一、半导体清洗产业介绍

半导体制造过程中不可避免会产生一些颗粒、有机物、自然氧化层、金属杂质等污染物，清洗是指对晶圆表面进行无损伤清洗以去除杂质，获得所需洁净表面，为下一步工艺准备良好条件的工艺。

清洗机广泛运用于集成电路制造中的成膜前/成膜后清洗、等离子刻蚀后清洗、离子注入后清洗、化学机械抛光后清洗和金属沉积后清洗等各个环节，清洗技术是影响芯片良率的重要因素之一，每一步光刻、刻蚀、沉积等重复性工序后，都需要一步清洗工序。

二、半导体清洗行业市场状况

1、行业政策 

半导体行业是国民经济支柱性产业之一，其发展程度是衡量一个国家科技发展水平的核心指标。近年来，为了进一步鼓励国内半导体的整体发展，打破国外垄断，增强科技竞争力，国家相关部委出台了一系列支持和引导半导体行业发展的政策法规，同样也带动了包括半导体清洗设备在内的半导体支持配套行业政策。

2、清洗贯穿整个半导体制程

1) 硅片制造过程中，经过抛光处理后的硅片，需要通过清洗过程来确保其表面的平整度和性能，进而提升在后续工艺中的良率。

2) 晶圆制造过程中，晶圆经过光刻、刻蚀、离子注入、去胶、成膜以及机械抛光等关键工序前后都需要进行清洗，以去除晶圆沾染的化学杂质，减少缺陷率，提高良率。

3) 芯片封装过程中，芯片需要根据封装工艺进行 TSV(硅穿孔)清洗、UBM/RDL(凸点底层金属/薄膜再分布技术)清洗以及健合清洗等。

3、半导体清洗分类

根据清洗的介质不同，清洗技术可以分为湿法清洗和干法清洗两种。

湿法清洗是指利用溶液、酸碱、表面活性剂、水及其混合物，通过腐蚀、溶解、化学反应等方法，使硅片表面的杂质与溶剂发生化学反应生成可溶性物质、气体或直接脱落，以获得满足洁净度要求的硅片。

干法清洗是指不依赖化学试剂的清洗技术，包括等离子体清洗、气相清洗等。但气相化学法无法有选择性的只与表面金属污染物反应，都不可避免的与硅表面发生反应。

晶圆制造产线上通常以湿法清洗为主，是目前市场上的主流清洗方法。

在湿法清洗的技术路线下，单片清洗是目前主流的清洗工艺。单片清洗是将每一片晶圆送至各个腔体进行单独喷淋式清洗，这样容易控制清洗质量，也可以提高单片晶圆不同位置的清洗均匀度，但是缺点是清洗效率低下。

4、半导体清洗市场规模

全球半导体清洗设备市场空间持续扩张，根据 Gartner 数据统计，2018 年全球半导体清洗设备市场规模为 34.17 亿美元，2019 年和 2020 年受全球半导体行业景气度下行的影响，有所下降，分别为 30.49 亿美元和 25.39 亿美元，2021 年随着全球半导体行业复苏，全球半导体清洗设备市场将呈逐年增长的趋势，2024 年预计全球半导体清洗设备行业将达到 31.93 亿美元。

国内市场上，随着整个半导体投资加速，半导体设备市场高速增长的驱动下，半导体清洗设备行业市场规模高速增长，2020年大幅增长至67.92亿元，2021年达到了106.09亿元，2022年我国半导体清洗设备行业市场规模达到150亿元，增速领先全球。

5、半导体清洗市场格局

全球半导体清洗设备市场高度集中，单片清洗设备领域尤甚。全球半导体清洗设备行业的龙头企业主要是迪恩士(DNS)、东京电子(TEL)、韩国 SEMES、拉姆研究（Lam Research）等等。其中，迪恩士处于绝对领先地位，占据了全球半导体清洗设备 45.6%的市场份额，东京电子、SEMES 和拉姆研究分别占据约19.7%、14.6%和13.4%。

近年来，我国半导体清洗设备产业迅速发展，国产化率不断提升，目前我国半导体清洗设备的国产化率已经超过了20%，随着国产替代进程加速，国内半导体产业迅速发展，国产半导体清洗设备厂商将迎来发展良机。

6、半导体清洗发展趋势

先进工艺为清洗设备增添新增长机遇。

除了受益于半导体行业景气周期上行，半导体工艺升级也将为清洗设备带来新增长机遇，随着芯片先进制程的进步以及芯片结构的复杂化，清洗设备市场有望量价提升。

1) 随着半导体技术的不断进步，半导体器件集成度不断提高，清洗的步骤大幅提高。90nm的芯片清洗工艺约90道，到了 20nm 清洗工艺达到 215 道。随着芯片进入16nm 以及 7nm 以下，清洗工艺的道数将会加速增长。

2) 3D存储技术的提升，在清洗晶圆表面的基础上提出了更高的要求，即在无损情况下清洗立体内部沾污，对清洗设备提出了更高的要求，清洗设备的单台价值将不断上升。

三、半导体清洗产业链

半导体清洗行业市场规模超150亿的市场，且处于高速增长阶段。

从产业链角度来看，半导体清洗贯穿整个半导体制程过程，是半导体产业链上游关键环节。

清洗设备行业的上游主要为气路系统、控制系统、照明系统、安全保护装置等零部件供应商；中游主要为半导体清洗设备的产品制造商；而在下游，半导体清洗设备的应用需求主要集中在半导体制造领域。

重点关注

至纯科技603690★★

至纯科技成立于 2000 年，目前主营业务包括高纯工艺系统、半导体湿法清洗设备、光传感应用及光学元器件，2020 年 3 块业务的占比分别为 61.8%、15.6%和 22.5%。

在高纯工艺系统方面，通过 20 多年深耕，公司在高纯工艺系统领域已经形成从研发、设计、供应链到制造一体化，制程方面，覆盖了 28~65nm 的设备，有 14nm 的技术储备。目前公司主要服务于一线 IC 晶圆厂，包括三星、海力士、台积电、中芯、华虹、长存、长鑫、士兰微等半导体头部客户。

在湿法装备领域，公司于 2017 年成立独立的半导体湿法事业部，产品腔体、设备平台设计与工艺技术都和国际一线大厂路线一致，采用先进二流体产生的纳米级水颗粒技术，能高效去除微粒子的同时，还可以避免兆声波的高成本。根据公司公告，公司目前的湿法设备有槽式和单片式（8~12 反应腔）两种，可以提供到 28 纳米节点全部湿法工艺；今年上半年公司在更先进的 14nm~7nm 技术世代已接到 4 台套机台多个工艺的正式订单，将于2022 年交付至客户产线验证。在技术储备上，公司将持续投入资源开发符合高阶工艺应用的设备（如多反应腔、18 腔等），公司的湿法工艺设备的子系统包含药液循环系统、温控系统、传送系统、自动控制系统、通信系统、传感控制系统、气体流场设计、反应药液回收环设计等。

北方华创002371★★

北方华创成立于 2001 年，由北京七星华创和北方微电子于 2016 年战略重组而成，总部位于北京市；北方华创主营半导体装备、真空装备、新能源锂电装备及精密元器件业务，为半导体、新能源、新材料等领域提供解决方案。北方华创拥有半导体装备事业群、真空装备事业群、新能源锂电事业群和精密元器件事业群四大核心事业集群。

在半导体清洗方面，北方华创可提供多种类型的单片清洗设备和槽式清洗设备，已广泛应用于集成电路、半导体照明、先进封装、微机电系统、电力电子、化合物和功率器件等领域。2018 年北方华创收购了美国半导体清洗设备公司 Akrion，完善了清洗设备产线。 目前公司主要清洗设备产品为单片和槽式清洗设备，可适用于技术节点为 65nm、28nm 工艺的芯片制造。

盛美上海688082★★

盛美成立于 2005 年，是具备世界领先技术的半导体设备制造商，2008 年公司的SAPS 技术研发成功，2009 年 SAPS 清洗设备进入韩国海力士开展产品验证，2011 年公司用于 12 英寸 45nm 工艺的 SAPS 清洗设备首次取得海力士的订单。2015 年后公司顺利取得了长江存储、中芯国际及华虹集团的订单。2015 年及 2018 年，公司 TEBO 技术和Tahoe 技术分别研发成功，在半导体清洗设备领域的技术和产品线更加丰富。目前，公司在半导体清洗设备领域已经成功进入了全球一线半导体制造企业的生产线。

在清洗设备领域，公司立足自主创新，通过多年的技术研发和工艺积累，成功研发出全球首创的 SAPS、TEBO 兆声波清洗技术和 Tahoe 单片槽式组合清洗技术，可应用于45nm 及以下技术节点的晶圆清洗领域，可有效解决刻蚀后有机沾污和颗粒的清洗难题，并大幅减少浓硫酸等化学试剂的使用量，在帮助客户降低生产成本的同时，满足节能减排的要求。

四、总结

半导体制造过程中不可避免会产生一些颗粒、有机物、自然氧化层、金属杂质等污染物，清洗是指对晶圆表面进行无损伤清洗以去除杂质，获得所需洁净表面，为下一步工艺准备良好条件的工艺。

清洗机广泛运用于集成电路制造中的成膜前/成膜后清洗、等离子刻蚀后清洗、离子注入后清洗、化学机械抛光后清洗和金属沉积后清洗等各个环节，清洗技术是影响芯片良率的重要因素之一，每一步光刻、刻蚀、沉积等重复性工序后，都需要一步清洗工序。

半导体行业是国民经济支柱性产业之一，其发展程度是衡量一个国家科技发展水平的核心指标。近年来，为了进一步鼓励国内半导体的整体发展，打破国外垄断，增强科技竞争力，国家相关部委出台了一系列支持和引导半导体行业发展的政策法规，同样也带动了包括半导体清洗设备在内的半导体支持配套行业政策。

根据清洗的介质不同，清洗技术可以分为湿法清洗和干法清洗两种。晶圆制造产线上通常以湿法清洗为主，是目前市场上的主流清洗方法。而在湿法清洗的技术路线下，单片清洗是目前主流的清洗工艺。

全球半导体清洗设备市场空间持续扩张，2021 年随着全球半导体行业复苏，全球半导体清洗设备市场将呈逐年增长的趋势，2024 年预计全球半导体清洗设备行业将达到 31.93 亿美元。国内市场上，2022年我国半导体清洗设备行业市场规模达到150亿元，增速领先全球。

全球半导体清洗设备市场高度集中，单片清洗设备领域尤甚。全球半导体清洗设备行业的龙头企业主要是迪恩士(DNS)、东京电子(TEL)、韩国 SEMES、拉姆研究（Lam Research）等等。

近年来，我国半导体清洗设备产业迅速发展，国产化率不断提升，目前我国半导体清洗设备的国产化率已经超过了20%，随着国产替代进程加速，国内半导体产业迅速发展，国产半导体清洗设备厂商将迎来发展良机。随着芯片先进制程的进步以及芯片结构的复杂化，清洗设备市场有望量价提升。

半导体清洗行业市场规模超150亿的市场，且处于高速增长阶段。鉴于半导体清洗技术涉及物理、半导体物理、物理化学、电化学等多种基础科学和化工、机械、材料、表面处理等多种工程学科，属于多学科交叉行业，壁垒较高。建议关注行业内技术领先，规模优势明显的龙头企业如至纯科技、北方华创与盛美上海等。

五、风险提示

1、下游半导体行业扩产不及预期的风险

2、国产替代进度的不及预期的风险

3、技术更新迭代的风险

4、国际贸易摩擦加剧的风险

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