技术路线的差异化争夺
中国半导体清洗设备并非简单的技术复制,而是颇具创新的差异化竞争。
根据清洗介质的不同,半导体清洗技术可以分为湿法清洗和干法清洗两条分支路线,目前湿法清洗是主流的技术路线,占芯片制造清洗步骤数量的 90%以上,因此这里讨论的主要是各家湿法清洗设备的情况。
所谓湿法清洗指的是,用溶液、酸碱、表面活性剂、水及其混合物,通过腐蚀、溶解、化学反应等方法,使硅片表面的杂质与溶剂发生化学反应生成可溶性物质、气体或直接脱落,从而达到清洁硅片的目的。
同为湿法清洗技术,又可以分为化学方法和物理方法两个方向。
化学方法主要通过将硅片浸入不同的化学药剂从而达到清洗的目的,根据药剂的不同又有RCA 清洗、改进 RCA清洗、臭氧清洗、IMEC清洗等多条分支。
物理方法则是将化学药剂与物理方法结合,通过机械刷洗法、超声波/兆声波清洗法、二流体清洗法、旋转喷淋法等物理技术,对硅片进行全面清洗的过程。行业中,物理方法所用的药液基本相同,核心的区别在于物理辅助方法的差异。
目前,海外巨头的湿法清洗设备主要采用容器浸泡法、旋转喷淋法和机械刷洗法,其中旋转喷淋法是海外巨头的主流路线,已经能够完成7nm及以上规格的硅片清洗。
与竞争对手相比,国产清洗设备企业大多采用差异化的竞争路线,有望实现技术路线上的弯道超车。
芯源微采用二流体清洗法,**控制惰性气体及水流量,达到杂质去除目标。2021年财报显示,公司湿法清洗技术已经能够达到40nm大小的颗粒清洗。
盛美上海与北方华创均积极布局兆声波技术,并且取得了很好的技术突破,已经能够商业化量产28nm规格的清洗设备。
受《瓦森纳协定》影响,中国半导体产业始终被欧美**卡脖子,如光刻机等关键设备,我国始终难以拿到较高规格的产品,这就导致我国半导体产业链普遍只能停留在14nm制程以上。
从产品角度而言,这是一种劣势,但从产业链发展角度看,这给我我国产业链持续追赶的时间。由于海外芯片企业普遍聚焦小制程产品,而我国芯片产业链却仍停留在28nm,这就导致虽然中国半导体清洗设备的技术赶不上国际巨头,但在国内应用却正好足够。
也即是说,对于国内晶圆企业的扩产而言,选择国内清洗设备与外国清洗设备并没有太大的不同。
在如此的便利之下,中国半导体清洗设备企业依然没有选择复制海外巨头的技术之路,而是全面自研搞自己的差异化路线,这就显得更加难能可贵。
一块芯片“敲门砖”
清洗设备的价值并不仅仅体现在芯片产业链5%的市场份额上,作为整个芯片制造环节中参与*频繁的设备,它实际上已经成为了一块芯片“敲门砖”。
市场中很多投资者将中国半导体清洗设备与日本迪恩士进行对比,但实际上这样简单的对比并不客观。虽然迪恩士在全球清洗设备行业中占有**的**份额,但其竞争力实际却是持续下降的。
迪恩士成立于1975年,是日本八十年代半导体腾飞的*大受益者之一,其成功在1983年研发出世界**台旋转晶片清洗系统。可以说,之所以迪恩士能够成为全球龙头,正是源于革新性的技术创新。
2016年的时候,迪恩士在半导体清洗设备的市场占有率曾高达53%,到2019年这一数据下降至50%,2020年再度下降至45%。市场份额的持续下降表明,迪恩士的核心竞争力已经不再像之前那样稳固。
一直以来,迪恩士都是一家极为聚焦的企业,而聚焦则给公司带来了**的市场占有率。但在我们看来,迪恩士的发展却并不算“成功”,因为原本它可以更加强大。
正如前文所述,半导体清洗设备是一个市场占比很低的芯片子赛道,但同时它又参与到芯片制造的各个环节中,因此清洗设备公司具备切入其他赛道的机会。
虽然迪恩士公司也曾进入过刻蚀设备、涂胶/显影设备等芯片细分领域,但却丝毫没有产业竞争力。根据公司*新的2022年H1财报,迪恩士总营收逇95%来自于清洗设备,其中单品清洗设备的占比高达70%。
2019财年,迪恩士一度希望通过多元化提升公司竞争力,当时公司的营收中,清洗设备的占比仅为85%,但如今其他业务已经萎缩至几乎可以忽略的地步。
对于中国清洗设备企业来说,与迪恩士竞争全球产业龙头可能不是一个正确的选择,迪恩士长期聚焦这一领域,想要短期超越难度极大。
另一方面,中国半导体产业链整体刚刚起步,具备设备自主替代能力的企业并不多,半导体清洗设备作为国产替代先行者,实际已经具备了纵向扩张的优势。清洗设备参与到芯片产业链的各个环节,与产业链各环节的公司都有接触,具备纵向切入产业链上下游设备的能力。
由单一清洗设备切换到更多的领域,已经成为中国半导体清洗设备龙头的一致选择。
北方华创的多元化战略自不必多提;在清洗设备领域*具竞争力的盛美上海,也开始切入到电镀设备、刻蚀设备以及封装设备中;芯源微则在涂胶显影设备有所布局。
争夺单一市场全球竞争力固然重要,但在自主替代刚刚起步的当下,快速切入空白市场也不失一种正确的选择,中国清洗设备企业有着比国际巨头更大的发展空间。
目前来看,北方华创就是走这种国产替代早期抢占市场的路线,盛美上海也开始切入到更多产业链环节,即将上市的屹唐半导体本就是中国的去胶机龙头,各家公司均准备好了跑马圈地。
中国芯片产业争夺战,争得不仅是技术,也是资本的扩张。
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