计算光刻技术管控升级,光刻工艺设备、材料、软件再迎国产化契机

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计算光刻技术管控升级,光刻工艺设备、材料、软件再迎国产化契机

报告要点

瓦森纳协议增加对EUV计算光刻软件的出口管制。根据瓦森纳主页,去年年底《瓦森纳安排》进行了新一轮修订,增加了计算光刻软件和12英寸硅片切割、研磨、抛光等方面的技术出口管制。新版《瓦森纳安排》是在原有版本基础上,增加了一条针对EUV光刻掩膜而设计的计算光刻软件内容,并保留对符合光源波长短于193nm,或MRF(最小可分辨特征尺寸)小于或等于45nm的光刻机的出口管制标准。

计算光刻技术是通过对掩膜、光源的正向或反演优化,降低因光波衍射影响光刻效果的程度。计算光刻是采用计算机模拟、仿真光刻工艺的光化学反应和物理过程,从理论上指导光刻工艺参数的优化。计算光刻通常包括光学邻近效应修正(OPC)、光源-掩膜协同优化技术(SMO)、多重图形技术(MPT)、反演光刻技术(ILT)等四大技术。随着线宽不断微缩,计算光刻软件成为光刻工艺环节上重要的辅助工具,其需求日益增加。

计算光刻软件产品市场被国际供应商垄断。参考中国科学院微电子研究所计算光刻课题组介绍,主流的计算光刻软件主要包括Tachyon(荷兰ASML/Brion)、Prolith(美国KLA)、Calibre(MentorGraphics)等,其中ASML在SMO有优势,Mentor在OPC优势明显,Synopsys东西比较多而全且灵活性强。但晶圆厂通常采购多个计算光刻软件品牌而达到提升议价能力的目的。根据中国国际招标网数据统计,大陆本土晶圆厂的OPC软件供应商包括ASML、Mentor、AnchorSemiconductor、Synopsys等。

计算光刻的国产化:中科院微电子所具备丰富的科研和产业化经验。中科院微电子所集成电路计算光刻与设计优化实验室成立于2013年7月,由韦亚一博士组建,参与国家科技重大专项22nm先导光刻工艺及FinFET工艺产业转移研究,参与武汉新芯、中芯国际、华力微电子等的计算光刻技术合作研发,具备丰富的计算光刻技术理论和实践基础。目前国内从事计算光刻产业化的企业有南京诚芯集成电路技术研究院有限公司、全芯智造技术有限公司,其中南京诚芯集成电路技术研究院有限公司由国家02专项首席科学家、中国科学院微电子所计算光刻研发中心主任韦亚一组队成立;而全芯智造技术有限公司是Synopsys联合华大半导体、武岳峰、中科院微电子所等股东合资于2019年9月成立,主要从事OPC和器件仿真等的研发。

光刻工艺环节设备、材料、软件再迎国产化机遇。一是大基金二期即将启动投资,二是大基金将会对设备与材料等薄弱但关键环节予以重点支持:

(1)掩膜版:光罩产业链是很薄弱环节,从掩膜版的材料、曝光设备、检测、清洗都还没实现国产化。

(2)光源和镜头:长春光机所、上海光机所,以及产业化平台国科精密。

(3)光刻机工作台:华卓清科,其产品可应用于65nm及以下节点的ArFdry、ArFi光刻机、KrF光刻机。

(4)光刻机:上海微电子SSX600系列步进扫描投影光刻机可满足IC前道制造90nm、110nm、280nm关键层和非关键层的光刻工艺需求。

(5)光刻胶:光刻胶国产化比光刻机起步晚,I-line光刻胶可以自给,KrF光刻胶已产业化,但仍以进口为主。

(6)Track:沈阳芯源有Barc机台进入华虹系晶圆厂,也有I-line机台进入长江存储验证。

(7)去胶机:屹唐半导体在长江存储、华虹无锡等客户的市场率高。

重点推荐随着瓦森纳对光刻技术、大硅片加工技术的出口管控升级,半导体设备、材料与软件的国产化再次受到重视,叠加大基金二期已明确会加大对设备与材料的支持力度(2019年半导体集成电路零部件产业峰会),包括光刻工艺在内的半导体设备、材料与软件迎来发展机遇。继续推荐北方华创、精测电子、万业企业、晶盛机电、长川科技,关注中微公司、至纯科技、芯源微、华峰测控、雅克科技、华特气体等。

评级面临的主要风险

客户项目进度低于预期,新产品工艺验证时间长且风险高。

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