芯片（集成电路）制作就是在硅片上雕琢杂乱电路和电子元器材（运用薄膜堆积、光刻、刻蚀等工艺），同 时把需求的部分改构成有源器材（运用离子注入等）。

  芯片的制作进程能够分为前道工艺和后道工艺。前道是指晶圆制作厂的加工进程，在空白的硅片完结电路的加工，出厂产品仍然是完好的圆形硅片。后道是指封装和测验的进程，在封测厂中将圆形的硅片切割成独自的芯片颗粒，完结外壳的封装，最终完结终端测验，出厂为芯片制品。

  前道工艺：包含光刻、刻蚀、薄膜成长、离子注入、清洗、CMP、量测等工艺；

  先进制程芯片的制作进程有超越 1000 道的工序，其间每一种工艺进程都要运用不同的专用设备，半导体设备即专门为芯片制作工艺研制的专用设备。

  2020年全球半导体设备销售额约 711亿美元，同比添加19.2%；其间晶圆制作设备 612亿美元，占比86.1%， 测验设备 60.1 亿美元，占比 8.5%，封装设备 38.5 亿美元，占比 5.4%。

  2020 年我国大陆半导体设备销售额 187 亿美元，同比添加 39.2%，约占全球比例的 26%，位居全球榜首位。猜测 2021 年和 2022 年全球半导体设备销售额别离为 953 和 1013 亿美元，同比添加 34.1%和 6.3%。

  以 2020 年数据预算各类晶圆制作设备商场规划占比，能够发现光刻、刻蚀、薄膜成长是占比最高的前道设备，算计商场规划占比超越 70%，这三类设备也是集成电路制作的主设备；工艺进程量测设备是质量监测的 要害设备，比例占比可达约 13%；其他设备占比相对较小。

  全球规划内的半导体设备龙头企业以美国、日本和欧洲公司为主，呈现寡头独占，CR5 市占率超越 65%。

  光刻机的分类一般以光源品种区别。当光线经过的缝隙宽度与其波长挨近韶光会产生衍射，不再“走直线”，因而进步光刻精度就必须运用波长 更短的光源，这是光刻机开展的底子途径。

  2020 年全球半导体光刻机销售额估量超越 130 亿美元，用于晶圆制作的底子均为阿斯麦（ASML）、尼康 （Nikon）和佳能（Canon）三家公司的产品。

  以销售额来看，阿斯麦 2020 年光刻机销售额为 99.67 亿欧元，以销售额来核算阿斯麦占有超越 90%的商场比例，处于肯定独占位置。

  以出货数量来看，阿斯麦 2020 年以 258 台占有 63.3%的比例，其间 EUV 光刻机出货量现已到达 31 台。尼康尽管有浸没式和干式 ArF 光刻机出货，但数量较前一年有所削减，只要 27 台。佳能则只出产 KrF 和 i 线）光刻机职业特色

  阿斯麦处于独占低位，高端光刻机彻底独占，是全球仅有 EUV 光刻机制作商。

  光刻机三大核心部件是工件台、光源和透镜，其间工件台的难点在于精密的运动操控，光源的难度在于频率 安稳和能量均匀，透镜的难度在于精加工。

  光刻机是现在卡脖子的首要设备，可重视上海微电子的全体研制开展。45nm DUV 光刻机和 28nm DUV 光刻机在技能层面上没有实质差异，如有打破未来会有较大代替空间。

  涂胶和显影是光刻前后的重要进程，设备以不同工艺所用的光刻胶、要害尺度等方面的差异来分类。

  全球规划内东京电子一家独大，东京电子和 SCREEN 两家公司简直独占一切前道涂胶显影商场。

  芯源微现在的首要产品为用于后道先进封装和 LED 制作等的涂胶显影设备，产品进入干流大客户。

  刻蚀设备按原理分类能够分为湿法刻蚀和干法刻蚀，湿法刻蚀是指运用溶液的化学反响刻蚀，干法刻蚀则是 用气体与等离子体技能对资料进行刻蚀。

  全球刻蚀设备呈现泛林半导体、东京电子和运用资料三家寡头独占格式。其间泛林半导体技能实力最强，产品掩盖最为全面，占有 46.7%的商场比例；东京电子和运用资料别离占有 26.6%和 16.7%。我国刻蚀设备厂 商中微公司和北方华创别离占 1.4%和 0.9%。

  想制作更小要害制程的器材除了进步光刻机精度以外，还能够经过多重刻蚀的方法完结。

  尽管选用 EUV 光刻机可进步先进制程的制作功率，会削减多重刻蚀的运用，刻蚀设备价值占比持续进步的 或许性不大，但产线对刻蚀工艺的精度要求仍然在进步，因而刻蚀设备将坚持重要性。

  CCP 等离子密度较低，能量较高，可调理性差，更合适硬度较高的介质和金属的刻蚀； ICP 等离子密度高，能量较低，可调理性好，更合适精密度较高的硅刻蚀。当时跟着器材精度的进步以及半 导体资料的立异，CCP 与 ICP 的运用规划现已不拘泥于介质或硅刻蚀这个抽象分类，实践运用依照需求决 定。

  CCP 和 ICP 刻蚀机在晶圆厂中均有广泛运用，两条技能道路还将长期共存。

  以 12 寸前道设备为主。公司以 CCP 技能起步，后扩大到 ICP 刻蚀，现在 CCP 和 ICP 刻蚀机均有产品到达世界先进水平。2020 年公司超越 4 亿元营收来自我国台湾区域，设备现已进入台积电的 7nm 和 5nm 产线；在长江存储中标比例超越 20%，已有中标以 CCP 为主。

  国内长江存储、长鑫存储、中芯世界等的扩产有望为中微公司和北方华创来的显着成绩增量。

  去胶即为刻蚀或离子注入完结之后去除剩余光刻胶的进程。去胶工艺类似于刻蚀，仅仅去胶的操作目标是光 刻胶，而刻蚀的操作目标是晶圆介质资料。

  去胶工艺可分为湿法去胶和干法去胶，湿法去胶即为运用溶液对光刻胶进行溶解，干法去胶即经过等离子体与光刻胶的化学反响完结去胶，现在干流工艺是干法去胶。

  屹唐半导体的技能主体是 2016 年收买的美国公司 Mattson Technology（MTSN.O），该收买也是我国本钱的 榜首次成功的跨境收买半导体设备公司。

  薄膜堆积技能能够分为化学气相堆积（CVD）和物理气相堆积（PVD），此外还会少数运用电镀、蒸腾等其 他工艺。近年来还呈现了较为先进的原子层堆积（ALD），用于精密度要求较高的堆积。

  由于薄膜堆积面临多种不同的资料和工艺，设备品种较多，技能分支较多，因而商场上呈现多家供货商共存 的局势，每家供货商都有其拿手的技能范畴。

  CVD 是经过反响腔内的气体混合产生化学反响在硅片外表构成一层薄膜的，由于进程中产生了化学反响，更 合适氧化物及化合物薄膜的堆积。

  2020 年全球半导体清洗设备商场规划 25.39 亿元，比 2018 和 2019 年有所下降。估计 2025 年全球清洗设备销售额有望回到 31.93 亿美元。

  底子上每一轮堆积、光刻、刻蚀之后均需求清洗进程，清洗的进程占有整个晶圆制作工艺的 30%，因而清洗的工序数量跟着技能节点的精从而添加。

  首要是单片清洗设备，也包含单片槽式混合清洗设备，技能实力较强， 具有世界竞赛力，前道产品可批量供给海力士、长江存储、中芯世界、华虹等多个一线厂商。

  首要是单片和槽式湿法清洗设备，也有干法清洗设备开发，有产品在客户验证。2017 年经过收买美国 Akrion 公司清洗技能得到增强。

  首要是 8 英寸槽式多片清洗设备，产品进入部分产线。单片湿法清洗设备也有研 发，近年技能打破较快，有产品在客户验证。

  触及前道的首要是单片冲洗设备，有设备在中芯世界验证。公司首要清洗机产品为 用于后道先进封装的设备。

  清洗设备归于半导体设备相对简单打破的范畴，我国企业现已开端进入干流产线，未来会有较快成绩添加。

  CMP 是化学机械平整化的缩写，是经过化学腐蚀和机械研磨相结合的方法完结晶圆外表的平整化，设备分类 首要以研磨资料的不同而区分。

  CMP 设备分为抛光、清洗和传送三大模块，其要害难点在于精密的机械操控。此外，抛光进程中运用的磨料 以及抛光垫的质量同样会影响 CMP 工艺的质量。

  具有 12 英寸和 8 英寸 CMP 设备，以 12 英寸设备为主。已有设备成功进入中芯 世界、长江存储等一线设备，具有较好的国产代替远景。

  具有 8 英寸 CMP 设备，设备进入中芯世界、华虹等一线 英寸产线，因运用资料和荏 原等底子不出产 8 英寸设备，中电科的国内 8 英寸产线 英寸 CMP 设备正在研制过 程中。

  华海清科设备现已有必定对国外厂商的代替才能，后续跟着更多产品验证经过，其市占率有望大幅度进步。

  离子注入是掺杂工艺的首要手法（另一种方法是热分散）。依照离子才能凹凸可分为低能、中能、高能和兆 伏离子注入机，依照束流巨细可分为小、中、大束流离子注入机。实践运用中超越 60%为低能大束流离子注 入机，其他为中束流和高能离子注入机。

  2019 年全球离子注入设备商场规划为 18 亿美元，其间约 70%的销售额来自运用资料，20%的销售额来自荏 原机械，其他厂商占 10%。

  其注入的精密度需求跟着芯片制程的精密而不断进步，其重要性不亚于光刻、刻蚀和堆积，是先进制程芯片制作的要害技能之一。运用资料、亚舍利、汉辰（AIBT）占有了绝大大都半导体离子注入机的商场比例，其间运用资料寡头独占。

  离子注入机商场全体不大，商场缺乏以包容多家供货商共存，我国企业唯有借当时要害才或许完结部分代替。

  离子注入机的重要部件包含离子源、离子分析器、加快管和扫描体系等，触及电磁操控、精密机械等多个范畴，技能难度较高。

  以太阳能离子注入机发家，在太阳能范畴有较高全球市占率。后进入 半导体离子注入机，产品以低能大束流和高能离子注入机为主。现在公司半导体离子注入机已有设备发往客 户验证。

  承当多项国家 02 专项的离子注入机项目，研制包含了中束流、大束流和高能三大类干流离子注入机。现在有产品发往客户验证。

  现在两家在离子注入范畴有协作，或许分工打破要害技能，后续可重视打破开展。

  炉管设备是与热处理相关的一类设备的总称，包含氧化炉、分散炉、退火炉、快速退火（RTP）炉等。若设备形状区分，炉管设备可分为卧式炉、立式炉和快速热处理炉三类。

  其间快速热处理商场 7.19 亿美元，氧化/分散设备设备 5.52 亿美元，栅极堆叠设备 2.66 亿美元。

  全球热处理设备全体商场格式，运用资料、东京电子、日立世界电气（Kokusai）三家别离占比 46%、21% 和 15%，此外我国的屹唐股份占比 5%，北方华创占比 0.2%。

  热处理设备归于相对技能难度陈述的范畴，商场参加企业较多，我国企业也具有必定实力，可完结必定程度 的国产代替。

  卧式炉和立式炉的称号来自于反响腔形状的不同。立式炉当时运用更多，因其占地空间小，且可控性更强。

  卧式炉和立式炉都是将腔体与置于其间的硅片一同升温文降温，因而升降温速率较慢；快速热处理炉只改动 其间晶圆的温度而不改动腔体温度，因而能够进行快速退火。卧式炉和立式炉一次能够放置 100-200 篇晶圆，快速热处理炉只能处理单片晶圆。

  公司在快速热处理（RTP）范畴具有适当实力，商场比例占有全球第二，公司客 户包含台积电、三星、中芯世界、华虹、长江存储等一线厂商。

  公司在氧化分散炉范畴具有适当技能实力，是传统技能强项，现在很多供货国内一 线）热处理范畴未来重视

  工艺进程量测设备是指在晶圆制作进程检测某一工艺完结质量的设备，因而，由于存在多种丈量目标，量测 设备品种较多。这些不同的检测依据需求在不同的工艺进程中运用。包含膜厚检测、方块电阻检测、膜应力检测、折射率检测、掺杂浓度检测、要害尺度 检测、无/有图形外表缺点检测等等。

  若以量测设备占晶圆制作设备的 13%来预算，2020 年全球量测设备的商场规划在 80 亿美元左右。

  大都中高端范畴都由 KLA-Tencor 占有商场，但由于量测设备品种很多，技能特色各有不同，商场上参加厂 商较多。

  进程量测设备触及电学、光学、光声技能等多个技能范畴，难度较高。由于正确检测是半导体工艺的保证， 量测设备重要性很高。

  上海睿励：具有膜厚及要害尺度光学检测设备，进入逻辑和存储器产线，近期新研制的缺点检测设备现已发 往客户。公司取得中微公司 1 亿元出资，中微是现在榜首大股东。

  中科飞测：首要是光学检测和缺点检测，已有产品在长江存储等产线）量测范畴未来重视

  现在国内三家公司均有产品完结打破，都有产品进入一线产线验证，但都出货量不多，未来一旦产品验证效 果好，有较高国产代替空间。三家公司产品触及范畴互有堆叠，未来有彼此竞赛的或许性，新品类的扩大是 重要的开展方向。

  封装设备首要包含减薄机、划片机、装片机、引线键合机等，该范畴的设备供货商是机械设备厂商，归于非 典型半导体设备厂商。2020 年封装设备商场规划为 38.5 亿美元。

  现在的先进封装工艺也会用到如光刻、硅通孔刻蚀等晶圆前道加工运用的设备，但这些用于封装的设备其精 度和制作难度远低于晶圆产线上运用的设备。跟着先进封装运用的添加，用于封装的前道设备也将具有必定 商场增量。

  测验设备依照运用产线的不同能够分为晶圆测验（中测）和终端测验（终测），晶圆测验是在晶圆制作厂出 厂前做的整个晶圆状态下的测验，终端测验则是封测厂将芯片完结封装之后对单个芯片制品功用的完好测验。依照测验目标的不同，测验机能够分为数字测验机、模仿测验机、数模混合测验机、存储器测验机等等。

  测验机还要合作衔接的设备运用，在晶圆测验部分运用的是探针台，在终端测验运用的是分选机。

  测验设备首要用在晶圆制作厂和封测厂，但芯片规划公司也会购买测验设备用以开发规划。测验机厂商一般要与芯片规划厂商协作开发新产品，由于许多测验功用是有针对性开发的。因而测验设备的 商场需求和研制需求是不间断的，需求紧跟新芯片产品。

  各个环节的测验设备是彼此独立的，不需求绑定为同一厂家，因而设备功用是保护客户资源的底子，职业充 满竞赛也充溢时机。

  国内测验机抢先企业，拿手模仿、数模混合和功率半导体等的测验设备，在国内 封测厂比例国内抢先。

  国内分选机抢先企业，分选机和数模混合测验机是公司的首要产品，后也开发了探 针台和数字测验机产品。产品进入国内三大封测厂、士兰微等。2019 年公司收买新加坡 STI 之后，扩大了用于封测厂的 AOI 光学检测设备，成为国内触及半导体测验类产 品品种最全的厂商。

  精测电子：公司旗下武汉精鸿电子研制存储器测验机，现在在长江存储有中标设备。公司其他 产品以面板检测设备为主。

  测验设备需求依据客户需求而规划，因而需求不断研制新产品。跟着我国芯片规划企业越来越多，产品需求 越来越丰厚，国内测验设备厂商在客户呼应以及服务方面具有必定优势，未来具有很大的国产代替空间。4. 半导体设备职业特色总结和未来亮点：我国企业迎来严重要害

  全体商场寡头独占，细分范畴也多为寡头独占技能道路较为一致的子范畴多为单巨子独占，多技能道路共存的子范畴呈现多巨子独占。

  半导体设备归于研制驱动职业，并非本钱驱动，尽管研制投入大，但后续边沿制作本钱不高，因而先发 企业优势显着，研制规划效应显着。

  半导体职业的全球化分工，愈加扩大了先发企业的研制规划效应，因而各个技能范畴均呈现寡头独占。

  晶圆制作工艺的开发需求晶圆厂和设备厂商一起研制，因而许多主设备厂商从研制时起就和晶圆厂绑定， 晶圆厂很难半途替换设备。

  晶圆厂替换新进厂商设备能节省的本钱很或许比不上良率下降带来的丢失，还要承当丢单的潜在危险， 因而晶圆厂没有自动替换设备供货商的志愿，而且乐意承受高价置办设备。

  针对榜首点，我国现在工业科技根底和人才根底现已到达必定程度，工程师盈利显着，具有高效低本钱完结 研制打破的条件，这在 10 年前还不彻底具有。关于第二点，在美国制裁我国半导体职业以来，完好的全球商场被逼呈现切割，设备研制的全球规划效应有 所削弱，我国呈现了独立研制设备的必要性。我国晶圆厂购买国外设备的本钱以及不确定性进步，很多晶圆 厂乐意优先考虑和验证国产设备，这在曩昔是不行幻想的，因而，国产设备厂商迎来史无前例的严重要害。

  此外，我国很或许引领新一轮的科技潮流，半导体工业链必定更多向我国搬运，客观上也有利于国内设备厂 商的开展。

  终端需求旺盛，现有产能缺乏，“缺芯”现已成为 2020 年末以来半导体职业的基调，因而晶圆厂和封测厂随 之扩产是必定。猜测 2021 年和 2022 年全球半导体设备销售额将到达 953 亿美元和 1013 亿美元，同 比添加 34.1%和 6.3%。

  近年来全球首要区域的半导体设备销售额多有动摇，但我国底子为逐年上升态势，