屹唐半导体:收购美帝公司去胶设备全球第一,国产刻蚀中微占鳌头

笔者认为屹唐半导体的发展历程看成典范,但这一案例在未来若干年内恐怕不会再现,因为时代变了。在美国不断加强对中国技术封锁力度的时代背景下,国资或中资收购美国半导体企业的可能性微乎其微,甚至可以说再也不可能了。之前紫光国微180亿收购法国Linxens、有中资背景的Canyon Bridge13亿美元收购Lattice、福建宏芯基金收购德国Aixtron(爱思强)等均以各种原因被搅黄。

屹唐半导体:收购美帝公司去胶设备全球第一,国产刻蚀中微占鳌头

2015年12月前身屹唐有限在北京注册成立,成立不到半年,北京亦庄国投通过屹唐半导体收购了总部在硅谷的半导体设备公司Mattson Technology,2017年屹唐半导体便实现了创纪录的2.52亿美元营收和0.21亿美元的利润。Mattson Technology是一家成立于1988年的半导体设备公司,总部位于加州费力蒙特,公司业务就是干法去胶、快速热处理和干法刻蚀设备的研发、制造。

屹唐半导体:收购美帝公司去胶设备全球第一,国产刻蚀中微占鳌头

收购Mattson Technology后屹唐半导体成为一家总部位于中国,以中、美、德三国为研发、制造基地,面向全球经营的半导体设备公司。公司干法去胶设备、快速热处理设备主要用于90-5nm逻辑芯片、10nm系列DRAM芯片和32-128层3D NAND制造中若干关键步骤的大规模量产;干法刻蚀设备主要用于65-5nm逻辑芯片、10nm系列DRAM和32-128层3D NAND制造中若干关键步骤的大规模量产。

收购美帝公司成全球第一—说说屹唐半导体的干法去胶设备

屹唐半导体拥有干法去胶、快速热处理和干法刻蚀三大类四个系列的设备,基本信息如下:

屹唐半导体:收购美帝公司去胶设备全球第一,国产刻蚀中微占鳌头

资料来源:公司招股书,阿尔法经济研究

Mattson Technology在干法去胶产品上拥有30多年的研发历史,积累了深厚的技术,其远程电感耦合等离子体发生器等技术全球领先。早在1990年公司便推出了8英寸双晶圆腔室的去胶设备AspenII,2005年推出用于12英寸的高产能去胶设备Suprema。

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资料来源:公司招股书,阿尔法经济研究

虽然公司目前有Suprema一个系列的去胶设备,但其凭借双晶圆腔室设计和工艺的灵活性、稳定性及可扩展性、高吞吐量等优势,取得了领先的市场优势,2020年其全球市占率为31.29%,领先第二名比思科5.39个百分点。

干法去胶设备应用领域非常广泛,在前道制造工序中可用于逻辑及存储IC中ARC去除、Post-implant的去除和Post etch等清洗工艺,还可用于晶圆级封装中Descum工艺和表面清洗等工艺。

在干法去胶设备上,屹唐半导体除了不断改进现有的Suprema系列设备,还在研高产能干法去胶设备,可用于128层及更先进3D NAND制造中。公司新产品Hydrilis HMR高选择比先进光刻硬掩膜材料去除设备可在不损坏光刻层底层材料以及逻辑/存储器件结构的同时高选择性、高效率去除掺杂无定型碳硬掩膜材料,有望成为未来新的明星产品。

干法去胶的市场规模较小,2020年仅为5.38亿美元,预计2025年达到6.99亿美元。

据中国国际招标网公开数据统计,2020年,国内存储芯片制造企业长江存储通过招投标方式采购的27台去胶设备中,24台由屹唐半导体提供,所占份额达88.89%;中国逻辑电路制造企业华虹集团通过招投标方式采购的11台去胶设备中,10台由屹唐半导体提供,占比达90.91%。可以说干法去胶设备是国产化率最高的设备,实现了国产替代:

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资料来源:公司招股书,阿尔法经济研究

应用材料独占鳌头的热处理领域,屹唐半导体稳居第二

离子注入工艺会带来晶格错位等缺陷,因此需要用退火工艺修复离子注入带来的损伤,同时还激活掺杂元素,使其成为提供电子或空穴的载流子,改善晶圆导电性能。

快速热处理技术先后发展出高温炉管退火、尖峰退火、闪光毫秒退火等多种技术。比如尖峰退火温度高峰持续时间通常为1-2秒,可以在很短时间内完成热处理过程,最大限度激活掺杂元素,还可降低掺杂元素扩散程度,因此在90nm以下工艺节点中广泛应用。激光/闪光毫秒退火通过激光、电弧闪光灯等超高能量光源快速加热晶圆,使其表面快速达到临界融化点温度,硅片表面在最高退火温度仅保持几毫秒后便快速降温冷却,可以以最小扩散程度激活掺杂元素,因此广泛用于32nm及以下逻辑IC和10nmDRAM中。热处理设备市场规模较小,2020年其市场规模达到15.37亿美元,其中主要市场份额来自快速热处理设备和氧化/扩散设备,这一领域中应用材料独占鳌头,但屹唐半导体仍以11.5%的份额稳居第二:

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资料来源:公司招股书,阿尔法经济研究

产品及技术上,屹唐半导体拥有Helios系列和Millios系列两类热处理设备,并拥有晶圆双面辐射加热快速热退火技术等国际领先的技术:

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资料来源:公司招股书,阿尔法经济研究

在快速热处理技术研发上,公司采取与干法去胶一样的策略,一方面持续改进现有的Helios系列和Millios系列设备,不断延伸其应用范围;另一方面研发新一代快速热退火设备,让其不断满足更先进的技术节点。纵观应用材料和拉姆研究等企业,屹唐半导体的这种策略也是行业常用的做法:

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资料来源:公司招股书,阿尔法经济研究

刻蚀设备暂成短板,中微公司仍是国产高端半导体设备代表

IC尺寸不断缩小及3D结构大幅提升了刻蚀工艺的步骤,28nm节点需要40步刻蚀工艺步骤,到5nm节点刻蚀工艺步骤增长至160步,未来更先进的工艺节点和更复杂的结构将对刻蚀工艺有更大的需求。在前道制造设备中,刻蚀设备是与光刻机、薄膜生产设备比肩的市场规模超过百亿美元的细分设备。

虽然中微公司在干法刻蚀上领跑全球,北方华创刻蚀设备在成熟节点上也广泛应用,但单靠一家公司很难覆盖到所有的刻蚀工艺,因此对刻蚀设备的要求和其他设备类似,在技术要求不断提高的同时,还要考虑工艺的一致性与稳定性:

屹唐半导体:收购美帝公司去胶设备全球第一,国产刻蚀中微占鳌头

资料来源:公司招股书,阿尔法经济研究

屹唐半导体虽然涉足干法刻蚀,其拥有paradigmE系列刻蚀设备,但在这一领域公司是追赶者,与中微公司以及拉姆研究等的地位是不对等的。

从营收构成来看,2018-2020年公司主要营收来自干法去胶设备、快速热处理设备及与设备相关的备品配件收入,三者营收合计超过90%。设备价值方面,干法刻蚀设备价值高于干法去胶和快速热处理设备,但报告期内公司累计售出16台干法刻蚀设备,毛利率由32.5%下降至16.9%,公司还处于拓展期:

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资料来源:公司招股书,阿尔法经济研究

5月份有媒体报道称中微公司已成功研制出3nm刻蚀机,并且完成了原型机的设计、制造、测试以及初步的工艺开发和评估,更引人关注的是该刻蚀机已经进入量产阶段了。相比而言,在干法刻蚀领域,屹唐半导体仍扮演追赶者的角色:

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资料来源:公司招股书,阿尔法经济研究

在干法刻蚀领域,中微公司与拉姆研究和东京电子同处同一水平甚至还有所领先,但在市场地位上差距甚远。未来若中微公司营收达到10亿美元,干法刻蚀行业竞争格局将会发生根本性的转变。当然对屹唐半导体,公司还要通过不断研发新技术、向客户导入新设备,提升其市场占有率:

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资料来源:公司招股书,阿尔法经济研究

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页面更新:2024-05-17

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