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（1）半导体加工是指在一个晶圆上完整构造多层集成电路（Integrated Circuit，IC） 的过程。通过一系列特定的工艺，晶体管、二极管、电容器、电阻器等一系列元器件被按照 一定的电路互联并集成在半导体晶片上，封装在一个外壳里，使之能够执行特定功能，这也 就是人们常说的芯片。一般来说，集成电路上可容纳的元器件数目越多，芯片性能就越好。 一个先进的集成电路器件通常包含几十层的复杂微观结构，加工时需要一层一层地建造，总 计可以达到数百至上千个步骤，复杂的结构和步骤需求对半导体加工设备的成功率提出了极 高的要求。
（2）薄膜沉积、光刻和刻蚀是半导体制造的三大核心工艺。薄膜沉积工艺系在晶圆上 沉积一层待处理的薄膜，匀胶工艺系把光刻胶涂抹在薄膜上，光刻和显影工艺系把光罩上的 图形转移到光刻胶，刻蚀工艺是把光刻胶上图形转移到薄膜，去除光刻胶后，即完成图形从 光罩到晶圆的转移。一片晶圆的制造需要数十层光罩，通过不断循环这三个步骤，所有光罩 表面的图形被逐层转移到晶圆上，使其具备所需要的结构和功能，由此可用于后续封装测试。 在每一层的加工过程中，刻蚀工艺、被刻蚀的材料、以及操作深度等都可能有所不同。
1.2.刻蚀工艺方法多样，多种技术路线）刻蚀设备是半导体器件加工的上游核心环节之一，上游零组件逐步国产化，下游 晶圆扩产逐步带动国产设备技术进步与占有率提升。1）刻蚀机产业链的上游为各类零件及 系统的生产供应商，主要分为预真空室、刻蚀腔体、供气系统、真空系统四大部分，各个环 节均涉及一定的核心零部件。目前国内已有多家厂商涉足相关核心零件的生产，未来有望实 现全方位的国产替代。2）产业链下游则为半导体器件生产厂商，根据其经营模式可分为 Fabless 模式下的
商，及垂直整合模式下的制造商。前者受芯片设计厂商的委托， 提供晶圆制造服务，如台积电、中芯国际等。后者则独立完成集成电路设计、晶圆制造、封 测等全部环节，只有如英特尔、三星等少数大型企业采取此模式。（2）当前，干法刻蚀占据市场规模的 90%左右，在图形转移中占据主导地位，湿法刻 蚀独具成本优势，二者各有用途、长期并存。刻蚀技术可分为干法等离子刻蚀与湿法化学浴 刻蚀两大类。1）干法刻蚀通常是通过等离子体或高能离子束对晶圆表面进行轰击，包括化 学性的等离子刻蚀、物理性的溅射刻蚀、以及物理化学性的反应离子刻蚀。干法刻蚀能实现 各向异性刻蚀，保证细小图形转移后的高保真性，因此一个完整的干法处理流程通常是器件 设计者的首要选择。2）湿法刻蚀则通过化学试剂与晶圆的接触进行腐蚀，在集成电路的加 工中对小于 3μm 的尺寸难以精确控制刻蚀的形貌，会对设定的线宽造成影响，但湿法刻蚀 在成本、速度等方面更具优势，常用于特殊材料层的去除和残留物的清洗。湿法刻蚀还可以 用于制造光学器件和 MEMS（微机电系统）等领域。
在当前的应用中，电容性等离子刻蚀 CCP 与电感性等离子刻蚀 ICP 是最常见的刻蚀技 术，在不同材料领域都有所覆盖。
CCP：能量高、精度低，常用于介质材料刻蚀，诸如逻辑芯片的栅侧墙、硬掩 膜刻蚀、中段的接触孔刻蚀、后端的镶嵌式和铝垫刻蚀等，以及 3D 闪存芯片 工艺（氮化硅/氧化硅）的深槽、深孔和连线接触孔的刻蚀等。
ICP：能量低、精度高，主要用于硅刻蚀和金属刻蚀，如硅浅槽隔离（STI）、锗 （Ge）、多晶硅栅结构、金属栅结构、应变硅（Strained-Si）、金属导线、金属 焊垫（Pad）、镶嵌式刻蚀金属硬掩模和多重成像技术中的多道刻蚀工艺。
（4）在等离子刻蚀的基础上，业内新热点原子层刻蚀（Atomic Layer Etching，ALE） 在先进制程中应用场景广阔，有望成为未来趋势。ALE 是一种新的刻蚀工艺技术，能够将刻 蚀精确到一个原子层（0.4nm），要求刻蚀过程均匀地、逐个原子层地进行，并停止在适当的 时间或位置。其优点在于刻蚀选择性极高，且可以将对晶圆表面的损伤控制到最小。ALE 可 能的应用范围非常广泛，包括要求对硅表面零损坏的界面氧化物刻蚀及鳍状栅（FinFET）相 关刻蚀，要求去除极少量材料的鳍结构和浅槽隔离（STI）结构的修正，要求零残留物的侧 墙式多次成像工艺中的刻蚀等。以 FinFET 为例，随着行业从 10nm 向 7nmFinFET 发展， 鳍片之间的沟槽或间隙将缩小到 10 至 15 埃或 5 个原子宽。较现有技术而言，ALE 可以更 有选择性地去除部分原子，而不损伤周围结构。然而，目前的 ALE 设备距离理想应用仍有 一定距离，并不能完全实现零损坏。此外，其多转换步骤的循环方式造成刻蚀速率极低，这 在生产应用上也是一大弱点。更精确的调控能力、更低的等离子体流能量、更少的循环步骤 等都是 ALE 当前的发展方向。
（1）逻辑芯片领域，随着先进制程不断发展，栅极宽度越小，加工过程中对刻蚀步骤 的数量需求越高。更小的制程是集成电路研发生产的不懈追求。工艺越先进，晶体管栅极宽度纳米数越小，芯片的性能也将随之提升。当前国际上高端量产芯片从 7nm 向 5nm、3nm 甚至更小的尺寸发展，其核心工艺必须借助刻蚀机的多次刻蚀来实现。据国际半导体产业协 会测算，一片 7nm 集成电路所经历刻蚀工艺 140 次，较 28nm 生产所需的 40 次增加 2.5 倍。此外，更多的步骤、更小的尺寸以及不同的材料对刻蚀机的数量、精度、重复性等都提 出更高的要求。
（2）3D NAND 存储芯片堆叠层数不断增长，涉及的刻蚀步骤繁多，对设备的性能及数 量都提出需求。1）基于 NAND 闪存芯片的产品能够快速处理数据，是当今存储卡、USB、 固态硬盘等数字数据存储方式背后的核心元件。当下主流的 3D NAND 存储是在垂直层面上 增加存储单元，从而倍数扩张晶圆上的单元数量，增大存储容量；2）3D NAND 的构建极大 程度上依赖沉积和刻蚀工艺，无论是已经投入量产的 64 层和 128 层，还是正在研发中的超 300 层 3D NAND，都是增加了堆叠的层数，这对刻蚀设备的深宽比提出了要求；3）在现有 技术下，堆叠层数越高，重复工艺次数越多，沟道孔洞等非重复性节点单次操作耗时更长， 导致部分加工节点对刻蚀设备的需求可随堆叠层数的增加而同比例增长。3D NAND 的技术 发展将为刻蚀设备的需求带来新的增长动力。
（3）高深宽比刻蚀是 3D NAND 生产中的核心难点。在晶圆上交替沉积多层不同材料 形成的薄膜后，刻蚀设备要在其上蚀刻出狭长的垂直孔状结构，形成沟道孔。一片 3D NAND 晶圆上包含数十亿的沟道孔，每个孔的深宽比超过 40：1，即高度约为宽度的 40 倍。在实 际加工过程中，深度不足、上下宽度不一致、通道扭曲等都是常见的技术难点。要实现均匀 一致的沟道孔，生产层数更多的 3D NAND 产品，除芯片设计及加工流程上的改进外，也要 求刻蚀设备在高深宽比（High Aspect Ratio, HAR）特征上的不断提升。阶梯刻蚀则是在整 个 3D 堆叠上的每对介质膜边缘制造出等宽的“阶梯”，是将存储单元连接到器件底部的关键步骤。由于这一过程具有广泛的重复性，所以按严格的工艺控制和高吞吐率进行刻蚀至关 重要。
（4）堆叠层数的增加同时带来了对刻蚀设备数量需求的增长，在沟道孔洞等加工节点， 刻蚀设备用量与堆叠层数呈同比例增加。刻蚀设备的数量在 3D NAND 的生产所需设备中占 比较高，并且随着堆叠层数的增加，刻蚀设备用量不断攀升。以某种 3D NAND 技术路线 k/月假定产能下堆叠层数由 32 层增加至 128 层，刻蚀设备占比由 34.90%升至 48.40%。就加工节点而言，沟道孔洞、阶梯、狭缝对刻蚀设备的需求受层数影响最大，阶梯 刻蚀的设备用量与堆叠层数完全呈同比例增长关系。除堆叠层升高带来的重复性步骤增加外， 待刻蚀膜厚增加带来的单次刻蚀加工时间延长也迫使工厂采购更多的刻蚀设备以维持产能。
（1）半导体行业虽具有一定的周期性，但整体仍呈现快速增长态势，以 AI 和 5G 为代 表的技术创新将带来新需求，为半导体行业带来新的增长动力。根据 WSTS 数据，中国半 导体市场销售规模从 2014 年的 913.75 亿美元增长至 2021 年的 1925 亿美元，年复合增长 率为 11.23%。我国对半导体的需求随着信息技术的不断进步和消费水平的不断提高而同步 增长。2021 年，中国市场的半导体销售额占据全球市场总额的 34.6%。在以互联网、大数 据、云计算、物联网、人工智能、5G 等为代表的高新技术产业和战略性新兴产业的快速发 展下，中国及世界范围内对半导体器件的需求仍将不断扩张。
（2）中国刻蚀设备未来市场规模依然可期，短期内面临增速放缓压力。据华经产业研 究院统计，刻蚀设备市场规模在各类半导体设备中增速最高，2011-2021 年年复合增长率达 16.39%，2022 年中国刻蚀设备市场规模为 375.28 亿元，预计 2023 年有望达到 500 亿元， 在全球刻蚀设备增长遇冷的环境下，我国 2023 年刻蚀设备市场增速也有所放缓。根据 Gartner 统计数据，全球集成电路制造干法刻蚀设备市场规模在 2020-2025 年期间发生一定 波动，预计 2025 年市场规模约为 181.85 亿美元，年复合增长率约为 5.84%。但随着集成 电路技术不断发展，对刻蚀设备的性能和数量要求不断提高，以及当下核心设备国产化的主 流趋势，刻蚀行业前景依然可期。
（1）全球晶圆代工产业进入一定程度的增速放缓时期，预计 2024、2025 两年资本支 出增长率为-2.1%和-9.2%。据 Gartner 统计预测数据显示，全球晶圆代工产业在经历了一段 时间的快速增长后，迎来一定程度的周期波动，产线产能扩张减缓，资本开支投入呈下降态 势，预计 2026 年可能出现温和回升。2022 年，行业内贡献了超半数以上资本开支的台积电 两次宣布下调对当年资本开支的预算，由年初的 440 亿美元减到最终的 360 亿美元。
（2）中国晶圆厂仍处于产能扩张阶段，12 英寸产线扩产空间较大，保障刻蚀设备 需求。据全球半导体观察不完全统计，预计至 2024 年底将建立 32 座大型晶圆厂，包 括正在建设中的晶圆厂 22 座，以及未来中芯国际、晶合集成、合肥长鑫、士兰微等厂商计 划建设 10 座，其中在建或计划中 12 英寸晶圆厂共计 24 座，占扩产比例的 75%。具体产能 方面，目前 12 英寸晶圆月产能 160.7 万片，规划月产能 423.3 万片，现有产能占比 37.96%，8 英寸月产能 99.1 万片，规划月产能 155 万片，现有产能占比 63.94%。长期来 看，12 英寸产线产能扩张空间可观。晶圆代工巨头中芯国际、华虹公司均于三季度宣 布产能扩建计划，体现国内晶圆厂在当前国际环境下逆势扩张的强劲信心。晶圆代工行业扩 产计划的不断推进也为刻蚀设备的需求增长保证了充足空间。
（3）在产能分布方面，成熟制程芯片占七成以上，关注 28nm 及以上刻蚀设备的需求 增长。据 TrendForce 集邦咨询统计，2023-2027 年全球晶圆代工成熟制程（28nm 及以上） 及先进制程（16nm 及以下）产能比重大约维持在 3：1 左右。中国由于致力推动本土 化生产等政策与补贴，扩产进度最为积极，预估中国成熟制程产能全球占比将从今年的 29%成长至 2027 年的 33%。在此背景下，值得关注对 28nm 及以上刻蚀设备的需求增长。
刻蚀设备市场格局高度集中，海外三大厂商占据总市场份额的 90.24%，呈寡头垄断格 局。2020 。