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1、半導(dǎo)體清洗劑產(chǎn)品原理
清洗是貫穿半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的重要工藝環(huán)節(jié)，用于去除半導(dǎo)體硅片制造、晶圓制造和封裝測試每個步驟中可能存在的雜質(zhì)，避免雜質(zhì)影響芯片良率和芯片產(chǎn)品性能。
根據(jù)清洗介質(zhì)的不同，目前半導(dǎo)體清洗技術(shù)主要分為濕法清洗和干法清洗兩種工藝路線。
濕法清洗——針對不同的工藝需求，采用特定的化學(xué)藥液和去離子水，對晶圓表面進(jìn)行無損傷清洗，以去除晶圓制造過程中的顆粒、自然氧化層、有機(jī)物、金屬污染、犧牲層、拋光殘留物等物質(zhì)，可同時采用超聲波、加熱、真空等輔助技術(shù)手段。濕法清洗過程化學(xué)藥液基本相同，不同工藝主要差別在于輔助方法，也是濕法清洗工藝的主要難點(diǎn)。
干法清洗——指不使用化學(xué)溶劑的清洗技術(shù)，主要包括等離子清洗、超臨界氣相清洗、束流清洗等技術(shù)。雖然具有對不同薄膜有高選擇比的優(yōu)點(diǎn)，但可清洗污染物比較單一，不過仍在28nm及更先進(jìn)技術(shù)節(jié)點(diǎn)的邏輯產(chǎn)品和存儲產(chǎn)品中有重要作用。
2、半導(dǎo)體清洗的技術(shù)壁壘及解決方法
雖然清洗步驟中90%使用的都是濕法清洗技術(shù)，但在半導(dǎo)體制造中，干法和濕法在短期無法互相替代，并在各自領(lǐng)域向更先進(jìn)方向發(fā)展。濕法清洗的技術(shù)壁壘，主要在于容易造成晶圓之間的交叉污染。
先進(jìn)制程對雜質(zhì)的敏感度更高，小尺寸污染物的高效清洗更困難。解決的方法主要是增加清洗步驟。根據(jù)ACM評估，假設(shè)一條月產(chǎn)能在10萬片的DRAM產(chǎn)線，良率下降1%，將會導(dǎo)致企業(yè)一年3000-5000萬美元的損失。所以企業(yè)為了提高良率，必然會采用更多的清洗次數(shù)。
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷進(jìn)步，半導(dǎo)體器件集成度不斷提高，清洗的步驟大幅提高。90nm的芯片清洗工藝約90道，到了20nm清洗工藝達(dá)到215道。隨著芯片進(jìn)入16nm以及7nm以下，清洗工藝的道數(shù)將會加速增長。

以海力士內(nèi)存為例，28nm制程中總共需要500-600個工藝，清洗工藝有近200道（其中核心的清洗工藝有40-50道）。隨著制程先進(jìn)工藝越來越先進(jìn)，在20nm之后，所需的清洗步數(shù)會越來越多，時間越來越長，對設(shè)備本身的性能要求也越來越高。根據(jù)立鼎產(chǎn)業(yè)研究網(wǎng)的估算，16nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)工藝步驟約為1000步，7nm技術(shù)將超過1500步。
3、全球半導(dǎo)體清洗設(shè)備市場規(guī)模和競爭形勢
從結(jié)構(gòu)來看，單片清洗設(shè)備是目前市場的絕對主流，占比74.63%。隨著集成電路特征尺寸的進(jìn)一步縮小，單片清洗設(shè)備在40nm以下的制程中的應(yīng)用會更加廣泛，未來的占比有望逐步上升。
根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，2015年全球半導(dǎo)體清洗設(shè)備市場規(guī)模為26億美元，當(dāng)時預(yù)計(jì)2020年將達(dá)37億美元，復(fù)合增長率為7%。預(yù)計(jì)中國大陸地區(qū)每年的濕法清洗設(shè)備的空間在15-20億美元，到2023年清洗機(jī)的國產(chǎn)化率可達(dá)40%-50%，即國產(chǎn)設(shè)備的市場空間在40-70億元；且預(yù)計(jì)未來12寸晶圓的槽式和單片式清洗設(shè)備將是市場的主要增量。

根據(jù)臺灣工研院數(shù)據(jù)，2020年全球半導(dǎo)體清洗設(shè)備市場規(guī)模為49億美元，占半導(dǎo)體設(shè)備總體市場規(guī)模約10%，并將保持穩(wěn)定增長，2025年將達(dá)67億美元，年均增速6.8%。

全球半導(dǎo)體清洗設(shè)備市場高度集中，被DNS、TEL等廠商壟斷。2019年，DNS、TEL、LAM與SEMES四家公司合計(jì)市場占有率達(dá)到97.7%，其中DNS市場份額最高（45.1%）。

4、半導(dǎo)體清洗設(shè)備國產(chǎn)替代大勢所趨
隨著半導(dǎo)體產(chǎn)能轉(zhuǎn)移以及國內(nèi)半導(dǎo)體整體市場需求增加，中國大陸半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)投資增長，銷售規(guī)模不斷增長?；谖覈雽?dǎo)體設(shè)備對外依存度高的不足，美國對我國采取禁運(yùn)等措施，國產(chǎn)替代需求迫切。
中美經(jīng)貿(mào)摩擦背景下，推進(jìn)半導(dǎo)體供應(yīng)鏈自主可控是國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備廠商的歷史性機(jī)會。終端需求增長+集成電路制造環(huán)節(jié)國產(chǎn)化趨勢，半導(dǎo)體設(shè)備需求提升。近年來隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、汽車電子等新興行業(yè)的發(fā)展，MEMS、化合物、MiniLED芯片、先進(jìn)封裝等半導(dǎo)體需求迅猛增長，也帶動了半導(dǎo)體專用設(shè)備需求增長。集成電路半導(dǎo)體國產(chǎn)化需求迫切，中芯國際積極擴(kuò)產(chǎn)也增加了設(shè)備需求，我國半導(dǎo)體設(shè)備整體國產(chǎn)化率僅為13%，國內(nèi)廠商替代空間巨大。
近年來，我國半導(dǎo)體清洗設(shè)備產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，國產(chǎn)化率不斷提升。2019年，中國半導(dǎo)體清洗設(shè)備招標(biāo)采購份額中，國內(nèi)廠商盛美半導(dǎo)體、北方華創(chuàng)、芯源微合計(jì)占22%。這個數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了其他大部分半導(dǎo)體設(shè)備的國產(chǎn)化率。作為我國半導(dǎo)體清洗領(lǐng)域的重要參與者，這些國內(nèi)半導(dǎo)體清洗廠商起步比海外雖然較晚，但追趕勢頭強(qiáng)勁。