界面新聞記者 | 張熹瓏
界面新聞編輯 | 林騰
深圳的半導體新秀,成為2025中國國際半導體設備和材料展(SEMICON China 2025)的焦點。
3月26日-27日,深圳新凱來工業機器有限公司在SEMICON China 2025上發布了5款工藝設備新品,包括外延沉積設備EPI(峨眉山)、原子層沉積設備ALD(阿里山)、物理氣相沉積設備PVD(普陀山)、刻蝕設備ETCH(武夷山)、薄膜沉積設備CVD(長白山)。
這家新銳國產半導體設備廠商此前鮮少露面,首次參展便發布了多款新品,吸引了大批參觀者、業內同行和潛在客戶擁擠在展臺。
這個“國家隊”成員涉及半導體裝備及零部件、電子制造設備的研發、制造、銷售與服務。天眼查顯示,新凱來工業成立于2022年,其母公司新凱來技術有限公司則成立于2021年,兩家公司的法人均為余海。新凱來技術由深圳市重大產業投資集團全資控股,而后者隸屬深圳國資委。
上述新品名稱指向半導體制造工藝中至關重要的技術節點。如EPI外延層技術是先進制程和第三代半導體的關鍵工藝,直接影響芯片性能與可靠性;ALD針對原子級薄膜沉積,是5納米以下先進制程的核心裝備;CVD化學氣相沉積是半導體制造中需求量最大的設備之一,設備需滿足從28納米到5納米不同制程的薄膜沉積需求。
這些領域此前由國際龍頭主導,新凱來有意打破固有競爭格局。
國際市場上,EPI設備長期被AMAT、TEL等巨頭壟斷;ALD設備由ASM和TEL主導,市占率合計超60%;在PVD領域,AMAT占據85%市場份額。
行業分析稱,新凱來此次展示的高精度薄膜沉積設備采用獨特的反應腔設計,能夠實現納米級薄膜均勻性控制,技術參數已接近國際領先水平。而新一代涂膠顯影設備則突破國外技術壟斷,在分辨率和產能方面達到業界先進標準,可滿足14納米及以上制程工藝需求。
更引人注目的是量檢測設備。公司此前宣布,已完成13類關鍵量檢測產品開發,并在國內邏輯、存儲和化合物的主要半導體制造企業開始量產應用。
新凱來此次展出的產品涵蓋了光學檢測、光學量測、PX量測、功率檢測等領域,通過照片和模型的方式展示了光學檢測產品岳麗山BFI、光學量測產品天門山IBO、PX量測產品沂蒙山AFM、功率檢測產品RATE-CP等。
“量檢測是芯片研發和量產中的‘眼睛’,貫穿集成電路生產全過程,對工藝改進、量產爬坡的良率提升和控制都至關重要。”一位從事傳感器制造的人士向界面新聞分析指。
該人士提到,隨著制程演進,集成電路前道工藝的步驟越來越多,檢量測重要性日漸凸顯,主流半導體制程正從28nm、14nm向10nm、7nm發展,需要量檢測的分辨率和參數增加,設備的靈敏度、準確性、穩定性、吞吐量也要提升。
例如,28nm技術節點的工藝步驟有數百道工序,而14nm及以下節點工藝步驟將增加至近千道工序。當晶圓制造工序超過500道時,只有保證每一道工序的良品率都超過99.99%,最終的良品率方可超過95%;當單道工序的良品率下降至99.98%時,最終總良品率會下降至約90%。
據VLSI數據統計,2023年全球半導體檢測和量測設備市場規模達到128.3億美元,在全球半導體制造設備中占比約為13%。其中,中國大陸半導體量測檢測設備的市場規模43.6億美元,全球市場規模占比約33.98%,市場空間廣闊。
但與之形成反差的是,量檢測裝備是前道裝備里國產化率最低的裝備類別之一。華西證券研報指出,相較于海外廠商,國內半導體檢測和量測設備企業起步較晚,當前收入體量較小,國產廠商的市場份額尚不及5%,但國產化進程已經開始提速,主要廠商的國內市場份額由2019年的0.61%提升至2023年的4.34%。
新凱來的量檢測產品可分為兩大類:一類是技術難度較高的光學量檢測產品,包括明場缺陷檢測BFI、暗場缺陷檢測DFI、表面缺陷檢測PC等。公司方面表示,這類產品基本完成客戶側驗證,2025年進入量產狀態。
另一類是國內此前空白但產線必需的PX(物理和X射線)及功率檢測產品,包括原子力顯微鏡量測AFM、X射線類量測XPS、CP(Chip Probing)測試機等。其中,PX量測產品已進入量產交付,功率檢測產品也進入了規模應用。
新凱來的技術儲備從其專利中可見一斑。天眼查顯示,新凱來工業和新凱來技術有超過80項發明專利和實用新型,覆蓋光學、材料、工藝控制等關鍵環節。
今年以來,公布的發明專利就有“反射結構、熱輻射單元及加熱裝置”、“加熱裝置及工藝處理設備”、“工藝腔室及工藝處理設備”、“進氣分流器、吹掃結構及工藝腔室”等。2024年11月,新凱來技術還研發了“靜電卡盤及工藝設備”,解決了晶圓加工中電荷釋放速率慢的行業痛點。
目前,新凱來已開發6大類半導體工藝和量檢測裝備。新凱來量檢測設備產品線負責人酈舟劍此前表示,“當前首要解決先進制程問題,國外工藝節點已經更領先,我們也會朝這個方向持續努力。”
不過,國內廠商除了技術上的追趕,也需要在生態上形成護城河。如AMAT的PVD設備已形成“設備-工藝-材料”的解決方案,并與臺積電、三星等頭部晶圓廠建立數十年合作。
深圳作為中國集成電路產業第三極(僅次于上海、北京),但產業上長于設計,疏于制造。過去幾年,因為國際局勢的變化,深圳在半導體制造的產業鏈上,顯露了不少短板,但如今,深圳正通過政策扶持、產業鏈整合等方式打造半導體產業集群。
除了新凱來,深圳市重大產業投資集團部署了多個半導體項目,典型案例包括中芯深圳建成深圳首條12英寸高端芯片制造產線、華潤微電子特色工藝集成電路生產線、重投天科建成亞洲最大的單體碳化硅材料生產基地、方正微電子率先在國內以“VIDM”模式打通第三代半導體全產業鏈。
深圳也在去年11月宣布建成國家第三代半導體技術創新中心深圳綜合平臺,這個平臺聚焦第三代半導體領域器件的研發和中試,以及第四代半導體材料器件前沿研究。隨著新凱來的設備將在第三代半導體領域實現量產,深圳半導體產業鏈有望從“單點突破”到“系統突圍”。