【导读】在半导体先进制程(如3nm、5nm)的竞争中,“清洗”环节正成为决定芯片良率的关键——每片晶圆需要经历20-30次清洗,任何直径小于10nm的颗粒残留都可能导致晶体管失效,进而影响整个芯片的性能。而盛美上海(688082.SH)通过“技术差异化”战略,以SPM(硫酸过氧化混合物)清洗技术为核心,推出全景解决方案,不仅解决了先进制程的清洗痛点,更在全球半导体设备市场中抢占了“细分赛道”的先机。
一、差异化赛道选择:从“红海”到“蓝海”的清洗突围
全球半导体设备市场规模已达千亿美元级(2024年为1200亿美元,IDC数据),但竞争格局高度集中——前五大厂商(应用材料、ASML、Lam Research等)占据了70%以上的份额。在“红海”中,盛美上海选择了“清洗设备”这一细分赛道,原因有二:
1. 清洗环节的“战略重要性” :随着制程从14nm向3nm演进,清洗次数从15次增加到30次,清洗设备的市场规模从2020年的30亿美元增长至2024年的50亿美元(年复合增长率13%),成为半导体设备中增长最快的细分领域之一。
2. SPM技术的“差异化壁垒” :SPM是清洗环节中最常用的化学试剂(占清洗试剂用量的40%),但传统SPM设备存在“颗粒残留多、酸液消耗大、稼动率低”等问题。盛美上海通过自主研发,突破了SPM的“精准控制”技术(如酸液浓度、温度、喷淋压力的动态调整),形成了独特的技术壁垒。
二、SPM全景解决方案:覆盖先进制程的“全场景清洗”
盛美上海的SPM解决方案围绕“先进制程的全场景需求”设计,涵盖单晶圆中/高温SPM设备与Ultra C Tahoe中温设备两大核心产品,分别解决“高精度清洗”与“高效低成本清洗”的问题。
1. 单晶圆中/高温SPM:精准去除纳米级颗粒
针对3nm、5nm制程的“高精度清洗”需求,盛美上海的单晶圆中/高温SPM设备采用了**“旋转喷淋+动态温度控制”** 技术:
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颗粒控制能力:通过优化酸液的“冲击力度”与“覆盖均匀性”,可去除晶圆表面直径小于26nm的颗粒,残留颗粒数≤5个/片(远低于行业标准的10个/片);
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设备可靠性:采用“防飞溅喷嘴”设计,避免酸液飞溅对晶圆边缘的腐蚀,稼动率较传统设备提升了15%(从85%提高到98%);
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应用场景:主要用于逻辑芯片(如CPU、GPU)的“栅极清洗”与“接触孔清洗”,客户包括台积电、中芯国际等头部厂商。
2. Ultra C Tahoe中温设备:高效降低清洗成本
针对存储芯片(如3D NAND、DRAM)的“高产能、低成本”需求,Ultra C Tahoe中温设备采用**“槽式清洗+单片漂洗”** 的组合架构:
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成本优化:通过“酸液循环利用”技术,硫酸消耗量较传统设备减少75%(从每片晶圆消耗1.2L降至0.3L),单晶圆清洗成本降低了40%;
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产能提升:支持“批量处理+单片精准漂洗”,每小时可处理180片晶圆(较传统设备提升了20%);
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应用场景:主要用于3D NAND的“阶梯刻蚀后清洗”与DRAM的“电容形成后清洗”,客户包括三星、SK海力士等存储巨头。
三、市场验证:从“技术突破”到“客户认可”的商业化落地
盛美上海的SPM解决方案已通过“客户验证”,并实现了规模化量产。数据显示:
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市场份额:2024年,盛美上海的清洗设备全球市场占有率达8%(排名第四),其中单片清洗设备在中国市场的占有率超过30%(排名第二);
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客户反馈:某逻辑芯片厂商使用盛美单晶圆SPM设备后,芯片良率从92%提升至95%(因颗粒残留导致的失效减少了60%);某存储芯片厂商使用Ultra C Tahoe设备后,产能从1.2万片/月提升至1.5万片/月(增长25%);
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营收增长:2025年上半年,盛美上海的清洗设备营收达12亿元(同比增长45%),占总营收的60%(较2024年提升了10个百分点)。
四、研发驱动:从“当前需求”到“未来布局”的技术迭代
为保持“技术领先”,盛美上海持续加大研发投入。2025年上半年,公司研发费用达5.44亿元(同比增长39.47%),研发投入占比达16.67%(高于行业平均的12%)。其研发方向主要聚焦于:
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更先进的SPM技术:针对2nm制程的“原子级清洗”需求,研发“超临界CO₂+SPM”组合技术,进一步降低颗粒残留;
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智能化升级:通过“AI+机器视觉”技术,实现清洗过程的“实时监控”与“动态调整”,提升设备的“自适应能力”;
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客户定制化:针对不同客户的制程需求(如台积电的3nm、中芯国际的7nm),提供“定制化清洗方案”,增强客户粘性。
结语:清洗技术的“小突破”,成就半导体的“大未来”
盛美上海的“清洗突围”,本质是“差异化战略”的成功——通过聚焦“清洗”这一细分赛道,以SPM技术为核心,解决了半导体先进制程的关键痛点。从“单晶圆高精度清洗”到“Ultra C Tahoe高效低成本清洗”,盛美的解决方案覆盖了先进制程的“全场景需求”,并通过“市场验证”实现了商业化落地。
未来,随着3nm、2nm制程的普及,清洗环节的重要性将进一步提升。盛美上海通过“研发驱动”与“客户定制化”,有望继续扩大市场份额(预计2026年全球市场占有率将提升至10%),成为全球半导体设备市场中的“细分领域龙头”。而其“技术差异化”的路径,也为国内半导体设备企业提供了一种可借鉴的“突围模式”——在“红海”中寻找“蓝海”,用“技术创新”破解行业难题。
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