除了光刻机，哪类设备国产替代空间最大？【附41份精选报告】

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本文将梳理本土半导体设备厂商的竞争格局，定量感受本土厂商市场份额潜在的成长空间。<文中数据均为公开资料整理>

编辑：感知芯视界

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半导体产业链环节多且复杂，尤其是上游半导体设备和材料，因制造流程繁多，涉及到很多细分行业。根据WSTS数据，中国半导体元器件市场在全球占比高达43%，而同期SEMI数据，中国半导体设备销售额296亿美元，全球占比29%，中国半导体设备市场规模全球占比低，相比与元器件市场非常不匹配。

近期A股市场，以中微公司为代表的半导体设备公司表现异常抢眼。本文将梳理本土半导体设备厂商的竞争格局，定量感受本土厂商市场份额潜在的成长空间。<文中数据均为公开资料整理>

前道工艺设备

根据用于的工艺流程不同，半导体设备主要分为前道设备和后道设备两类，其中前道设备主要用于晶圆制造环节，后道设备用于封测环节。

前道的晶圆制造环节包括7个主要生产区域：扩散-光刻-刻蚀-离子注入-薄膜生长-抛光-金属化。涉及到的设备主要有：薄膜沉积设备、刻蚀机、光刻机、量测设备、清洗机、CMP、涂胶显影设备、离子注入机、热处理设备等。

根据SEMI数据，2021年全球前道工艺设备市场规模876亿美元，其中薄膜沉积设备、刻蚀机、光刻机在晶圆制造设备的市场占比较大，分别为28%、22%、21%。

根据2022年的不完全统计数据（时间口径为2022年，招标厂商为积塔半导体、华虹无锡等偏成熟制程的晶圆厂，故部分品类国产化率较高，数据由德邦研究所统计）。半导体设备国产化率较2021年明显提升，从21%提升至35%，但具体到细分设备分化明显。

国产化率较高的设备品类

去胶设备（91%）

基本实现国产替代。由上海稷以、屹唐半导体（IPO申请）、浙江宁谦主导。值得一提的是，屹唐半导体在发展过程中，2016年收购了在干法去胶产品上有30多年的研发历史的美国公司MTI，壮大了公司的去胶设备业务，其干法去胶设备、快速热处理设备主要用于90-5nm逻辑芯片、10nm系列DRAM芯片和32-128层3D NAND制造中若干关键步骤的大规模量产；另外，公司还有刻蚀设备业务，干法刻蚀设备主要用于65-5nm逻辑芯片、10nm系列DRAM和32-128层3D NAND制造中若干关键步骤的大规模量产。

清洗设备（66%）

国内有较多企业涉足：盛美上海（上市）、创微微、至纯科技（上市）、芯源微（上市）、中电45所、北方华创（上市）等。在清洗设备领域，国有企业中盛美上海的规模最大，其最新旗舰产品SAPS、TEBO和Tahoe能够覆盖80%以上的清洗设备市场。

刻蚀设备（56%）

国内涉足企业有中微公司（上市）、北方华创（上市）、嘉芯迦能、嘉芯闳扬、无锡邑文等。中微公司作为国内刻蚀设备龙头企业，公司在整个半导体设备国产化进程中具有明显优势，长期保持大规模、高强度的研发投入，但对标国际半导体设备巨头泛林半导体、东京电子的研发布局和研发规模，仍有差距。

国产化率偏低的设备品类

CMP设备（41%）

国内涉足企业有华海清科（上市）、烁科精微等。其中华海清科已实现产业化的12英寸CMP设备，目前是公司最主要的收入来源，公司Universal-300系列有多款产品，技术水平已突破至14nm逻辑芯片、128层3D NAND、1X/1Ynm DRAM存储芯片节点，基本满足国内各类型产线最高技术节点，近年持续快速放量。

薄膜沉积设备（36%）

国内涉足企业有北方华创（上市）、拓荆科技（上市）、中微公司（上市）、嘉芯迦能、江苏旭宇腾等。但从全球市场份额来看，薄膜沉积设备行业主要由应用材料、泛林半导体、东京电子、ASM公司主导。

国内厂商差异化竞争，北方华创薄膜沉积产品线较为全面，具备PVD、CVD、ALD产品供应能力，在PVD设备领域竞争优势显著，国内产线导入的国产PVD设备基本均出自北方华创。拓荆科技、中微公司尚不具备PVD产品供应能力。中微公司主要为MOCVD设备，应用于LED、miniLED化合物半导体。拓荆科技引领PECVD国产化，北方华创也有PECVD产品，但目前主要应用于光伏/LED/功率器件/MEMS领域，拓荆科技也是国内唯一一家产业化生产 SACVD设备的厂商，而北方华创CVD产品除PECVD外主要为LPCVD、APCVD。ALD产品方面，拓荆科技与北方华创产品应用工艺有所差异（拓荆科技ALD应用于SADP工艺、STI表面薄膜；北方华创ALD应用于HKMG工艺）。

量测设备（27%）

国内涉足企业主要有：中科飞测、精测半导体、上海微电子、上海睿励等。中科飞测产品主要包括无图形晶圆缺陷检测设备系列、图形晶圆缺陷检测设备系列、三维形貌测量设备系列和薄膜膜厚量测设备系列等产品，已应用于国内28nm及以上制程的集成电路制造产线。上海精测半导体前道检测设备领域，以椭圆偏振技术为核心开发了适用于半导体工业应用的膜厚测量以及光学关键尺寸量测系统的产品。中微公司旗下上海睿励致力于集成电路生产前道工艺检测领域设备研发和生产，产品主要为光学膜厚测量设备和光学缺陷检测设备，以及硅片厚度及翘曲测量设备等。

值得一提的是，无论中国市场还是全球市场，海外厂商科磊半导体都是一枝独大，全口径数据预计市占率均超过50%。

国产化率极低的设备品类

热处理设备（26%）

目前还是由东京电子、应用材料、ASMI等海外主导，国内涉足企业主要有：北方华创（上市）、屹唐半导体、嘉芯闳扬等。北方华创的12英寸立式氧化炉设备陆续通过了90/65/45/28nm技术代集成电路生产线的工艺验证，技术快速追赶海外。据长江证券数据，北方华创在长江存储中标的氧化扩散类设备为80台，中标率高达56.74%，超过海外龙头东京电子、应用材料等公司；由于华虹集团工艺面更广，对热处理设备类型的需求量更多，因此北方华创设备中标率低于东京电子、应用材料两家海外龙头企业，中标率为11.43%。

涂胶显影设备（24%）

东京电子处于垄断地位，国内企业芯源微（上市）涉足，芯源微生产的涂胶显影设备仅使用在LED芯片制造及集成电路制造后道先进封装等环节，作为国内厂商主流机型已在国内一线大厂广泛应用，通过多年技术积累，成功突破了包括凸点封装工艺相关的超厚光刻胶膜的涂覆、显影、单片湿法多工艺药液同腔分层刻蚀以及193nm（ArF）光刻工艺超薄胶膜均匀涂敷、精细化显影、精密温控热处理等在内的多项核心关键技术，开发出国产涂胶显影设备并实现量产，成功打破国外厂商垄断。

离子注入机（6%）

由于技术壁垒较高，将高压离子轰击把杂质引入硅片，杂质与硅片发生原子级高能碰撞后才能被注入，基本由应用材料和Axcelis Technology垄断，国产化率非常低。在德邦的统计数据中，离子注入机行业，浙江露语尓和烁科中科信分别占比4%、2%，其中烁科中科信，源于中国电科第48所，目前已拥有中束流离子注入机、低能大束流离子注入机、高能离子注入机和定制离子注入机四种产品，2023年一季度实现交付碳化硅离子注入机12台。另外，万业企业旗下的凯世通也涉足离子注入机，产品应用于光伏太阳能电池，新型平板显示和半导体集成电路领域。

光刻机（0%）

由ASML、日本尼康和佳能三家绝对垄断，其中ASML更是全球绝对龙头，市占率近80%，几乎垄断了EUV光刻机市场。国内据悉上海微电子是唯一的希望，目前光刻机产品有90nm的SSA600/20、110nm的SSC600/10以及280nm的SSB600/10。

后道工艺设备

传统封测（后道）工艺可以大致分为背面减薄、晶圆切割、贴片、引线键合、模塑、电镀、切筋成型和终测等8个主要步骤。涉及设备主要：划片机、贴片机、引线键合机、测试机、探针台、分选机等。

根据SEMI数据，2021年全球半导体设备销售额为1026亿美元，其中后道封装及测试设备分别为72亿美元、78亿美元，占比7.0%和7.6%。引线键合机、贴片机、切割机在封装设备市场占比合计64%。另外，测试机在测试设备市场规模占比高达63%。

封装设备国产化率不超过5%。尽管与前道制造相比，后道封装技术难度较低，对工艺环境、设备和材料的要求远低于晶圆制造，但由于前些年产业政策向晶圆厂、封测厂、晶圆制程设备等倾斜，而封装设备和中高端测试设备缺乏产业政策培育，所以国内封装设备自给率同样很低。封装设备国产化率不超过5%，显著低于晶圆制程设备10%-15%的国产化率。

全球设备市场基本由ASMPT、K&S、Besi、Disco等海外厂商垄断，其中K&S在引线键合设备方面全球领先占据60%市场份额，ASMPT、Besi垄断固晶机市场，Disco垄断全球2/3以上的划片机和减薄机市场，行业竞争格局高度集中。

国内厂商华海清科、中电科45所、方达研磨、兰新高科涉足晶圆减薄机；沈阳和研科技、中电科45所、光力科技（上市）、汇盛机械涉足划片机；华封科技、艾克瑞思、普莱信、新益昌（上市）涉足固晶机；中电科45所、创世杰、深圳翠涛、成都宇芯涉足引线键合设备。尽管国内厂商涉足封测各环节设备，但市场份额均很低。

国内中高端测试设备主要依赖进口。目前精测电子（上市）、长川科技（上市）、华峰测控（上市）、冠中集创、金海通（上市）等实现部分测试设备或分选机的国产化突破，但主要聚焦在国内较为成熟的功率和模拟器件测试设备等领域，而SOC和Memory芯片测试设备仍主要依赖于泰瑞达和爱德万等进口品牌。

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