薄膜電路是采用半導(dǎo)體薄膜工藝及薄膜集成技術(shù)在藍(lán)寶石、石英玻璃、鐵氧體、陶瓷基片上制作電子元器件及連接線形成的電路，該電路產(chǎn)品具有工作頻率高、元件精度高、溫度頻率特性好、集成度高、尺寸小等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)集成的薄膜分立型無(wú)源元件產(chǎn)品精度高、穩(wěn)定性能好，廣泛應(yīng)用于國(guó)防軍工、光通信等領(lǐng)域，尤其是軍用雷達(dá)、電子對(duì)抗、精確制導(dǎo)、衛(wèi)星通信等國(guó)防軍工領(lǐng)域。

薄膜電路產(chǎn)品具有小批量、多品種、多批次等特點(diǎn)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，薄膜電路型號(hào)種類超過(guò)1.8萬(wàn)種，涉及6600余種不同的面積，共涉及數(shù)十種不同工藝，不同型號(hào)應(yīng)客戶需求存在多種工藝的組合。因此，薄膜電路產(chǎn)品定制化程度高，需要根據(jù)客戶的性能要求、設(shè)計(jì)理念、使用頻段等因素進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要難點(diǎn)在于企業(yè)如何對(duì)客戶的圖紙進(jìn)行優(yōu)化以及各關(guān)鍵工序（濺射、光刻等）如何設(shè)置工藝參數(shù)以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能要求。因此，不同薄膜電路企業(yè)在薄膜電路的工藝上各有側(cè)重，線條精度、尺寸公差、熱烘、附著強(qiáng)度、金絲鍵合等工藝指標(biāo)也差異較大。

由于國(guó)內(nèi)薄膜電路發(fā)展較晚，歐美廠商占據(jù)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)絕大部分份額。受?chē)?guó)際政治經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的變化的影響，國(guó)內(nèi)下游企業(yè)特別是國(guó)防軍工領(lǐng)域的相關(guān)單位認(rèn)識(shí)到國(guó)產(chǎn)自主可控的重要性，開(kāi)始積極尋求國(guó)內(nèi)薄膜電路供應(yīng)商，目前我國(guó)僅有宏達(dá)恒芯、廣州天極電子等部分企業(yè)和少數(shù)科研院所具有薄膜電路的生產(chǎn)能力。

薄膜集成電路的制造過(guò)程

①根據(jù)電路圖，首先劃分多個(gè)功能部件圖，然后通過(guò)平面布置法將其轉(zhuǎn)換為基板上的平面電路布置圖，然后通過(guò)攝影板法制作用于絲網(wǎng)印刷的厚膜網(wǎng)模板。

②在基片上制造厚膜網(wǎng)的主要工藝是印刷、燒結(jié)和調(diào)阻。絲網(wǎng)印刷是一種常見(jiàn)的印刷方法。

③在燒結(jié)過(guò)程中，有機(jī)粘合劑完全分解和揮發(fā)，固體粉末熔化、分解復(fù)合，形成致密、堅(jiān)實(shí)的厚膜。厚膜的質(zhì)量和性能與燒結(jié)過(guò)程和環(huán)境氣氛密切相關(guān)，加熱速度應(yīng)緩慢，確保玻璃流動(dòng)前有機(jī)物完全消除；燒結(jié)時(shí)間和峰值溫度取決于所使用的漿液和膜結(jié)構(gòu)。為防止厚膜開(kāi)裂，還應(yīng)控制冷卻速度。常用的燒結(jié)爐是隧道窯。

④為了使厚膜網(wǎng)達(dá)到最佳性能，應(yīng)在電阻燃燒后調(diào)整電阻。常用的調(diào)阻方法有噴砂、激光和電壓脈沖調(diào)節(jié)等。


全球薄膜沉積設(shè)備市場(chǎng)持續(xù)增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)本土化需求迫切

薄膜沉積設(shè)備是晶圓制造三大主設(shè)備之一，在設(shè)備投資中占比約25%。應(yīng)用于集成 電路領(lǐng)域的設(shè)備通?？煞譃榍暗拦に囋O(shè)備（晶圓制造）和后道工藝設(shè)備（封裝測(cè)試） 兩大類。據(jù)公司招股書(shū)引用的SEMI數(shù)據(jù)，在新建晶圓廠設(shè)備投資中，晶圓制造相關(guān) 設(shè)備投資額占比約為總體設(shè)備投資的 80%，薄膜沉積設(shè)備作為晶圓制造的核心設(shè)備 之一，在晶圓制造環(huán)節(jié)設(shè)備投資占比僅次于刻蝕設(shè)備，約占25%，穩(wěn)居半導(dǎo)體設(shè)備 市場(chǎng)的前三大細(xì)分賽道。

PECVD、濺射PVD和ALD是薄膜沉積設(shè)備的主要類型。根據(jù)應(yīng)用的不同，薄膜沉積 演化出了PECVD、濺射PVD、ALD和LPCVD等不同的工藝。目前，據(jù)公司招股書(shū) 引用的Gartner數(shù)據(jù)，在全球薄膜沉積設(shè)備中，PECVD 是占比最高的設(shè)備類型，占 整體薄膜沉積設(shè)備市場(chǎng)的 33%；其次為濺射 PVD設(shè)備，占比19%；ALD 設(shè)備是第 三大細(xì)分市場(chǎng)，占據(jù)薄膜沉積設(shè)備市場(chǎng)的 11%。SACVD 是新興的設(shè)備類型，屬于 其他薄膜沉積設(shè)備類目下的產(chǎn)品，占比較小。

受益于下游終端需求增長(zhǎng)和晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)增效，全球半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。 終端需求是推動(dòng)半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)成長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿?。伴隨全球信息化、網(wǎng)絡(luò)化和知識(shí) 經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，特別是以物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、汽車(chē)電子、智能手機(jī)、智能穿戴、 云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和安防電子等為主的新興應(yīng)用領(lǐng)域的強(qiáng)勁增長(zhǎng)，全球半導(dǎo)體行業(yè)正 迎來(lái)市場(chǎng)快速增長(zhǎng)期，芯片需求量不斷增加，帶動(dòng)晶圓制造、封裝測(cè)試的需求提升， 推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)的產(chǎn)能穩(wěn)步擴(kuò)張，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)步提升。

先進(jìn)產(chǎn)線下的沉積工序增多，對(duì)薄膜沉積設(shè)備需求量陡增。在邏輯芯片領(lǐng)域，元器 件集成度的大幅提高要求集成電路線寬不斷縮小，尤其當(dāng)線寬向 7 納米及以下制程 發(fā)展，需要重復(fù)多次薄膜沉積和刻蝕工序以實(shí)現(xiàn)更小的線寬，使得薄膜沉積次數(shù)顯 著增加。在存儲(chǔ)芯片領(lǐng)域，隨著 3D NAND FLASH 芯片內(nèi)部疊堆層數(shù)逐步向 128/196 層發(fā)展，每層均需經(jīng)過(guò)薄膜沉積工藝步驟，對(duì)于薄膜沉積設(shè)備需求提升的 趨勢(shì)亦將延續(xù)。

芯片工藝進(jìn)步及結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，對(duì)高性能的薄膜設(shè)備依賴度增強(qiáng)。在晶圓制造過(guò)程中， 薄膜起到產(chǎn)生導(dǎo)電層或絕緣層、阻擋污染物和雜質(zhì)滲透、提高吸光率、臨時(shí)阻擋刻 蝕等重要作用。隨著集成電路的持續(xù)發(fā)展，晶圓制造工藝不斷精密化、芯片結(jié)構(gòu)持續(xù)復(fù)雜化，在薄膜性能方面，先進(jìn)制程的前段工藝對(duì)薄膜均勻性、顆粒數(shù)量控制、 金屬污染控制的要求逐步提高；在設(shè)備種類方面，臺(tái)階覆蓋能力強(qiáng)、薄膜厚度控制 精準(zhǔn)的ALD設(shè)備和高深寬比溝槽孔洞填充能力強(qiáng)、沉積速度快的SACVD等新設(shè)備被 引入產(chǎn)線。這都對(duì)薄膜沉積設(shè)備產(chǎn)生了更高的技術(shù)要求，市場(chǎng)對(duì)于高性能薄膜設(shè)備 的依賴逐漸增強(qiáng)。

綜上，集成電路尺寸及線寬的縮小、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的立體化及生產(chǎn)工藝的復(fù)雜化等因素 都對(duì)薄膜沉積設(shè)備行業(yè)提出了更多的需求和更高的要求，全球半導(dǎo)體薄膜沉積設(shè)備 市場(chǎng)規(guī)模正穩(wěn)步提升。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院引用的 Maximize Market Research 數(shù) 據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年全球半導(dǎo)體薄膜沉積設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模約172億美元，預(yù)計(jì)2025年達(dá)到 340億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率為14.6%。

中國(guó)大陸正逐漸成為全球半導(dǎo)體產(chǎn)能重心，制造環(huán)節(jié)占比穩(wěn)步提升。作為全球最大 的半導(dǎo)體消費(fèi)市場(chǎng)，我國(guó)對(duì)半導(dǎo)體器件產(chǎn)品的需求旺盛，中國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模持續(xù) 擴(kuò)大，2010年—2020年年均復(fù)合增長(zhǎng)率為19.91%。市場(chǎng)需求帶動(dòng)了全球產(chǎn)能中心 向中國(guó)大陸轉(zhuǎn)移，中國(guó)大陸半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的制造環(huán)節(jié)重要性日益凸顯，大陸地區(qū)晶 圓廠不斷新建和擴(kuò)產(chǎn)，為我國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)提供了巨大的市場(chǎng)空間，2020 年中國(guó) 大陸地區(qū)半導(dǎo)體設(shè)備銷售額為187.2億美元，首次成為全球規(guī)模最大的半導(dǎo)體設(shè)備市 場(chǎng)。

在大陸產(chǎn)線持續(xù)建設(shè)的驅(qū)動(dòng)下，國(guó)內(nèi)薄膜沉積設(shè)備行業(yè)將保持高成長(zhǎng)性。2019 年 以來(lái)，華虹半導(dǎo)體(無(wú)錫)項(xiàng)目、廣州粵芯半導(dǎo)體項(xiàng)目、長(zhǎng)鑫存儲(chǔ) DRAM 項(xiàng)目正式投 產(chǎn)。2020 年以來(lái)，長(zhǎng)江存儲(chǔ)、廣州粵芯、上海積塔、中芯南方、士蘭微(廈門(mén))、廣 東海芯項(xiàng)目等產(chǎn)線也取得新進(jìn)展。國(guó)內(nèi)下游晶圓廠的擴(kuò)產(chǎn)給國(guó)產(chǎn)薄膜沉積設(shè)備銷量 的增長(zhǎng)提供了良好契機(jī)。根據(jù)2020年國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)占全球市場(chǎng) 26.29%的比 例和全球薄膜沉積設(shè)備172億美元市場(chǎng)規(guī)模測(cè)算，2020年國(guó)內(nèi)薄膜沉積設(shè)備市場(chǎng)規(guī) 模約為 45.22 億美元，PECVD 市場(chǎng)規(guī)模約為 14.92 億美元，ALD 市場(chǎng)規(guī)模約為 4.97 億美元，且未來(lái)市場(chǎng)規(guī)模有望持續(xù)擴(kuò)大。

綜觀全球，全球半導(dǎo)體設(shè)備購(gòu)買(mǎi)額約占到全球半導(dǎo)體資本支出的60%。中國(guó)大陸前三家半導(dǎo)體晶圓廠的資本支出則占全球資本支出的12%。從國(guó)際市場(chǎng)來(lái)看，中國(guó)大陸代工廠產(chǎn)能占全球第二，在代工中，產(chǎn)能占比25.8%的先進(jìn)工藝貢獻(xiàn)了53.8%的營(yíng)業(yè)額，設(shè)備投資額遠(yuǎn)超50%。

半導(dǎo)體投資的增長(zhǎng)令設(shè)備需求大增，這其中，薄膜設(shè)備市場(chǎng)將從2020年的139億美金增長(zhǎng)到2025年186億美元。其中，市占率最高的是VCD\PVD\ALD，將分別增長(zhǎng)約1.34倍。至于中國(guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，如果每年擴(kuò)充12吋25萬(wàn)片產(chǎn)能計(jì)算，保守估計(jì)當(dāng)年需要增加840至1000臺(tái)薄膜沉積設(shè)備。具體到12吋薄膜設(shè)備市場(chǎng)，預(yù)估未來(lái)三至五年，進(jìn)口設(shè)備的占有率將逐步降低，國(guó)產(chǎn)替代能力逐步增強(qiáng)，有望在2026年達(dá)到85%左右，國(guó)產(chǎn)替代空間巨大。

但即便如此，當(dāng)前薄膜設(shè)備領(lǐng)域國(guó)產(chǎn)替代的挑戰(zhàn)在于：先進(jìn)和成熟制程的完全替代、供給設(shè)備產(chǎn)能的完全釋放、以及技術(shù)滿意度的完全超越。這需要國(guó)內(nèi)廠商一一去克服。