>> 光大證券-半導(dǎo)體零部件之射頻電源行業(yè)動態(tài)報告：半導(dǎo)體制程設(shè)備核心零部件射頻電源，國產(chǎn)驗證與替代加速-230605
| 上傳日期： |
2023/6/5 |
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| 2646KB |
| 格式： |
pdf 共32頁 |
來源： |
光大證券 |
| 評級： |
買入 |
作者： |
陳佳寧,楊紹輝 |
| 下載權(quán)限： |
此報告為加密報告 |
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射頻電源為等離子體配套電源，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體與泛半導(dǎo)體領(lǐng)域。射頻電源主要由射頻信號源、射頻功率放大器及阻抗匹配器組成，屬于可以產(chǎn)生固定頻率正弦波、具有一定頻率的高頻交流電源，工作頻率一般處于2MHz至60MHz之間。其本質(zhì)是等離子體配套電源，在低壓或常壓下產(chǎn)生等離子體，并利用等離子體不同的化學(xué)性能，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體工藝設(shè)備（PVD、PECVD、刻蝕、離子注入、清洗）、LED、光伏、醫(yī)療等領(lǐng)域。
以ICP刻蝕機臺為例，ICP放電系統(tǒng)通常使用兩個射頻功率源。第一個是sourceRF，射頻功率源驅(qū)動線圈，一般外置且由介質(zhì)窗口與等離子體隔離開。射頻電流流過線圈時會在線圈附近的等離子體中產(chǎn)生一個衰減距離為幾厘米的擾動波，其擾動可在等離子體中感應(yīng)出射頻電流，將電磁場能量傳遞給電子，即驅(qū)動線圈的射頻功率控制等離子體密度。第二個是bias RF，射頻功率源加在基板上，產(chǎn)生的直流偏壓可將離子吸引至晶圓上，作為偏壓電源可以獨立控制等離子體密度和離子轟擊基板的能量。兩個RF電源搭配可以實現(xiàn)更高的蝕刻速率、更大的工藝窗口，提高良率水平。
核心技術(shù)難點在于參數(shù)穩(wěn)定性、控制精度與阻抗匹配。射頻電源主要技術(shù)難點在于電源波形、頻率和功率等參數(shù)穩(wěn)定性的提升，以及在腔體中激發(fā)出的等離子體濃度、均勻度及相應(yīng)的控制精度，穩(wěn)定性與控制精度對于薄膜沉積厚度、密度、應(yīng)力、速率，以及深孔刻蝕質(zhì)量至關(guān)重要。此外，半導(dǎo)體制程微縮化發(fā)展，3DIC時代芯片制造工藝設(shè)備的電源系統(tǒng)面臨復(fù)雜工藝過程中功率輸送的一致性與準確性問題，各工藝步驟間的功率水平、氣體流量、壓力變化不一，致使等離子體阻抗急劇變化，因此，射頻電源系統(tǒng)的功率傳輸與阻抗匹配的創(chuàng)新必須與工藝創(chuàng)新保持同步。阻抗匹配器將射頻信號源與負載阻抗匹配，從而保證從射頻源輸出的功率均可被等離子體負載全部吸收，即得到最大的輸出功率。
射頻電源為半導(dǎo)體設(shè)備核心零部件，全球市場規(guī)模達數(shù)十億美元。據(jù)芯謀研究統(tǒng)計，2020年我國晶圓廠商采購的射頻發(fā)生器金額占所有采購零部件產(chǎn)品的10%，僅次于石英件（11%）。據(jù)拓荊科技公告，2018年至2021年一季度，射頻系統(tǒng)及等離子體源占拓荊科技核心原材料采購額比重一直保持在25%以上，主要采購自美國，但國產(chǎn)化率有所提升，2018/2019/2020/2021Q1美國占比分別為100%/98.62%/90.95%/87.85%，中國占比分別為0%/1.38%/8.68%/11.71%。據(jù)恒州誠思YH，2022年全球射頻電源市場銷售額預(yù)計達26.43億美元，同比增長20.04%，其預(yù)測2028年該規(guī)模將達到50.62億美元，2022-2028年CAGR達11.44%。
全球射頻電源市場供應(yīng)主要集中于美、日、德等國外廠商，國產(chǎn)化率低。半導(dǎo)體射頻電源主要由美、日、德企業(yè)壟斷，頭部廠商主要為萬機儀器MKS、先進能源AE、日本大阪變壓器株式會社和XPPower等。據(jù)恒州誠思YH數(shù)據(jù)，生產(chǎn)層面，2021年全球前五大廠商射頻電源市場份額占全球80.47%左右。受美日等國家先進制程設(shè)備與零部件封鎖影響，國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備廠與零部件廠商加緊研發(fā)合作，推進成熟制程與先進制程領(lǐng)域的半導(dǎo)體零部件國產(chǎn)化替代。國內(nèi)代表廠商包括英杰電氣、恒運昌、北方華創(chuàng)、神州半導(dǎo)體、吉兆源、華鑫晶造、瀚強科技等。
英杰電氣：已于2017年成功為中微公司配套MOCVD直流電源，刻蝕設(shè)備射頻電源處于研發(fā)驗證中。
恒運昌（未上市）：2016年1月，恒運昌第一批1kw射頻電源與自動匹配器產(chǎn)品上市，經(jīng)過3年多的反復(fù)實驗與客戶現(xiàn)場驗證，2019年年底，恒運昌部分射頻電源產(chǎn)品成功通過拓荊科技的驗證，同期恒運昌與拓荊科技正式簽署戰(zhàn)略合作備忘錄，2020年Q2正式投入市場，實現(xiàn)批量供貨。2022年拓荊科技向恒運昌增資2000萬并參股，以強化公司在射頻電源的供應(yīng)能力。
北方華創(chuàng)：2020年，收購北廣科技射頻應(yīng)用技術(shù)相關(guān)資產(chǎn)。
風(fēng)險提示：國產(chǎn)射頻電源研發(fā)驗證不及預(yù)期，科技封鎖加劇，市場競爭加劇。
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