半导体设备系列研究五：半导体清洗设备：笃行致远，厚积薄发.pdf

识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 1 / 31 专题研究 |机械设备 本报告联系人：王璐 021-60750632 wanglugf；周静 021-60750625 zhoujinggf 2018 年 05 月 03 日 证券研究报告 Tabl e_Title 半导体设备系列研究五 半导体清洗设备：笃行致远，厚积薄发 Table_AuthorHorizont al 分析师： 罗立波 S0260513050002 分析师： 许兴军 S0260514050002 分析师： 代 川 S0260517080007 021-60750636 021-60750532 021-60750615 luolibogf xxj3gf daichuangf Table_Summary 核心观点 ： 半导体清洗工艺重要且复杂，贯穿半导体产业始终 半导体清洗工艺贯穿半导体产业始终，步骤占总生产流程的 30%以上，对于提升成品良率有着至关重要的作用。根据 SEMI 数据 ， 2017 年全球半导体清洗设备市场空间为 32.3 亿美元，预计 2020 年达到 37 亿美元。半导体清洗工艺主要有湿法和干法两种，两种工艺相互补充，形成目前半导体工艺的基本工艺，并由此发展出多样化的设备，主要包括单晶圆清洗设备、自动清洗台、洗刷机等。其中，随着工艺节点的缩小，清洗要求渐高，单晶圆清洗设备将是未来清洗设备的主流。 迪恩士：清洗设备技术引领者与市场增长点最先受益者 迪恩士是全球清洗设备的龙头，立足日本、面向全球提供半导体清洗设备，在单晶圆清洗设备、自动清洗台、洗刷机三个最主要的清洗设备领域均占据世界首位的市场份额，是清洗设备技术的引领者。工艺节点不断收缩促使半导体商不断扩展最新技 术的产线，从而带来对于先进清洗设备的不断需求，形成强有力的增长点。从迪恩士近两年的收入结构来看，迪恩士作为技术引领者直接受益于此新增长点。 国内清洗设备需求旺盛，国产设备有望异军突起 随着半导体产业向中国大陆的转移，中国大陆有着强劲的半导体设备需求，经过测算，国内未来五年的清洗设备市场空间 达到 400 亿元 以上 ，其中单晶圆清洗设备市场空间为 278 亿元。 国内 半导体设备企业如 盛美半导体、北方华创 已经在 清洗设备上有所积累，另外 高纯系统 龙头至纯科技 也有所 布局， 有望 乘行业红利之舟，行创新赶超之道， 迎来 加速成长 。 投资建议 与风险提示 投资建议： 随着大陆晶圆厂投资加速，半导体设备需求大幅增加。布局清洗设备的优质企业，未来将充分受益巨大的国产替代空间。我们建议重点关注国内半导体清洗设备企业中，注重研发创新，技术领先，未来核心竞争力持续强化的企业， 建议关注 北方华创 （ 电子小组 覆盖） 、 至纯科技 、 盛美半导体。 风险提示： 行业投资波动带来的收入不确定性；行业竞争加剧导致毛利率下滑；技术研发及国产化趋势推进不及预期；国家产业扶持政策变化或扶持力度不及预期。 Table_Report 相关研究 ： 半导体设备系列 研究四：布局之年，寻找隐形龙头 2018-04-26 半导体设备 系列研究三：半导体检测：芯与屏相 融 ， 光 与电交汇 2018-03-29 “全球视野”系列研究 五：爱德万，全球半导体测试设备 龙头 的 锤炼之路 2018-01-22 半导体设备 系列研究一： “芯 芯 ”之火 ，可以燎原 2017-10-28 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 2 / 31 专题研究 |机械设备 目录索引 半导体清洗工艺重要且复杂，贯穿半导体产业 始终 . 5 清洗工艺重要且步骤繁多，全球市场规模迅速扩大 . 5 湿法干法清洗工艺相互补充，设备多样化 . 6 多工艺节点并存，清洗设备要求渐高 . 13 迪恩士：清洗设备技术引领者与市场增长点最 先受益者 . 16 多行业龙头，引领最先进的清洗设备市场 . 16 工艺节点收缩形成清洗设备新增长点，技术引领者最先受益于市场蓝海 . 20 国内清洗设备需求旺盛，国产设备有望异军突 起 . 24 中国越来越成为半导体的重要主场，清洗设备需求旺盛 . 24 国产清洗设备正布局，有望异军突起 . 26 投资建议与风险提示 . 30 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 3 / 31 专题研究 |机械设备 图表索引 图 1：清洗工艺在集成电路全过程中的应用 . 5 图 2：不同工艺节点要求的工艺步骤与清洗步骤数量 . 6 图 3： 清洗设备市场规模（单位：百万美元） . 6 图 4：半导体设备分类占比 . 6 图 5：清洁硅片与受微量铁 /铜污染的硅片表面形貌 . 7 图 6：清洗步骤中湿法与干法清洗技术占比 . 8 图 7： O2/Ar 等离子体清洗系统原理 . 10 图 8：光刻与刻蚀原理 . 10 图 9：三种主要清洗设备结构图 . 12 图 10：清洗设备市场规模（百万美元） . 12 图 11： 21 世纪以来工艺节点演变路径图 . 13 图 12：不同工艺节点下的设计成本（单位：百万美元） . 13 图 13： 代工厂 /逻辑芯片晶圆合计月产能结构 . 14 图 14： DRAM 晶圆合计月产能结构 . 14 图 15： 2016 年前十强半导体企业收入 . 14 图 16：随着工艺节点缩小，名义通过率显著下降 . 15 图 17：迪恩士业务结构 . 16 图 18：迪恩士营业收入结构（亿日元） . 17 图 19：迪恩士 FY2016 半导体业务收入结构 . 17 图 20： 脱机直接印版设备市场占有率 . 18 图 21：液晶涂布机市场占有率 . 18 图 22：迪恩士半导体业务部门全球布局 . 18 图 23：迪恩士（上海）国内客户分布 . 19 图 24：单晶圆清洗设备市场份额（单位：百万美元） . 19 图 25：自动清洗台市场份额（单位：百万美元） . 20 图 26：自动清洗台市场份额（单位：百万美元） . 20 图 27： 半导体行业资本开支（亿美元） . 21 图 28：半导体行业资本开支增速 . 21 图 29：公司半导体设备收入与订单情况 . 21 图 30：迪恩士最新单晶圆清洗设备 SU-3300 . 22 图 31：迪恩士半导体制造设备季度收入结构 . 23 图 32：全球半导体销售额地区结构 . 24 图 33： 2016 年全球半导体消费市场分布 . 24 图 34：中国半导体设备销售额 . 24 图 35： 2017 年全球半导体设备消费市场分布 . 24 图 36：国内晶圆厂统计 . 25 图 37：国内清洗设备市场空间测算 . 25 图 38：盛美半导体营业收入与研发费用 . 26 图 39：盛美 SAPS 设备 . 27 图 40：盛美 TEBO 设备 . 27 图 41：盛美 2016 年客户结构 . 27 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 4 / 31 专题研究 |机械设备 图 42：盛美 2017 年上半年客户结构 . 27 图 43：北方华创 2017 年上半年营收结构 . 28 图 44：北方华创 2017 年上半年毛利结构 . 28 图 45：至纯科技营业收入 . 29 图 46：至纯科技研发费用 . 29 表 1：半导体制程污染源 . 7 表 2：常见清洗工艺一览 . 9 表 3：主要清洗设备一览 . 11 表 4：现代微电子技术工业对硅片关键参数的要求 . 15 表 5：北方华创清洗设备 . 28 表 6：至纯科技清洗设备 . 30 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 5 / 31 专题研究 |机械设备 半导体 清洗 工艺重要且复杂， 贯穿 半导体产业 始终 清洗工艺 重要 且 步骤繁多， 全球 市场 规模迅速扩大 清洗设备是贯穿半导体产业链的 重要环节， 用于清洗 原材料及 每个步骤中 半成品上可能存在的杂质，避免杂质影响成品质量和下游产品性能， 在 单晶硅片制造 、 光刻、刻蚀、沉积等关键制程及封装工艺中均 为必要环节。 比如，在单晶硅片制造过程中，需要 清洗 抛光后的硅片 ， 保证其表面平整度和性能，从而提高在后续工程中的良品率 ；而在过程工艺中，首先要在洁净室内 制作，保证环境清洁性，更要在刻蚀、化学沉积、去胶等关键工艺前后进行清洗， 去除工艺过程中硅片沾染的 化学杂质 ，减小缺陷率；而在封装阶段， 需根据封装工艺进行 TSV清洗、 UBM/RDL清洗等。 硅片清洗 的技术及其洁净度是影响器件成品率、品质及可靠性最重要的因素之一，据 王艳茹的 半导体硅材料的清洗方法 一文称 ，由于清洗不佳而导致的器件失效超过总损失的 50%。 图 1：清洗工艺 在集成电路全过程中的应用 数据来源： CEFOC，广发 证券 发展研究中心 根据盛美 半导体 估计，就每月生产 10万片晶圆的 20nm的 DARM厂来说，产量下降 1将导致每年利润减少 30至 50百万美元，而逻辑芯片厂商的损失更高。此外，产量的降低还将增加厂商原本已经 十分高昂 的资本支出。因而，工艺的优化和控制是 半导体 生产 制程 的重中之重， 厂商对于 半导体设备 的 要求 也越来越高，清洗步骤尤其如此 。在 20nm及以上 领域，清洗步骤 数量 超过所有工艺步骤数量的 30%。而从 16/14nm节点开始，由 3D晶体管结构、前后端更复杂的集成、 EUV光刻等因素推动，工艺步骤的数量增加得非常明显，对清洗工艺和步骤的要求也将明显增加。 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 6 / 31 专题研究 |机械设备 图 2：不同工艺节点要求的工艺步骤与清洗步骤数量 （次） 数据来源： SEMI， ACMR， KLA-Tencor，广发 证券 发展研究中心 尽管清洗设备在半导体企业设备市场规模中占比相对光刻机等核心设备较低，约6%-7%，但清洗设备对厂商的良率和经济效益有着至关重要的影响。因而，清洗作为半导体产业链中不可替代的一环，有着稳定而增长的市场空间。 根据 SEMI数据，2015年，全球半导体清洗设备的市场规模为 26亿美元，到 2017年发展到 32.3亿美元，据 ACMR估计， 2020年，清洗设备将达到 37亿美元，而随着清洗工序不断增加，新建产线增加和改进的驱动下，未来 5年市场可能翻倍至 60-70亿美元。 图 3： 全球 清洗设备市场规模（单位：百万美元） 图 4： 全球 半导体设备分类占比 数据来源： SEMI， ACMR， 广发证券发展研究中心 数据来源 ： SEMI，广发证券发展研究中心 湿法干法清洗工艺相互补充，设备多样化 半导体工艺中， 杂质的存在会导致崩溃电压降低、氧化速率改变、电学性质改变等问题而导致成品良率下降。 需要处理和清洗的杂质种类繁多，主要 包含 微粒、金属离子有机物、微粗糙和氧化物五类。颗粒包含聚合物、光刻胶和刻蚀杂质，这些杂020040060080010001200140090nm 65nm 45nm 28nm 20nm 14nm 10nm 7nm 5nm所有步骤数量 清洗步骤数量 050010001500200025003000350040002015 2016 2017 2018E 2019E 2020ECAGR=7.31% 光刻机 24% 刻蚀设备 25% 薄膜设备 25% 检测设备 18% 类别名称 6% 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 7 / 31 专题研究 |机械设备 质吸附在圆片表面，影响器件光刻工序几何图形的形成及电学参数等；有机物杂质包括细菌、机械油、光刻胶、清洗溶剂等，来源广泛，会在硅片表面形成薄膜阻碍对于圆片的清洗、加工等，因而通常在清洗步骤中首先清洗有机物；常见的金属杂质包括铁、铜、铝、铬等，来源于各种工艺和设备，如加工用设备和化学试剂等；微粗糙通常来源于原材料和化学品，会影响电学性质；氧化物是半导体圆片暴露在空气和水的环境下而在表明形成的自然氧化层，会妨碍半导体生产链的许多工序 ，并形成电学缺陷。 表 1： 半导体制程污染源 污染源种类 来源 不利 影响 微粒 机器、包围的空气、气体、 去离子水、化学品 降低氧化物崩溃电压；多晶硅与 金属桥接，降低良率 金属 机器、化学品、反映离子蚀刻、离子注入、灰化 降低崩溃电压；接面漏电；载子 生命期减少；临界电压改变 有机物 无尘室蒸气、光阻残余、储存容器、化学品 氧化速率改变 微粗糙 晶圆原材料、化学品 降低氧化物崩溃电压；载子移动 率降低 天然氧化物 周围的湿气、去离子水清洗 闸氧化物品质降低；接触电阻变 高；硅化物品质差 数据来源： SEMI，广发证券发展研究中心 图 5：清洁硅片与受微量铁 /铜污染的硅片表面形貌 数据来源：郑宣、程璇微量铜 -铁对硅片表面污染的初步分析 ，广发 证券 发展研究中心 常用清洗技术有湿法清洗和干法清洗两大类，目前湿法清洗仍是工业中的主流，而 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 8 / 31 专题研究 |机械设备 干法清洗作为更加清洁的技术正不断发展。两者相互补充，是目前清洗工艺乃至半导体产业的支柱技术。 湿法工艺是指采用腐蚀性和氧化性的化学溶剂进行喷雾、擦洗、蚀刻和溶解随机缺陷，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，并利用超纯水清洗硅片表面并进行干燥，以获得满足洁净度要求的硅片。而为了提高硅片清洁效果，可以采用超声波、加热、真空等辅助技术手段。湿法清洗包括纯溶液浸泡、机械擦拭、超声 /兆声清洗、旋转喷淋法等。 图 6：清洗步骤中湿法与干法清洗技术占比 数据来源： ACMR，广发 证券 发展研究中心 湿法清洁在实现晶圆表面清洁度和平滑度方面有着优异的能力，是晶圆清洗的标准方法，在制造过程的清洗步骤中可占 90%以上。而 RCA清洗是一直以来湿法清洗的行业标准技术，使用双氧水与酸 /碱溶液的混合物进行两步氧化，首先在碱性环境中处理，然后在酸性环境中处理。 虽然硅片产业发展过程中，湿法清洗化学性质没有明显改变，但其方法日益复杂，行业 将各种技术有机结合以达到清洗要求，比如 目前清洗设备主要产品之一洗刷台，就 结合 了 机械擦拭和旋转喷淋法，保证更小磨损的情况下 达到更高的清洗精度 。 也有观点认为仅采用高纯去离子水清洗的超声 /兆声清洗和旋转喷淋法属于湿法和干法清洗外的第三种方法 物理方法，比如洗刷机。这仅是分类上的差异，设备本身没有疑议。 湿法清洗 90% 干法清洗 10% 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 9 / 31 专题研究 |机械设备 表 2：常见清洗工艺一览 分类 清洗方法 清洗介质 工艺简介 优点 缺点 湿法清洗 溶液浸泡 化学溶液 将圆片浸泡在化学溶液中来达到清除表面污染 选用不同的溶液可以达到清除圆片表面不同类型的污染杂质 耗用化学品多，排放量大，污染环境 机械擦拭 化学溶液，机械擦拭辅助清洗 通常用擦片机擦洗圆片表面的微粒或有机残渣 可以达到清除槽痕里的沾污 不能适应小工艺节点的清洗要求 超声清洗 化学溶液，超声波辅助清洗 在强烈的超声波（ 20-40 kHz）作用下，液体介质内部空腔泡消失时附近产生强大的局部压力，使分子内的化学键断裂，清洗晶圆表面的杂质 清洗的速度 ， 效果好；能够清洗各种复杂形状的硅片表面；易于实现遥控和自动化 清洗精度稍低；可能会损伤晶片 兆声清洗 化学溶液，兆声波辅助清洗 由高能 (850 kHz ) 频振效应 和 化学清洗剂的化学反应对圆片进行清洗。 能同时起到机械擦片和化学清洗两种方法的作用 可能会损伤晶片 旋转喷淋法 化学溶液或高纯去离子水，高压喷淋辅助清洗 利用机械方法将圆片以较高的速度旋转，在旋转过程中不断向圆片表面喷淋液体以去除圆片表面杂质 结合溶液浸泡和高压擦拭的优点， 同时还可使圆片表面快速脱水 干法清洗 等离子体清洗 等离子体 在强电场作用下，使氧气产生等离子体，迅速使光刻胶氧化成为可挥发性气体状态物质被抽走。 在去胶工艺中操作方便、效率高、表面干净、无划伤、有利于确保产品的质量，且污染小 不能去除碳和其它非挥发性金属或金属氧化物杂质 气相清洗 化学溶液的气相等效物 利用液体工艺中对应物质的汽相等效物与圆片表面的沾污物质相互作用而去除杂质 化学消耗小，清洗效率更高。能够进行有效的清洗结构较深的部分 ， ，且无二次污染 不能有效除去金属污染 束流清洗 高能束流物质 利用高能量的呈束流状的物质流与圆片表面的沾污杂质发生相互作用而清除圆片表面杂质 清洗液消耗量很少，而且减少了二次污染的发生 来源： 半导体晶圆的污染杂质及清洗技术， 张士伟 ，广发证券发展研究中心 相对而言，干法清洗是指不依赖化学试剂的清洗技术，包括等离子体清洗、气相清洗、束流清洗等。以等离子体清洗为例，是通过向等离子体反应系统中通入少量氧气，在强电场作用下生成等离子体，可使光刻胶迅速氧化生成可挥发性气体被抽走，具有高效、操作方便等优点， 适合应用于 去胶后清洗中。 湿法清洗技术虽然目前仍在硅片表面清洗中占主导地位，但存在着必然使用化学试剂的缺陷，会造成硅片本身一定的损伤，并且会污染环境。而干法清洗技术能够有效清除硅片上的颗粒、有机物等沾污，有着很好的技术发展前景，比如等离子体清洗方法可有效应用于去胶工艺 中。但是干法清洗技术的技术和成本要求较高，暂时 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 10 / 31 专题研究 |机械设备 难以大面积推广和发展。两者相互补充，构成了当前清洗设备的技术基础。 图 7： O2/Ar等离子 体 清洗 系统原理 数据来源： 等离子体清洗同步辐射光学元件 ， 尉伟等， 广发 证券 发展研究中心 此外，需注意，清洗与刻蚀是不同的两种工艺，由于刻蚀也存在湿法和干法两种分类 容易产生 误解。刻蚀是 按照掩模图形对半导体衬底表面或表面覆盖薄膜进行选择性腐蚀或剥离的技术工艺，是与光刻紧密联系的图形化处理的主要工艺。光刻和刻蚀共同组成光刻过程，将掩膜版上的设计图形转移到衬底表面。其中：光刻是将掩膜版的图形转移到了临时生成光刻胶上，只是在光刻胶上形成了临时图形，相当于为刻蚀瞄准方向；而刻蚀工艺是通过将未被光刻胶遮掩的部分通过选择性刻蚀去掉，将预先定义的图形从光刻胶上转移到了衬底表面，形成永久性的图形。 但由于湿法清洗与湿法刻蚀均是采用化学溶液进行清洗或刻蚀，所以部分设备可以同时实现清洗和刻蚀的功能。 图 8： 光刻与刻蚀 原理 数据来源： 半导体制造工艺基础 ， 施敏，安徽大学出版社， 广发证券发展研究中心 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 11 / 31 专题研究 |机械设备 工艺技术 和应用条件 上的区别使得目前市场上的清洗设备也有明显的差异化，目前，市场上最主要的清洗设备有单晶圆清洗设备、自动清洗台和洗刷机三种。 在 21世纪至今的跨度上来看，单晶圆清洗设备、自动清洗台、洗刷机是主要的清洗设备，其他清洗设备包括超声 /兆声清洗设备、 晶圆盒清洗设备、 干法清洗设备（如等离子清洗设备）等，占比较小。 表 3： 主要清洗设备一览 设备 清洗方法 可 应用环节 单晶圆清洗设备 旋转喷淋 全生产流程 中，比如扩散前清洗、栅极氧化前清洗、外延前清洗、 CVD 前清洗、氧化前清洗、光刻胶清除、多晶硅清除和刻蚀环节等 自动清洗台 （槽式全自动清洗设备） 溶液浸泡 全生产流程 中 洗刷台 旋转喷淋、机械 擦拭 锯晶圆、晶圆磨薄、 晶圆抛光 、研磨、CVD 等 超音波清洗设备 超声清洗 半导体前道各阶段 晶圆盒清洗设备 机械擦拭 晶圆盒清洗 等离子体清洗设备 等离子体清洗 光刻胶去除 来源： SEMI， 广发证券发展研究中心 单晶圆清洗设备一般是指采取旋转喷淋的方式，用化学喷雾对单晶圆进行清洗的设备，相对自动清洗台清洗效率较低，产能较低，但有着极高的制程环境控制能力与微粒去除能力。可用于多种工艺中，包括扩散前清洗、栅极氧化前清洗、外延前清洗、 CVD前清洗、氧化前清洗、光刻胶清除、多晶硅清除等多个清洗环节和部分刻蚀环节中。还有另一种单晶圆清洗设备采取超声波清洗方式，市场份额相对小。 自动工作站 ，也称槽式全自动清洗设备，以多槽为主，也有 少 部分单槽设备。 是指在化学浴中同时清洗多个晶圆的设备， 原理为 利用机械手臂将放置晶圆的 载体依次放入不同腔室进行各步清洗。 优点是 清洗 产能高，适合大批量生产，但无法达到单晶圆清洗设备的清洗精度，很难满足 在目前 顶尖技术下 全流程中的 参数要求。 并且，由于同时清洗多个晶圆，自动清洗台无法避免交叉污染的弊端 。 洗刷器也是采取旋转喷淋的方式，但配合机械擦拭，有高压和软喷雾等多种可调节模式，用于适合以去离子水清洗的工艺中， 包括锯晶圆、晶圆磨薄、晶圆抛光、研磨、 CVD等环节中，尤其是在晶圆抛光后清洗中占有重要地位。 单晶圆清洗设备与自动清洗台 在应用环节上没有较大差异，两者的主要区别在于清洗方式和精度上的要求。简单而言，单晶圆清洗设备是逐片清洗，自动清洗台是多片同时清洗，所以自动清洗台的优势在于设备成熟、产能较高，而单晶圆清洗设备的优势在于清洗精度高，背面、斜面及边缘都能得到有效的清洗，同时避免了晶圆片之间的交叉污染。 在未来工艺节点不断减小的情况下，单晶圆清洗设备是目前可预测技术下清洗设备的主流。 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 12 / 31 专题研究 |机械设备 图 9： 三种主要清洗设备结构图 数据来源： SEMI，广发 证券 发展研究中心 从 全球 市场销售份额来看，单晶圆清洗设备在 2008年之后超过自动清洗台成为最主要的清洗设备 ，而这一年是行业引入 45nm节点的时间。 根据 ITRS， 2007年至 2008年是 45nm工艺节点量产的开始。松下、英特尔、 IBM、三星等纷纷于此时段开始量产 45nm。 2008年底，中芯国际获得了 IBM批量生产 45纳米工艺的授权，成为中国首家向 45nm迈进的中国半导体公司。 并且可以观察到， 在 2008年前后两个阶段中，市场份额最高的清洁设备走势均与半导体设备销售额走势保持一致，体现出清洗设备需求的稳定性；并且在单晶圆清洗设备主导市场后，其占总体销售额的比例明显提升，体现出单晶圆清洗设备和清洗工艺在半导体产业链中的地位提升。 这一市场份额变迁是工艺节点的不断发展的必然性结果。 图 10：清洗设备市场规模（百万美元） 数据来源： SEMI， Gartner，广发 证券 发展研究中心 010,00020,00030,00040,00050,00060,000050010001500200025002000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016单晶圆清洗设备 自动清洗台 洗刷机 其他 半导体设备销售额（右轴） 自动清洗台 单晶圆清洗设备 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 13 / 31 专题研究 |机械设备 多工艺节点并存， 清洗设备要求 渐高 在芯片产业 40年的历史中 ， 芯片制造商 通过缩小工艺节点（也称线宽）和增加晶圆尺寸，能够根据摩尔定律 有效 降低成本。然而， 300mm（ 12寸）向 450mm晶圆的过渡一直是全线设备制造商的挫折。半导体行业正在向 3D NAND的大规模生产过渡，在这个过程中，线性收缩的物理限制正在接近。 图 11： 21世纪以来 工艺节点演变路径图 数据来源： Wikipedia，广发 证券 发展研究中心 并且 在 20nm以下，尤其 7nm乃至 5nm的阶段，半导体的设计成本呈现指数型的增长，通过摩尔定律来降低成本已经越来越艰难。据 IRS估计， 5nm的设计成本已经接近 6.2亿美元，这巨额的研发支出仅能由市场上顶尖的几家厂商承担。 图 12： 不同工艺节点下的设计成本（单位：百万美元） 数据来源： IBS，广发 证券 发展研究中心 因而， 相比于行业发展中多数企业共同缩小工艺节点的历史，如今 市场上多工艺节点并存的趋势将越来越明显。 多数企业则会选择成本、性能、需求等多方面较为均0204060801001201402001 2004 20