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调研华卓精科:中国光刻机核心零部件顶尖供应

日期:2021-03-12 03:06 作者:365竞猜

  光刻机双工件台;其他整机设备包括激光退火、硅片堆叠、扫描干涉光刻机;零部件有运动平台、EFEM、静电卡盘、隔振器等。

  1.技术先进。华卓精科的核心战略产品光刻机双工件台,打破了ASML公司在工件台上的技术垄断,成为世界上第二家掌握双工件台核心技术的公司。

  2.完成多产品布局。基于双工件台技术,公司在激光退火、运动平台、硅片堆叠、静电卡盘、EFEM等领域均有布局,相应产品均已经从市场拿到相当数量的订单,并具备生产交付能力。据华卓精科首席科学家朱煜透露,运动平台收入已经超过工件台,成为公司第一大业务。

  3.面临国产化替代机会,市场广阔。公司产品在激光退火、运动平台、静电卡盘、EFFM等领域均能实现国产化替代。相较于国外产品,价格至少低20%。因为公司的研发能力处于全行业顶尖位置,公司已经握有供不应求的订单,未来业绩确定性高。

  光刻机是制造集成电路的核心设备,长期被荷兰ASML公司垄断,并且高端产品对中国禁运,成为阻碍中国集成电路发展的重要障碍。

  华卓精科建立初衷在于将清华大学在极大规模集成电路制造装备及成套工艺国家科技重大专项中积累的尖端技术落地产业化。

  光刻机主要是由曝光光学系统和超精密工件台等构成,其中超精密工件台是光刻机产品平台的核心子系统,承载晶圆在光刻过程中实现高速超精密的步进扫描运动,成本占到整个光刻机的10%-20%。工件台要求在高速运动下达到2nm(相当于头发丝直径的四万分之一)的运动精度。由此奠定了光刻机超精密工件台技术在超精密机械制造与控制领域的最尖端地位,被称为超精密技术皇冠上的明珠。

  上海微电子是中国唯一一家生产高端前道光刻机整机的公司,华卓精科是其唯一的光刻机工件台供应商。作为世界上第二家掌握双工件台核心技术的公司,华卓精科成功推出了第一台满足65nm光刻机需求的双工件台样机,打破了ASML公司在工件台上的技术垄断。

  公司的实际控制人和首席科学家朱煜教授,工学博士,清华大学机械工程系长聘教授、博士生导师,中组部万人计划首批科技创新领军人才,科技部首批重点领域超精密机械与测控创新团队负责人,清华大学机械电子工程研究所所长;担任国家极大规模集成电路制造装备及成套工艺科技重大专项实施方案编制专家组和总体专家组副组长、技术副总师,装备组、光刻机组组长,光刻设备产业技术创新战略联盟专家委员会副主任。出版学术专著2部,发表论文170余篇,申请国家发明专利160余项,授权90余项,其中美国专利9项。

  公司工件台的客户是上海微电子,国内唯一一家生产高端前道光刻机整机的公司。据朱煜透露,国内光刻机工件台的市场规模大概在2.4亿美元至4.8亿美元左右,该产品具有很高的毛利率。

  随着公司战略的推进,公司已经完成多项产品的布局。2017年,公司的运动平台收入大幅提高,已超越光刻机工件台成为华卓精科的第一大收入来源;EFEM、激光退火等产品也将在今年形成销售。

  近日,华璋资本&读懂新三板拜访了朱煜教授,介绍了公司目前状况,以及未来发展战略等。

  朱煜:公司创立就是因为光刻机工件台的技术,因为02重大专项的成果要产业化,我们也将长期作为国家最核心战略产品光刻机的工件台子系统的唯一供应商,国家将长期支持该产品的创新研发与技术升级。

  朱煜:在半导体制造领域,光刻机是芯片制造过程中最核心、最关键的装备。主要是由曝光光学系统和工件台等构成,其中工件台是光刻机产品平台的核心子系统,在光刻过程中搭载晶圆实现高速超精密步进扫描运动,其成本占到整个光刻机的10%-20%。

  朱煜:浸没式光刻机在工件台搭载的硅片和投影物镜之间有一层水薄膜,而干式光刻机没有。这个差异导致两者在精度上会有很大不同,浸没式的曝光分辨率可达38纳米以下。而干式的最好的也只能达到65纳米。

  朱煜:主要是生产效率不同。常规单工件台的生产率仅为每小时80片,现在双工件台可以做到每小时270片,甚至300片。

  朱煜:我们生产的双工件台打破了ASML公司在工件台上的技术垄断,是世界上第二家掌握双工件台核心技术的公司。而且,在全球能单独供应工件台的公司也只有我们。

  朱煜:是的。国内也只有SMEE能生产高端前道光刻机整机。国外企业像ASML、NIKON既生产光刻机整机也生产双工件台,没有外购的需求。

  朱煜:会,目前国产光刻机整机距离国外产品仍然存在较大差距,如果最终下游的产品不能获得市场认可,影响也将转嫁到公司。但国产光刻机最大的优势在于国家的大力扶植。

  朱煜:按半导体产业500亿美金的投资规模测算,80%用于购买设备,其中30%用于购买光刻机,其中20%属于国产化,最后用于购买工件台的有10%-20%。算下来,大概在2.4亿美元至4.8亿美元左右。

  朱煜:干式的,就是我们正在实施的这个合同。2015年我们签了1.2亿的合同,今年完成全部交付。搭载该双工件台的整机产品明年就会通过大线验证,验证后就会有新的批量订单。

  另外一款是浸没式的,是去年立项,国家给我们4.2亿补助,我们自己出1.1亿,一共5.3亿,第一台在2019年交付。交付之后,大概2020年、2021年产品上线测试,只要通过,就会有后续的批量订单。

  2015年,光刻机工件台收入占总营收的90%;2016年,下降至80%左右;2017年,大幅下降至30%以下;预计未来持续下降,占百分之十几。

  朱煜:激光退火实际上类似于一台小光刻机,我们在工件台的基础之上,搭载相应的光源和光学系统,然后对晶圆进行步进和扫描运动控制,对表面进行激光退火处理,也就把表面加到一定温度以后,然后再降温,实现晶格修复。

  朱煜:我们从2012年就开始做激光退火,承接的是清华大学的原始创新技术。技术转让给我们后,我们开发了三代,第三代已经达到国际水平,而且核心的光学子系统我们是跟德国合作开发的。

  朱煜:这个设备近期能够形成销售。这个基础上开发的12寸的激光退火,我们力争今年年底、明年年初能够把产品拿出来到大生产线去测试,验证考核通过之后,进行批量销售。

  朱煜:目前,我们估计1000多万,现在产品经理对于获得订单很有信心,今年这个目标能够实现。

  现在我们主要受产能制约,也在找新的厂房。这个阶段过了之后,我们明年就应该可以释放我们的产能,稳步向上提升。

  朱煜:EFEM是一个设备的前端输片系统。Soter与EFEM类似,是一立工作的倒片机。

  朱煜:主要在集成电路、大型生产性设备。硅片盒搭载上去以后,EFEM负责通过机械手把硅片传到机器内部进行工艺处理,加工完成后再用机械手取回来,再回到另外一个硅片盒里,形成一个自动的流水线.EFEM的市场推进如何?

  朱煜:今年2月立项,4月完成产品设计,8月左右完成系统测试和优化,9月、10月完成用户测试。Soter由中芯国际测试,EFEM是沈阳拓荆测试。测试通过后,年底形成销售并批量生产。

  朱煜:不是,国内有几家在做,但是他们的机械手等核心部件是进口的,基本上没有利润。

  朱煜:说几个比较大的客户:中科飞测,做膜厚缺陷检测的设备;长春华大,做基因测序仪。

  朱煜:我们预测今年公司这块业务在5000万以上,到2021年的销售规模会在一亿以上。

  朱煜:第一,我们走的是高端定制路线,跟客户共同成长。像中科飞测从一开始到她慢慢上量,我们一直跟随她们一起成长。

  朱煜:激光退火设备、运动平台、静电卡盘、EFFM、精密光电这些东西都可以。

  朱煜:有竞争,但一定程度的国产化是国家战略需求。其次,国产设备也存在价格优势。

  朱煜:对。就是告诉他要做成什么样,给他讲什么地方做的不好,甚至工艺上对他进行指导,包括对它的管理进行干预。

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