開篇提醒：本期的支線將從芯片製造的整個流程中，重點帶出“蝕刻步驟”中的尖端設備——蝕刻機，然後主線將從全球蝕刻機的市場形勢，拉回到國產蝕刻機的現狀和進度，弄清楚新生的中國蝕刻機企業，是如何突破美日老牌蝕刻大廠的技術圍堵。“蝕刻機不是光刻機、蝕刻機不是光刻機、蝕刻機不是光刻機，重要的事情說三遍。

縱觀整個芯片半導體制造流程，大體可分爲芯片設計、晶圓生產、芯片封裝到最終的芯片測試四大步驟，而在這些工藝環節中就要用到光刻機、蝕刻機等半導體制造設備。

2019年12月，根據國際半導體產業協會SEMI的預測數據顯示，2019年整年全球半導體設備市場份額爲576億美元，而配套的系統和服務售後市場超過了800億美元。其中薄膜設備、蝕刻機、光刻機分別以20%、20%、18%的規模位居前三。可見芯片製造最爲尖端、研發難度最大的光刻機並未佔據主要份額，我們比較陌生的蝕刻機卻是賣得最多的設備。

所以本期視頻我們就要着重講講蝕刻機的江湖風雲。

總體上看，全球生產半導體設備的高手主要集中在歐美日韓等地區，像光刻機市場盟主荷蘭ASML公司，以75%的份額幾乎壟斷了全球市場。薄膜設備市場盟主美國應用材料，市場規模佔比超40%。好，視線轉回到蝕刻機市場，仍然是美國的企業科林研發，以高達45%的市場份額穩居第一，日本東京電子以26%的佔比位居第二，而最終留給國產蝕刻機的市場僅僅不到5%。

老牌巨頭在上千億美元的蝕刻機市場上角逐，給新生的國產蝕刻機企業帶來了不小壓力，商業競爭、技術壟斷、市場門檻等等，中國半導體行業面臨的形勢依然嚴峻，那麼蝕刻機的地位到底有多重要？我們如今發展到了什麼地步，有沒有與國外大廠一較高下的實力。

結合芯片整個生產流程，我們深入瞭解下蝕刻的具體過程。

芯片生產流程的第一步——集成電路圖的設計，這一步往往是在電腦上繪製完成，設計出的電路可以滿足所需的邏輯計算功能，然後在光罩上製作出相同佈局的電路，這種光罩也被稱爲掩膜版。接下來就是通過特定的光源光束照射光罩，將電路印刻在晶圓上，那麼印刻的具體過程又是怎樣的呢？

首先我們先要在晶圓表面塗上光刻膠，這種光致抗蝕劑遇到紫外光後就會溶解，所以光束通過光罩射在晶圓表面的電路圖部分就會溶解，然後用溶劑將溶解的部分沖走，光刻機根據晶圓表面殘留的光刻膠布局“描繪”製作出線路圖，其中光刻機的曝光工序就是整個芯片流程中最難的一步，這也體現了光刻機的地位和價值。

如果說光刻機通過機身複雜的設備在晶圓上畫了一幅平面畫，展現了人類物理工藝的極限。那麼接下來的蝕刻機則是根據這幅畫，雕刻出有溝壑的3D作品，在晶圓上形成柵極和晶體管，由於使用的化學用料比較多，所以蝕刻機更偏向於化學工藝的特性。

蝕刻步驟完成後，接下來就是離子摻雜和薄膜沉積工藝，使得晶體管間可以做到導電連通和數據的傳輸。之後經過“晶圓針測”檢測出合格的良品，便可以進行最後的切割和封裝，得到一顆顆芯片，去掉不合格的廢品。

如果說我們要製作7納米制程的芯片，除了需要7納米加工工藝的光刻機外，蝕刻機也必須具備7納米的工藝能力。

目前國產光刻機的水平工藝仍然在28納米開外，而全球最先進的光刻機是荷蘭ASML公司，研製的7納米級紫外EUV光刻機，可見在光刻機上我們仍有不小的差距。

但在國產蝕刻機方面，中國中微公司已經實現了28納米到40納米蝕刻機的量產，7納米蝕刻機已經小批量進入到臺積電的產線中，早在2017年中微率先宣佈攻克了5納米工藝的蝕刻技術，並且通過了臺積電的技術驗證，這比全球第二家掌握5納米工藝技術的美國IBM公司提前了兩個星期。

於2004年創立的中微半導體，是由尹志堯帶領15人的研發團隊聯合組建的，而在此之前尹志堯博士曾就職於美國半導體大廠應用材料，團隊成員也有不少在科林研發工作的經歷。這個10多人的研發團隊爲中微的成長積攢了技術經驗。

中微半導體成立後的主打產品主要是蝕刻機和MOCVD設備，其中MOCVD作爲製作LED芯片的核心設備，中微已經完全打破了美國維科和德國愛思強兩家企業的壟斷。不僅在國內市場上中微半導體做到了全面取代，在全球市場上中微的MOCVD設備份額從零上升到了70%。

隨着芯片工藝製程的提高，原來一道光刻步驟只需對應一道蝕刻，而現在一道光刻要經過多道蝕刻，才能完成晶體管及其內部結構的雕刻。所以在芯片生產線中，蝕刻機的數量比重也在不斷提高，市場日益增加的需求也是新生蝕刻機企業的機會。

蝕刻機主要分爲等離子蝕刻機和硅通孔蝕刻機，前者主要用於線寬小、精度要求高的芯片蝕刻，所以價格相對要高。而後者主要用於線寬大、晶圓後續步驟的封裝上。中微半導體專攻的就是技術要求嚴格的等離子蝕刻機，機身整體國產率已經超過70%。

在技術層面上，中微半導體研發的高精度蝕刻機已經接近全球高端水平，但相較於科林研發和東京電子等老牌供應商，作爲中國蝕刻機龍頭的中微，在企業的市場發展上仍有近20年的距離，這種距離主要體現在應用方面和市場佔有率上。剛剛掌握高端蝕刻技術的中微，需要一定的時間週期來驗證產品，相比於老牌企業穩定的客戶關係，市場的拓展也是其必須經歷的過程。

正如4月份尹志堯在去年的業績說明會上，回答投資者時說道：國外不同地區的客戶，接受中國設備的門檻很高，我們還需要足夠的耐心來提高市場的佔有率。