(xin)片生產過程示意圖芯(xin)潮IC整理制作

一般來看，集(ji)成電(dian)路(lu)制(zhi)造過程中主要用到八大類設備：擴散爐(lu)-光(guang)刻(ke)機(ji)(ji)(ji)-涂膠(jiao)顯影機(ji)(ji)(ji)-刻(ke)蝕機(ji)(ji)(ji)-離子注入機(ji)(ji)(ji)-薄(bo)膜(mo)沉積設備-化學機(ji)(ji)(ji)械拋光(guang)機(ji)(ji)(ji)-清洗機(ji)(ji)(ji)。

其中涂(tu)膠(jiao)機(ji)和(he)顯(xian)影(ying)(ying)機(ji)作為光(guang)刻機(ji)的(de)輸(shu)(shu)入（曝光(guang)前光(guang)刻膠(jiao)涂(tu)覆）和(he)輸(shu)(shu)出（曝光(guang)后(hou)(hou)圖形的(de)顯(xian)影(ying)(ying)）設備(bei)，主(zhu)要(yao)通過機(ji)械手使晶圓(yuan)在(zai)各系統之間傳輸(shu)(shu)和(he)處理(li)，從而完(wan)成(cheng)晶圓(yuan)的(de)光(guang)刻膠(jiao)涂(tu)覆、固化、顯(xian)影(ying)(ying)、堅膜等。無論是晶圓(yuan)制造(zao)前道工藝，還是封裝測試后(hou)(hou)道工藝，涂(tu)膠(jiao)顯(xian)影(ying)(ying)設備(bei)都(dou)發揮重要(yao)作用，耗時(shi)占(zhan)半導體制造(zao)總過程(cheng)的(de)40%。

具體來看，涂(tu)膠(jiao)機在晶圓表面均勻涂(tu)覆光刻(ke)膠(jiao)后，顯影(ying)機就將曬制好的印版通過半自動和全自動程序，完成顯影(ying)、沖洗、涂(tu)膠(jiao)、烘(hong)干等(deng)工序。

光刻(ke)工藝中的涂膠(jiao)顯影過程

圖片來(lai)源：東方(fang)證(zheng)*研究所(suo)

這一過程尤(you)為(wei)關鍵，涂膠顯(xian)影直(zhi)接影響到光刻工序細微曝光圖案的形成，從而影響后(hou)(hou)續蝕刻和離子注入等(deng)工藝(yi)中圖形轉移的結(jie)果。無論是晶圓制造前(qian)道工藝(yi)還是封裝測(ce)試后(hou)(hou)道工藝(yi)，涂膠顯(xian)影設(she)備的作用都不可小覷。

在早(zao)期(qi)的集成(cheng)電路和(he)一些較低端的半導體(ti)制(zhi)造工藝中，涂膠(jiao)顯影(ying)設備(bei)往(wang)往(wang)單獨(du)使用，隨著芯片制(zhi)造工藝自(zi)動(dong)化程度及(ji)客戶對(dui)產能要求(qiu)的不斷提(ti)升，在200mm（8英寸）及(ji)以上的大型生(sheng)產線(xian)上，此類設備(bei)逐漸開始與(yu)光(guang)刻(ke)(ke)設備(bei)聯機作業(ye)（InLine），組(zu)成(cheng)配套(tao)的圓片處理與(yu)光(guang)刻(ke)(ke)生(sheng)產線(xian)，共(gong)同(tong)完成(cheng)精細的光(guang)刻(ke)(ke)工藝流程。

現階段摩爾定律(lv)發展(zhan)面臨瓶頸，傳統(tong)封裝已(yi)無法(fa)滿足現代集成電(dian)路應用需(xu)求(qiu)。在國(guo)際形勢影(ying)響下(xia)，我(wo)國(guo)芯(xin)片(pian)制造企業自主(zhu)研發能力不斷(duan)提升，帶動(dong)芯(xin)片(pian)產量持續增(zeng)長。據國(guo)家統(tong)計(ji)局數(shu)據顯(xian)示，2021年我(wo)國(guo)芯(xin)片(pian)產量達3594.3億顆，同(tong)比增(zeng)長33.3%。先進封裝技術正被越(yue)來越(yue)多地應用到電(dian)子產品，下(xia)游(you)芯(xin)片(pian)生產廠商對先進封裝設(she)備(bei)的(de)需(xu)求(qiu)正不斷(duan)增(zeng)強，預計(ji)未來一段時(shi)間(jian)，我(wo)國(guo)膠顯(xian)影(ying)設(she)備(bei)的(de)應用需(xu)求(qiu)會(hui)不斷(duan)增(zeng)長。

據東方證*統計，截(jie)至2021年(nian)，我國(guo)(guo)(guo)半導體涂(tu)膠顯(xian)影設(she)備(bei)(bei)國(guo)(guo)(guo)產化(hua)率尚不(bu)足2%。從技術(shu)壁壘上(shang)看，如何(he)保(bao)障(zhang)設(she)備(bei)(bei)在nm級別的(de)(de)操作基礎(chu)(chu)上(shang)的(de)(de)超高(gao)(gao)良率，以(yi)及(ji)保(bao)障(zhang)設(she)備(bei)(bei)在實現以(yi)上(shang)兩個要求(qiu)的(de)(de)基礎(chu)(chu)上(shang)長(chang)時間(jian)穩定的(de)(de)運(yun)行，是當(dang)前(qian)國(guo)(guo)(guo)產設(she)備(bei)(bei)亟需提升的(de)(de)難點。而由(you)于涂(tu)膠顯(xian)影技術(shu)與(yu)光刻機(ji)高(gao)(gao)度相關，屬于美國(guo)(guo)(guo)打擊、限制高(gao)(gao)精尖技術(shu)努力范(fan)圍，國(guo)(guo)(guo)產替代更顯(xian)得(de)必(bi)要且(qie)艱(jian)難。

02

哪些勇士，在啃國產替代(dai)的硬骨頭？

獨挑重擔走長路，自力更生創未來。越(yue)來越(yue)多(duo)的(de)企業(ye)加入國產替(ti)代的(de)行列，就(jiu)涂膠顯影(ying)設備而言，國內有數十家相(xiang)關企業(ye)，部(bu)分企業(ye)已完成上市。

國(guo)內涂膠顯影機廠(chang)商圖譜芯潮IC整(zheng)理制作

具體來看，國內涂膠顯影設(she)備上市企(qi)業包(bao)括芯(xin)源(yuan)微(wei)、華(hua)海清科(ke)、盛美半導體、中(zhong)國電(dian)科(ke)45所和中(zhong)國科(ke)學(xue)院沈陽科(ke)學(xue)儀器股份有限公司等，整體數量(liang)不足(zu)十家。

近(jin)年來一個明(ming)顯的現(xian)象是，越(yue)來越(yue)多初創企(qi)業開始切入顯影機(ji)賽道(dao)，以創世微納、芯(xin)達科技、芯(xin)米半導體等(deng)為代(dai)表，它(ta)們(men)多數成立(li)時間(jian)較短，在業務領(ling)域上涉足多種集成電路設(she)備。

國內涂膠顯影機主要廠(chang)商名錄及最新市(shi)值

芯潮IC整理制作統計截(jie)至2023年4月11日

以上市企業芯(xin)源(yuan)微(wei)（688037.SH）為例，芯(xin)源(yuan)微(wei)全稱沈陽芯(xin)源(yuan)微(wei)電子設(she)備(bei)股份有(you)限公司，于2019年12月(yue)登錄上海證*交易(yi)所，是(shi)國(guo)內第一家在涂膠顯影設(she)備(bei)上取得突(tu)破(po)的企業，也是(shi)國(guo)內少有(you)的能做IC級in-line涂膠顯影設(she)備(bei)的廠商，已擁有(you)專(zhuan)利超350項(xiang)，主持制定2項(xiang)行業標準。

在(zai)LED封裝以及(ji)集成電(dian)路(lu)后道(dao)先(xian)進封裝的涂膠(jiao)顯影設(she)備領(ling)域，芯(xin)源(yuan)微已(yi)有一定的市場占有率，其前(qian)道(dao)180納米的I-line涂膠(jiao)顯影機已(yi)在(zai)長(chang)江存儲上線進行(xing)工藝(yi)驗證，前(qian)道(dao)Barc（抗反射(she)層）涂膠(jiao)設(she)備在(zai)已(yi)通(tong)過(guo)上海華力(li)工藝(yi)驗證，可滿足客(ke)戶(hu)28nm技術節點加工工藝(yi)，并陸續獲得上海華力(li)、中芯(xin)紹興(xing)、廈門士蘭集科(ke)、上海積塔、株洲中車、青島芯(xin)恩、中芯(xin)寧波、昆明(ming)京東方等多個前(qian)道(dao)大客(ke)戶(hu)訂(ding)單及(ji)應(ying)用(yong)，實現小批(pi)量(liang)國產替代。

財報數據顯示，芯源微(wei)2022年度實現(xian)營業總(zong)收入(ru)(ru)13.85億(yi)元，同比(bi)(bi)(bi)增(zeng)(zeng)長(chang)(chang)67.12%；實現(xian)利潤總(zong)額2.19億(yi)元，同比(bi)(bi)(bi)增(zeng)(zeng)長(chang)(chang)188.30%；實現(xian)歸(gui)母(mu)凈利潤1.97億(yi)元，同比(bi)(bi)(bi)增(zeng)(zeng)長(chang)(chang)155.31%；實現(xian)歸(gui)母(mu)扣非(fei)后(hou)凈利潤1.38億(yi)元，同比(bi)(bi)(bi)增(zeng)(zeng)長(chang)(chang)116.12%。報告期(qi)內，芯源微(wei)集(ji)成電路(lu)前(qian)道晶圓加工領(ling)域產品收入(ru)(ru)實現(xian)快速放量(liang)，同時(shi)保持小尺寸（如LED、化合物半導體等）及集(ji)成電路(lu)后(hou)道先進封裝領(ling)域產品收入(ru)(ru)穩步增(zeng)(zeng)長(chang)(chang)。

但整體來看，當前國(guo)內涂膠(jiao)顯(xian)影機(ji)行業集中(zhong)度較(jiao)高，海(hai)外品牌占據市場壟(long)斷地位，如日本東(dong)電電子(zi)公司(si)TEL占據我(wo)國(guo)涂膠(jiao)顯(xian)影設(she)備市場近(jin)90%的份(fen)額(e)。我(wo)國(guo)涂膠(jiao)顯(xian)影設(she)備企業僅占據市場不到4%的份(fen)額(e)，國(guo)產替代依然任(ren)重而道遠。

03

巨頭林立，全球涂(tu)膠顯(xian)影市場(chang)如何分羹？

相(xiang)較于(yu)國(guo)內(nei)的涂膠顯影市(shi)(shi)場(chang)，海(hai)外(wai)巨(ju)頭往(wang)往(wang)因更早進(jin)入市(shi)(shi)場(chang)，國(guo)外(wai)各大(da)廠商的接納度高，因此有技(ji)術(shu)迭代的先(xian)進(jin)性、先(xian)發市(shi)(shi)場(chang)的份額優勢，技(ji)術(shu)的規則制定等(deng)優勢，這不僅相(xiang)對(dui)于(yu)國(guo)產涂膠顯影機有著(zhu)更大(da)的市(shi)(shi)場(chang)份額和先(xian)進(jin)技(ji)術(shu)，也對(dui)國(guo)內(nei)的技(ji)術(shu)發展造成了巨(ju)大(da)的影響(xiang)。

具體來看，以東京(jing)電子(zi)為首，包含(han)日本迪恩士(shi)、德國蘇(su)斯微、臺灣億(yi)力鑫、韓國細美事等(deng)公司(si)(si)，在(zai)市(shi)場上(shang)(shang)壟斷(duan)了(le)國外95%以上(shang)(shang)的(de)份額，國內90%以上(shang)(shang)的(de)市(shi)場份額。這(zhe)些公司(si)(si)以更(geng)廣(guang)泛的(de)尺寸（1μm以下到500μm以上(shang)(shang)）、更(geng)加完(wan)善的(de)產業(ye)鏈(lian)、更(geng)成熟(shu)的(de)買賣(mai)商(shang)戶，牢牢的(de)構(gou)筑了(le)穩定的(de)市(shi)場，也鎖死了(le)其他企業(ye)的(de)發展空間。

其中(zhong)成(cheng)立(li)于2006年(nian)的東京電子(zi)（TEL），又稱東京威力(li)科(ke)創。主營產(chan)品(pin)包(bao)括涂(tu)布(bu)(bu)/顯像設(she)備(bei)、熱處(chu)理(li)成(cheng)膜設(she)備(bei)、干法刻蝕設(she)備(bei)、CVD、濕(shi)法清洗(xi)設(she)備(bei)及測(ce)試設(she)備(bei)等(deng)。在2022年(nian)營業(ye)額為147億美元，利潤近(jin)44億美元，其中(zhong)涂(tu)布(bu)(bu)機/顯影(ying)(ying)機占比26%。TEL壟(long)斷了全球88%和中(zhong)國(guo)91%的涂(tu)膠顯影(ying)(ying)設(she)備(bei)市場份額。TEL新產(chan)品(pin)吞(tun)吐≥200wph，覆蓋的工藝(yi)制程(cheng)包(bao)括EUV、ArFi、ArF、KrF、i-line、SOC、SOD等(deng)，掌握著國(guo)內企業(ye)尚(shang)未涉足的28nm以下先(xian)進節(jie)點的ArFi沉(chen)浸式涂(tu)膠顯影(ying)(ying)設(she)備(bei)。

全球涂膠顯影機主要(yao)廠商名錄及最新市值(zhi)

芯潮IC整理制作

如此對比，國產涂膠顯影設(she)備與(yu)國際先進廠商(shang)差距(ju)明顯，不(bu)論是設(she)備檢驗難(nan)度、技(ji)術(shu)壁壘，還是客戶綁定性，都對國產設(she)備的技(ji)術(shu)自主可控形成阻礙(ai)。細分來看，以下(xia)幾方面原因最為突(tu)出：

1

設備結構復雜

涂膠(jiao)顯影設(she)備結(jie)構(gou)極為(wei)復(fu)雜，往往包(bao)含百余(yu)個(ge)功能單元(yuan)、數萬余(yu)個(ge)零部件，其中(zhong)機械手可以實現晶圓在設(she)備內部多個(ge)工(gong)藝腔體(ti)之間的精確(que)快(kuai)速傳(chuan)送，是設(she)備的核(he)心零部件，通常需根(gen)據晶圓廠客(ke)戶不同需求進行定制(zhi)化(hua)開發。

2

驗證周期長

前(qian)道涂膠顯(xian)影(ying)設備驗證有捆綁(bang)性，需要光刻機、掩模(mo)版，經過(guo)曝光顯(xian)影(ying)之后(hou)才(cai)能發現(xian)問題，周期較長，大(da)概(gai)在9-12個(ge)月。

3

驗證成(cheng)本高(gao)

設(she)備驗(yan)(yan)證(zheng)需與(yu)光(guang)刻(ke)機配合，光(guang)刻(ke)機產能緊(jin)張下(xia)客戶端工(gong)藝驗(yan)(yan)證(zheng)難。涂膠(jiao)(jiao)顯影設(she)備多是Inline設(she)備，因此在進行客戶端工(gong)藝驗(yan)(yan)證(zheng)時需要(yao)與(yu)光(guang)刻(ke)機聯機。當前光(guang)刻(ke)機產能持(chi)續緊(jin)缺，短期內的(de)(de)供應緊(jin)張難以緩解(jie)，因此晶圓廠(chang)抽調(diao)光(guang)刻(ke)機驗(yan)(yan)證(zheng)新涂膠(jiao)(jiao)顯影設(she)備的(de)(de)意愿較低，這無疑拔(ba)高了涂膠(jiao)(jiao)顯影市場的(de)(de)進入門檻。

4

人才(cai)過于集(ji)中

優質人才(cai)集中(zhong)于日本東京電(dian)子，人才(cai)培養難度較高。涂膠顯影設備(bei)的技術儲備(bei)集中(zhong)于TEL等少數廠商，專(zhuan)業技術人員極為(wei)稀缺(que)，且流動(dong)率極低。截至(zhi)2021財年，TEL公(gong)司員工平均服務年限(xian)達到了17年4個月，當年員工流動(dong)率僅為(wei)1.0%。

04

結語

行而不(bu)輟(chuo)，未來可期

積(ji)土成山，風雨(yu)興焉。經過多年的(de)積(ji)極布局，我國(guo)的(de)涂膠顯影設備獲得巨(ju)大(da)突破：已掌(zhang)握28nm及以(yi)上(shang)技術(shu)節(jie)點；厚(hou)膠涂覆均勻性和(he)厚(hou)膜平(ping)面噴涂均勻性方面部分(fen)達(da)到國(guo)際先進水平(ping)；前道涂膠顯影機(ji)(ji)具(ju)有與(yu)多種主(zhu)流(liu)光刻(ke)機(ji)(ji)聯機(ji)(ji)作(zuo)業和(he)遠程(cheng)無人化操作(zuo)能力。

但不可(ke)否認，國產涂(tu)膠(jiao)顯(xian)影(ying)(ying)設(she)備仍存(cun)在許多問題：還未突破(po)28nm以下技術(shu)節(jie)點(dian)；超厚膠(jiao)膜(mo)涂(tu)覆均勻性(xing)和(he)薄膜(mo)平(ping)面(mian)噴涂(tu)均勻性(xing)欠佳；相較(jiao)于(yu)東京電子(zi)涂(tu)布機(ji)/顯(xian)影(ying)(ying)機(ji)設(she)備生(sheng)產效率較(jiao)低；雖然可(ke)以聯(lian)機(ji)作業，但聯(lian)機(ji)驗證較(jiao)少(shao)。伴隨(sui)著制程(cheng)技術(shu)節(jie)點(dian)的(de)(de)不斷(duan)進步，涂(tu)膠(jiao)顯(xian)影(ying)(ying)設(she)備的(de)(de)國產化(hua)進程(cheng)仍需奮力推進。

道阻且(qie)長，行則將至；行而不輟(chuo)，未來可期。要(yao)想突破現有市場桎梏，國(guo)內(nei)相關(guan)高校(xiao)及廠商需要(yao)持續攻堅，在光刻工藝膠膜均勻(yun)涂覆工藝、精(jing)細化顯影技(ji)術、內(nei)部微環境精(jing)確控制技(ji)術等方(fang)向(xiang)進行針對性研(yan)發，單點突破，聚點成面。隨著(zhu)越來越多(duo)有識之(zhi)士投(tou)身其(qi)中，中國(guo)半導(dao)體設備的自主化將如破浪之(zhi)舟，揚帆遠航。