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華為公開四重曝光工藝專利,一文看懂SAQP技術及增量(附股)

2024-03-26科技

近日,華為公布了一種名為自對準多重曝光(SAQP)的新專利,這是一種先進 芯片 的生產方案。那這個SAQP到底是什麽呢?

一 幾種常用的多重曝光技術

SAQP是多重曝光技術(MultiplePatterning)的一種。目前已經有 4種多重曝光技術被廣泛使用,分別是LELE、LFLE、SADP和SAQP 。LELE和LFLE的原理類似將原本需要一層光刻圖形進行拆分,分布在兩個或多個掩膜上,從而實作影像密度的疊加。而SADP和SAQP的原理也類似,其中SADP是指雙重圖形 化工 藝,而SAQP是指四重曝光技術。這四種技術都是由英特爾 (Intel)開發出來的。

二 多重曝光比單次曝光多哪些工序?

從圖表中可得知,SAQP在制造中, 一共需要一次光刻,五次刻蝕和五次沈積的過程。 相對單次曝光,光刻次數不變,沈積和刻蝕的步驟增加了,需求為之前的5倍。

不過機構在這裏忽略了必須的清洗步驟,由上圖可見,相比單次曝光,SAQP的清洗次數從1次變成了4次,也是非常大的增量。

由此,我們可以看出SAPQ的增量環節主要在沈積,刻蝕和清洗。

三 多次曝光的成功率如何?

多次曝光技術可以在不改變 光刻機 自身精度的情況下在單位面積上部署更加密集的晶體管。多次曝光透過巧妙布局每次曝光的圖形從而到達更加精密的電路設計圖案。透過多次曝光CD值可以將之前一次曝光時44奈米降低到22奈米甚至11奈米。在更小波長的EUV光刻機尚未成熟之前,DUV加多次曝光的技術曾經是台積電 和三星等境外半導體 企業從28奈米制程進步到7奈米制程的主要技術手段之一。

理論上說 ,如果每次曝光都能做到精確和無誤差,晶圓制造商可以反復套用多次曝光的技術達到無限小。但在實際的工業生產中,由於每次曝光都可能存在圖案的缺陷, 而每次曝光都可能在上次曝光流程中積累並放大缺陷 ,多次曝光後缺陷或影響最後出廠產品的良品率。多次曝光在技術上的另外一個缺點在於其多次曝光的過程 增加了半導體加工的工序次數 ,從而直接降低了芯片的生產率。

去年國外權威科技媒體對MATE 60 PRO裏透過多重曝光達到7nm工藝的麒麟芯片分析後認為,制造良率可能在50%。

而要透過四重曝光SAQP技術生產5nm工藝的芯片,如無重大突破,良率可能只有20%左右了。

四 SAQP的增量

券商 認為,刻蝕和沈積裝置商或是最大受益者。

而這裏我們需要思考兩個問題:

一是裝置的折舊是按年限還是按使用次數?工序的增加會否造成裝置需求同比例增加?肯定不可能是1:1的線性增加。

二是在良率低的情況下,意味著花了更多工序制造出來的產品卻大多不合格,要得到同樣多的合格品,需要更大的生產量。

如果是在最後環節才檢測,那麽對耗材的需求可簡單計算為工序倍數/良率,即使是在每個環節進行檢測,也意味著每過一個工序就可能有淘汰。所以耗材的增量是完全對應的。

五 具體受益:

1;沈積、刻蝕、清洗裝置商等

機構標的: 中科飛測 (檢/量測)、北方華創 (PVD&去膠)、中微公司 (TSV深矽刻蝕)、拓荊科技 (W2W&D2W鍵合)、華海清科 (CMP&減薄)、盛美上海 (濕法、電鍍)、芯源微 (塗膠顯影、清洗、臨時鍵合/解鍵合)、精測電子 (檢/量測)、芯碁微裝 (晶圓級封裝直寫光刻機)

彈性標的: 文一科技 (分選機、塑封壓機)、至正股份 (清洗、烘烤、塗膠顯影、去膠)、元成股份 (清洗、刻蝕)

2、耗材

在刻蝕這個環節,涉及的耗材有 光刻膠 、掩膜版、刻蝕液等。

其他的還有清洗液、瓦斯等。

3 裝置清洗服務: 富樂德 等。

附 SAQP核心光掩模概念股:

1. 冠石科技 : 擬投資切入半導體掩膜版領域,產品制程將覆蓋350-28nm(其中以45-28nm成熟制程為主),預計2024年投產、2025年可實作45nm光掩膜版量產,2028年可實作28nm光掩膜版量產。

2. 英唐智控 : 公司在華為的采購機制下,公司作為分銷商目前主要透過向華為的供應商供貨的形式間接向華為提供產品及服務。同時公司為包括京東方 、華星光電、深天馬 在內的OLED 產商提供包括Mask(光掩膜版)、發光材料、奈米銀和驅動芯片等生產OLED面板 所需的核心產品。

3. 清溢光電 : 完成了180nm半導體芯片用掩膜版的客戶測試認證,正在開展130nm-65nm半導體芯片用掩膜版的工藝研發和28nm半導體芯片所需的掩膜版工藝開發規劃。

4. 豪爾賽 : 公司於2020年8月參與認購共青城秋實股權投資基金,該基金專項投資的標的紹興中芯整合 於2023年5月在科創板 上市。該公司經營範圍包含:半導體(矽及各類化合物半導體)積體電路芯片制造、光刻掩膜版開發制造等。

5. 路維光電 : 已實作180nm及以上制程節點半導體掩膜版產品的量產。同時儲備了150nm制程節點掩膜版制造技術,可覆蓋第三代半導體相關產品。

6. 菲利華 : 公司是國內首家獲得國際領先半導體裝置商認證供應商,擁有相關掩膜版技術。

7. 炬光科技 : 公司擁有掩膜版修復技術。

8. 大富科技 : 公司主要金屬掩膜版。

9.芯碁微裝: 公司相關裝置用於IC掩膜版制造。

10. 華潤微 : 大票沒有意思。

11. 中芯國際 : 中國主要能自己量產掩膜版的核心公司,參考而已。

12. 凱盛科技 : 光掩膜版對於石英玻璃基板純度的要求極高,凱盛科技正是材料供應商。

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