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【半导体设备】盘点国内外存储芯片制造和测试设备布局

12/04 09:46
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【湾芯展推荐】本文涉及的相关企业:泛林、应用材料、TEL、Teradyne、Advantest、北方华创、中微公司、华海清科、精智达

存储大周期推动设备需求

2025年,全球存储芯片市场迎来新一轮“超级周期”涨价潮,主要涉及DRAM(动态随机存取存储器)和NAND Flash两大类型。涨幅普遍在10%-30%,部分高端产品如服务器级DRAM甚至高达60%。

此外据韩国媒体《新日报》和《亚洲商业日报》报道,英伟达计划用LPDDR(最初为移动设备设计)取代传统的服务器DDR5内存。行业分析师认为,继高带宽内存(HBM)之后,此举可能使LPDDR在人工智能时代成为核心半导体技术。

图:存储器分类

据世界半导体贸易统计组织(WSTS)最新数据预测,受第三季度表现超预期的拉动,2025 年全球半导体市场规模预计将增长 22%,达到 7720 亿美元。相较于 2025 年夏季更新的预测数据,此次规模上修近 450 亿美元(约 7 个百分点)。此次预期上调主要由逻辑芯片和存储芯片领域推动,背后是人工智能相关应用的爆发以及计算和数据中心基础设施需求的持续攀升。其中,逻辑芯片市场预计增长 37%(较此前预测上调 8 个百分点),存储芯片市场预计增长 28%(上调 11 个百分点)。

图:各大存储厂商新的产能向HBM倾斜,图源:TrendForce,国金证券研究所

与此同时,DRAM和 NAND Flash原厂的重心正逐渐转变,从单纯扩产转向制程技术升级、高层数堆栈、混合键合以及 HBM 等高附加价值产品。这一战略调整正在深刻重塑上游半导体设备行业的竞争格局与技术路线。存储原厂的"质效提升"替代"规模扩张",推动设备需求从通用型向定制化、高精度、高集成度方向演进,同时加速了设备行业的技术迭代与市场分化。如2025Q3 爱德万实现营业收入 119.36 亿元,同比增长 38.01%,其中存储测试机领域实现营业收入 19.93 亿元,环比增长 31.04%,其中,高性能 DRAM(包括 HBM)销售额也有所增长。

本文将围绕存储器上游设备,谈谈目前国内外厂商的进展与市场布局。半导体存储器上游设备主要包括晶圆制造设备,如光刻、刻蚀、薄膜沉积、离子注入、量检测设备,封测设备,如测试机、分选机、探针台等。

国际巨头新设备、新布局汇总

针对NAND、DRAM相关的生产和测试设备,国外一些领先的厂商纷纷展开新的布局:

Lam Research

①2025年2月,发布ALTUS®Halo钼(Mo)原子层沉积(ALD)设备,面向3D NAND、DRAM和先进逻辑的大批量制造,可为先进半导体元件提供卓越的低电阻率金属填充以及无空隙钼金属化的高精度沉积。过去二十年间,Lam 首创的基于钨的 ALD 工艺一直是金属化填充和无空隙接触/线结构的主流技术。然而,面向未来 NAND、DRAM 和逻辑器件的微缩,传统钨集成已无法满足技术演进的需求。Lam 推出的 ALTUS Halo 正是推进从钨向钼过渡的关键技术突破。目前,ALTUS Halo设备已投入量产,并获得了领先量产3D NAND制造商的初期采用;

②2025年2月,发布等离子体蚀刻设备 Akara,其采用固态等离子体源,生成的等离子体响应速度提升了 100 倍,支持更大纵横比的超高精度蚀刻,以形成复杂的 3D 结构。据Lam Research介绍,Akara支持环绕式闸极(GAA)晶体管和6F2 DRAM和3D NAND组件的微缩,并且可扩展至4F2 DRAM、互补场效晶体管和3D DRAM。这些组件要求具挑战性的关键蚀刻步骤和精确的极紫外光(EUV)光刻图案,以形成复杂的3D结构;

③Lam Research推出的第三代低温电介质蚀刻技术Cryo™ 3.0 经过优化,可解决未来400 层以上 3D NAND所带来的蚀刻挑战。Cryo™ 3.0 可实现更高的深宽比特征,并具有突破性的精度和轮廓控制。 通过充分利用表面化学、等离子体物理学和工艺设计方面的创新,泛林集团的 Cryo™ 3.0 经过优化,可制造未来具有 400 层及以上的 3D NAND 器件。

Applied Materials

Applied Materials CentrisSym3®系列(最新型号Sym3®Y),该系统采用创新射频脉冲技术为客户提供极高的材料选择性、深度控制和剖面控制,使之能够在3D NAND、DRAM和逻辑节点(包括FinFET和新兴的环绕栅极架构)创建密集排列的高深宽比结构。

Sym3系列的独特技术特征——高电导反应腔架构能够提供特殊的刻蚀剖面控制,快速有效地排出每次晶圆工艺产生的刻蚀副产物。Sym3 Y系统采用保护关键腔体组件的专有新型涂层材料,扩大了该成功架构的优势,从而进一步减少缺陷并提高良率

TEL

TEL在2025 报告中提及,在前端制程(逻辑/存储)将聚焦 GAA、CFET、3D DRAM、>400 层 NAND。DRAM未来技术发展路线为:(1)向垂直通道晶体管(VCT)和3D DRAM方向发展;(2)高介电常数(High-k)材料与更高纵横比(Aspect Ratio)电容结构逐渐应用。NAND未来技术发展路线为:(1)不断提高堆叠层数(超过4xx层及以上);(2)采用Mo(金属钼)和其他新型材料,改善导电性并降低电阻。

目前在存储领域,主要有以下产品布局:

Tactras™系列:高纵横比蚀刻设备,支持3D NAND和DRAM制造;

NT333™系列:低温ALD设备,适用于多层堆叠结构。

Teradyne

2025年8月,泰瑞达宣布推出新一代内存测试平台Magnum 7H,旨在满足高性能生成式AI服务器中GPU和加速器所集成的高带宽内存(HBM)芯片测试的严苛要求。

Magnum 7H是一款先进的内存测试平台,支持多代HBM芯片,包括HBM2E、HBM3、HBM3E、HBM4和HBM4E。该平台实现了从基础裸片晶圆测试、内存核心测试到老化测试的全面覆盖,确保HBM芯片品质卓越且稳定可靠。此外,Magnum 7H既可通过与传统探针台和探针卡对接,在Known-Good-Stack-Die(KGSD)或Chip-on-Wafer(CoW)级别对未切割的HBM芯片进行测试,也可配合新型裸片探针台/分选器,对切割后的HBM芯片进行测试,以改善芯片质量。

Advantest

Advantest的存储芯片测试机包括T5800系列、T5500系列、T5200系列、老化测试仪、SSD测试系统等。最新发布的T5801作为新一代超高速DRAM测试方案,其支持下一代GDDR7、LPDDR6和DDR6技术。高速存储测试速率高达36Gbps PAM3和18Gbps NRZ;基于硬件的测试功能可全面覆盖下一代DRAM芯片(LPDDR6、GDDR7、DDR6)和存储模块(MRDIMM、CAMM)的测试。

国产存储设备提速

在巨大的国内市场需求和强烈的自主可控诉求驱动下,国产半导体设备产业近年来取得了长足进步,在不同环节的发展取得突破:

北方华创

北方华创作为平台型设备龙头,聚焦TSV工艺全链条创新,推出了覆盖刻蚀、去胶、清洗、ALD(原子层沉积)、PVD(物理气相沉积)、电镀及退火的综合解决方案,直击三维集成技术的核心挑战,为智能芯片的革新提供坚实支撑。如其12 英寸半导体刻蚀设备(ICP),可用于12英寸逻辑、存储等领域浅沟槽隔离刻蚀、栅极刻蚀、侧墙刻蚀、金属硬掩膜刻蚀、高 k 值介质刻蚀、钨/钛/钽等金属及其化合物刻蚀等工艺。

中微公司

在存储芯片制造环节,中微公司等离子体刻蚀设备已大量用于先进三维闪存和动态随机存储器件的量产。中微公司致力于提供超高深宽比掩膜(≥40:1)ICP 刻蚀设备和超高深宽比介质刻蚀(≥60:1)CCP刻蚀设备的解决方案。配备超低频偏压射频的用于超高深宽比掩膜刻蚀的ICP 刻蚀机目前已经在生产线上大规模应用,工艺能力可以满足国内最先进的存储芯片制造的需求。配备超低频高功率偏压射频的用于超高深宽比介质刻蚀的 CCP 刻蚀设备也在最关键的超高深宽比刻蚀工艺大规模生产,并逐步拓展应用。

在薄膜沉积产品中,中微公司钨系列薄膜沉积产品:CVD(化学气相沉积)钨设备,HAR(高深宽比)钨设备和 ALD(原子层沉积)钨设备,可覆盖存储器件所有钨应用。该系列设备均已通过关键存储客户端现场验证,满足先进存储应用中所有金属互联应用(包含高深宽比金属互联应用)及三维存储器件字线应用各项性能指标,并获得客户重复量产订单。

华海清科

华海清科积极布局减薄装备、划切装备、边抛装备等新技术新产品的开发拓展,为客户提供3DIC全流程解决方案,满足当下 AI 芯片、HBM(高带宽存储器)堆叠封装、Chiplet(芯粒)异构集成等前沿技术领域的迫切需求。如Master-BN300,可显著提升晶圆边缘的光洁度,满足半导体制造领域对高精度边缘处理的技术要求,并已在存储芯片、先进封装等关键制程中得到应用。

精智达

在存储器件测试领域,精智达延伸投入 NAND FLASH 测试设备、高规格Memory Handler 设备及探针卡关键技术,构建 “设备系统 — 核心耗材” 协同研发矩阵。以 DRAM 测试设备产品线为基础纵向延伸分选机、探针台等设备构建完整测试链,同步强化 HBM 及先进封装技术研究;依托DRAM技术储备横向拓展至 NAND FLASH 等存储器测试领域,并大力推进算力芯片 SoC 测试机。

总结

回顾过去十年,半导体存储器的每一次演进,也在重塑着半导体产业链权力版图,对国内半导体设备厂商而言,存储器也是“国产化替代”的重要领域,未来3-5年内,HBM4、CXL内存、300+层3D NAND、1γnm DRAM等将成为新的战场,谁在设备与工艺上突破,也会在下一轮周期中占据主动。

参考资料:

1.国金证券:AI驱动存储新周期;

2.WSTS: Global Semiconductor Market show continued growth in Q2 2025

3.TEL: Market Outlook for Semiconductors and TEL's Growth Strategy

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