（報(bào)告出品方/作者：五礦證券）

1、半導(dǎo)體設(shè)備：工欲善其事，必先利其器

1.1 半導(dǎo)體設(shè)備在硅片制造、前道及后道工藝中舉足輕重

半導(dǎo)體設(shè)備泛指用于生產(chǎn)各類半導(dǎo)體產(chǎn)品所需的生產(chǎn)設(shè)備，屬于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵支撐環(huán)節(jié)。半導(dǎo)體設(shè)備是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的技術(shù)先導(dǎo)者，芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造和封裝測試等需在設(shè)備技 術(shù)允許的范圍內(nèi)設(shè)計(jì)和制造，設(shè)備的技術(shù)進(jìn)步又反過來推動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在從硅片制 造到晶圓制造，再到封裝測試的整個(gè)工藝過程中，半導(dǎo)體設(shè)備扮演著十分重要的角色。

半導(dǎo)體芯片制造過程復(fù)雜，前期須制備硅片，整個(gè)硅片制造過程包含多個(gè)步驟，首先將多晶 硅提純后得到單晶硅棒，經(jīng)過磨外圓、切片得到初始硅片，之后再進(jìn)行倒角、研磨、拋光、 清洗和檢測等工藝，最終得到可用于生產(chǎn)加工的硅片。期間主要設(shè)備包括單晶爐、滾圓機(jī)、 切片機(jī)、倒角機(jī)、研磨機(jī)、拋光機(jī)、清洗設(shè)備和檢測設(shè)備等。在 IC 設(shè)計(jì)完成之后，就進(jìn)入到 正式的芯片生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，具體分為晶圓制造（前道工藝）和封裝測試（后道工藝）。

晶圓制造過程是芯片制造最為核心的環(huán)節(jié)，晶圓制造中的七大步驟分別為熱處理（氧化/擴(kuò)散 /退火）、光刻、刻蝕、離子注入、薄膜沉積、清洗、拋光。通常熱處理、光刻、刻蝕、離子注 入、薄膜沉積、清洗步驟需要重復(fù)進(jìn)行若干次，之后進(jìn)行 CMP 及金屬化，最終還需要進(jìn)行 前道量測，只有量測合格的芯片方可進(jìn)入到封裝測試環(huán)節(jié)。其中，熱處理（氧化/擴(kuò)散/ 退火） 工藝主要用到氧化爐、擴(kuò)散爐、退火爐；光刻工藝主要用到光刻機(jī)、涂膠顯影/去膠設(shè)備；刻蝕工藝主要用到刻蝕機(jī)；離子注入工藝主要用到離子注入機(jī)；薄膜沉積工藝主要 用到 PVD/CVD/ALD 設(shè)備；清洗工藝主要用到清洗機(jī)；拋光工藝主要用到 CMP 設(shè)備；量測則用 到膜厚/OCD 關(guān)鍵尺寸量測設(shè)備、電子束量測設(shè)備等。

封裝測試包括封裝和測試兩個(gè)環(huán)節(jié)，封裝過程主要包括背面減薄、晶圓切割、貼片、引線鍵 合、模塑和切筋/成型，需用到減薄機(jī)、切割機(jī)、貼片機(jī)、烤箱、引線鍵合機(jī)、注塑機(jī)以及切 筋/成型設(shè)備等。封裝結(jié)束后做最后的成品測試，主要用到測試機(jī)、探針臺(tái)、分選機(jī)等。測試 合格后的芯片將被應(yīng)用于消費(fèi)電子、IoT、汽車電子、工控、醫(yī)療、通信等各下游領(lǐng)域。

半導(dǎo)體行業(yè)素有“一代設(shè)備，一代工藝，一代產(chǎn)品”的經(jīng)驗(yàn)，半導(dǎo)體設(shè)備要超前半導(dǎo)體產(chǎn)品 制造開發(fā)新一代產(chǎn)品，半導(dǎo)體產(chǎn)品要超前電子系統(tǒng)開發(fā)新一代工藝，因此半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)是 半導(dǎo)體制造的基石，支撐起了整個(gè)電子信息產(chǎn)業(yè)，是半導(dǎo)體行業(yè)的基礎(chǔ)和核心。半導(dǎo)體設(shè)備 價(jià)值高，一條半導(dǎo)體生產(chǎn)線中設(shè)備投資約占總投資規(guī)模的 75-80%，整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展 衍生出巨大的設(shè)備需求市場。

1.2 行業(yè)規(guī)模穩(wěn)步上升，晶圓制造設(shè)備占比超 80%

2005-2021 年，受消費(fèi)電子、PC 等下游景氣度提升拉動(dòng)，全球半導(dǎo)體需求整體向好，全球半導(dǎo)體設(shè)備規(guī)模呈現(xiàn)總體上升趨勢，2005 年為 328.8 億美元， 2021 年達(dá)到歷史最高的 711.9 億美元，同比增長 19.1%。

分國家和地區(qū)看，日本呈現(xiàn)先降后 升的趨勢，2021 年規(guī)模為 75.8 億美元，占比 10.7%；北美則先升后降，2021 年規(guī)模為 65.3 億美元，占比 9.2%；歐洲整體穩(wěn)中略降，2021 年規(guī)模為 26.4 億美元，占比 3.7%；韓國整 體呈上升趨勢，2021 年規(guī)模為 160.8 億美元，占比 22.6%；我國臺(tái)灣亦呈上升趨勢，2021 年規(guī)模為 171.5 億美元，占比 24.1%；我國大陸增速最塊，規(guī)模最大，2021 年規(guī)模為 187.2 億美元，占比 26.3%。

2021Q1，受韓國三星和 SK 海力士增產(chǎn)存儲(chǔ)器，我國長江存儲(chǔ)尖端技術(shù)開 發(fā)等因素影響，全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額達(dá)到 235.7 億美元，同比增長 51%。其中韓國 73. 1 億 美元，同比增長 118%，排名全球第一；我國大陸 59.6 億美元，同比增長 70%，排名第 2； 我國臺(tái)灣 57.1 億美元，同比增長 42%，排名第 3。2021Q1 我國大陸和我國臺(tái)灣合計(jì)占全球 占比達(dá)到 49.5%，已成為全球最重要的半導(dǎo)體設(shè)備銷售市場。

半導(dǎo)體設(shè)備主要包括前道工藝設(shè)備和后道工藝設(shè)備，前道工藝設(shè)備為晶圓制造設(shè)備，后道工 藝設(shè)備包括封裝設(shè)備和測試設(shè)備，其他類型設(shè)備主要包括硅片生長設(shè)備等。根據(jù) SEM I 數(shù)據(jù)， 2006-2021 年，晶圓制造設(shè)備整體規(guī)模及占比穩(wěn)步提升，規(guī)模從 287.4 億美元提升至 586.7 億美元，占比從 71.0%提升至 82.4%，是半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)最核心的一環(huán)；封裝設(shè)備保持基本穩(wěn)定，從 24.6 億美元提升至 38.8 億美元，占比從 6.08%下降至 5.5%；測試設(shè)備先降后升， 從 2006 年的 64.2 億美元降至 2013 年的 27.2 億美元低點(diǎn)之后，到 2021 年又提升至 60.2 億美元，占比則從 15.9%下降至 8.5%。

展望未來，受益于消費(fèi)電子、5G、汽車電子、IoT 需求拉動(dòng)，頭部晶圓廠為應(yīng)對各種芯片缺貨不斷擴(kuò)充產(chǎn)能，廠商紛紛擴(kuò)大投資，帶動(dòng)了大量半導(dǎo)體設(shè)備的采購需求，預(yù)測全球半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模 2021 年將達(dá)到 953 億美元，同比增長 33.9%；2022 年將達(dá)到 1013 億美元，同比增長 6.3%。

2021 年晶圓制造設(shè)備占全部半導(dǎo)體設(shè)備份額約 82%，其中光刻設(shè)備、刻蝕機(jī)和薄膜沉積設(shè)備占比最大，分別約為 25%、17%和 24%，合計(jì)占比 66%。 后道工藝設(shè)備中，封裝設(shè)備占比約 5%，測試設(shè)備占比約 8%。單晶爐等其他設(shè)備占比約 4%。 總體而言，在整個(gè)半導(dǎo)體設(shè)備中，晶圓制造設(shè)備最為重要，其中又以光刻設(shè)備、刻蝕機(jī)、薄膜沉積設(shè)備最為核心。

1.3 外國、荷蘭、日韓占據(jù)絕大部分市場，國產(chǎn)替代空間大

2021 年全球半導(dǎo)體設(shè)備廠商 Top15 排名中，外國應(yīng)用材料營收 163.7 億美元，占比 17.7%，排名第一；荷蘭阿斯麥營收 154.0 億美元，占比 16.7% ，排名第二；外國泛林半導(dǎo)體營收 119.3 億美元，占比 12.9%，排名第三。行業(yè) Top5 廠商合計(jì)占 比 65.5%，Top10 廠商合計(jì)占比 76.6%，Top15 廠商合計(jì)占比 82.6%，集中度較高。

2021 年我國大陸已經(jīng)成為最大的半導(dǎo)體設(shè)備市場，但全球 Top15 設(shè)備商沒有我國企業(yè)，中 國半導(dǎo)體設(shè)備明顯落后于外國、荷蘭、日本等，國產(chǎn)化率整體不足 20%，相對較低，供給和 需求嚴(yán)重不匹配，國產(chǎn)替代、自主可控需求迫切。目前，國內(nèi)也涌現(xiàn)出了一批優(yōu)秀本土企業(yè)， 根據(jù)我國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，2019 年我國半導(dǎo)體設(shè)備五強(qiáng)企業(yè)分別為北方華創(chuàng)、中微公 司、中電科電子裝備集團(tuán)、盛美股份以及拓荊科技。我們認(rèn)為，隨著未來企業(yè)研發(fā)不斷投入、 經(jīng)驗(yàn)不斷迭代升級、同時(shí) Foundry 廠加速認(rèn)證和導(dǎo)入本土設(shè)備商，行業(yè)景氣度不斷攀升，國 內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備商將迎來快速發(fā)展期。

2、硅片生長設(shè)備：晶盛機(jī)電實(shí)現(xiàn) 8-12 英寸設(shè)備量產(chǎn)出貨

將多晶硅拉制成單晶硅棒主要有兩種技術(shù)工藝，直拉法（CZ）和區(qū)熔法（FZ）。直拉法是當(dāng)今制備單晶硅的主 流技術(shù)。具體工藝流程是在石英坩堝中放入多晶硅，加熱使其熔融，然后夾住一塊單晶硅的籽晶并懸浮在坩堝之上，同時(shí)把籽晶的一端拉制插入熔體直到融化，之后緩慢旋轉(zhuǎn)并向上提拉，這樣在液體與固體的界面就會(huì)經(jīng)過逐漸冷凝形成單晶硅。目前邏輯、存儲(chǔ)器芯片中使用 的單晶硅片大多采用直拉法制備，市占率超過 90%，且以生產(chǎn) 12 英寸為主。

區(qū)熔法單晶硅棒的制作過程可分為 3 步：1）在真空或稀有氣體環(huán)境下的爐室中，利用電場 給多晶硅棒加熱，直到被加熱區(qū)域的多晶硅融化，形成熔融區(qū)；2）用籽晶接觸熔融區(qū)，并融 化；3）將多晶硅上的熔融區(qū)不斷上移，同時(shí)籽晶緩慢旋轉(zhuǎn)并向下拉伸，逐漸形成單晶硅棒。 由于區(qū)熔法不使用石英坩堝，避免了很多污染源，所以用區(qū)熔法拉的單晶純度高。用區(qū)熔法 制作的硅片主要用于功率器件和某些耐高壓電子器件的制造，硅片尺寸以 8 英寸及以下尺寸 為主。與 CZ法制作的硅片相比，F(xiàn)Z 法最大的特點(diǎn)就是拉制單晶的電阻率相對較高，純度更 高，能夠耐高壓，但是難以制備大尺寸硅片，機(jī)械能較差，所以在集成電路中使用較少。

整個(gè)硅片制造過程包含拉單晶、磨外圓、切片、倒角、研磨、拋光、清洗和檢測等工藝，最 終得到可用于生產(chǎn)加工的硅片。期間主要設(shè)備包括單晶爐、滾圓機(jī)、切片機(jī)、倒角機(jī)、研磨 機(jī)、拋光機(jī)、清洗設(shè)備和檢測設(shè)備等，其中單晶爐是最重要的硅片制備設(shè)備。

國內(nèi)廠商也已具備單晶爐生產(chǎn)能力，主要有晶盛機(jī)電、南京晶能等。 南京晶能已經(jīng)能生產(chǎn) 12 英寸單晶爐設(shè)備。2021 年晶盛機(jī)電 8 英寸半導(dǎo)體長晶設(shè)備及加工設(shè) 備已實(shí)現(xiàn)批量銷售，12 英寸長晶設(shè)備、研磨和拋光設(shè)備已通過客戶驗(yàn)證并實(shí)現(xiàn)銷售，此外晶 盛機(jī)電還具備單晶硅截?cái)鄼C(jī)、研磨機(jī)、拋光機(jī)等設(shè)備生產(chǎn)能力。

除了單晶爐之外，硅片加工環(huán)節(jié)還包括滾磨機(jī)、切片機(jī)、倒角機(jī)、研磨設(shè)備、CMP 拋光、清 洗設(shè)備、檢測設(shè)備等，每一項(xiàng)對于硅片生長都不可或缺，設(shè)備供應(yīng)商以國外廠商為主，國內(nèi) 廠商由于起步晚，相對落后，但是在單晶爐、滾磨機(jī)、CMP 拋光機(jī)、清洗設(shè)備等環(huán)節(jié)也實(shí)現(xiàn) 了一定的自主可控。

3、晶圓制造設(shè)備：國外廠商全面領(lǐng)先，國內(nèi)廠商全面布局，刻蝕機(jī)全球領(lǐng)先

半導(dǎo)體設(shè)備泛指用于生產(chǎn)各類半導(dǎo)體產(chǎn)品所需的生產(chǎn)設(shè)備，屬于半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵支 撐環(huán)節(jié)。半導(dǎo)體設(shè)備是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的技術(shù)先導(dǎo)者，芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造和封裝測試等需在設(shè) 備技術(shù)允許的范圍內(nèi)設(shè)計(jì)和制造，設(shè)備的技術(shù)進(jìn)步反過來又推動(dòng)了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。半導(dǎo) 體設(shè)備通常可分為前道工藝設(shè)備（晶圓制造）和后道工藝設(shè)備（封裝測試）兩大類。

3.1 光刻機(jī)：人類智慧集大成者，阿斯麥絕對龍頭

光刻技術(shù)是指在特定波長的光照作用下，借助光刻膠將掩膜版上的圖形轉(zhuǎn)移到基片上的技術(shù)。 光學(xué)曝光是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過程，具有大面積、重復(fù)性好、易操作以及成本低等特點(diǎn)， 是半導(dǎo)體器件與大規(guī)模集成電路制造的核心步驟。2021 年光刻機(jī)市場規(guī)模約 151 億美元，在整個(gè)半導(dǎo)體設(shè)備中占比約 21%；涂膠顯影設(shè)備市場規(guī)模約 19 億美元，在整個(gè)半導(dǎo)體設(shè)備中占比約 3%；干法去膠設(shè)備市場規(guī)模約 6 億 美元，在整個(gè)半導(dǎo)體設(shè)備中占比約 1%。

光刻工藝一般包括脫水烘烤、旋轉(zhuǎn)涂膠、軟烘、曝光、曝光后烘焙、顯影、堅(jiān)膜烘焙、顯影 檢查等 8 個(gè)步驟，光刻機(jī)在曝光環(huán)節(jié)使用。曝光環(huán)節(jié)是形成圖形的關(guān)鍵步驟，以正性光刻膠為例，正膠的曝光區(qū)域更加容易溶解于顯影液，因此在曝光后經(jīng)過顯影液溶解，晶圓上面就 形成了所需的圖形。

光刻機(jī)在曝光過程中，首先通過曝光單元發(fā)射出光線，然后透過提前制作好的掩膜版到達(dá)透鏡，透鏡可以縮小掩膜版投影到光刻膠上的圖形，最終光刻膠被紫外線曝光的部分變得可溶 解（正膠）。對比相機(jī)和光刻機(jī)，被拍攝的物體就等同于微影制程中的光罩，聚光鏡就是單反 鏡頭，而底片（感光元件）就是預(yù)涂光阻層的晶圓。光刻機(jī)主要包括光源、投影物鏡和工件臺(tái)三個(gè)子系統(tǒng)及其 他部件。其中，光源系統(tǒng)主要用來發(fā)射激光，投影物鏡系統(tǒng)主要用來對光線進(jìn)行精準(zhǔn)聚焦， 工件臺(tái)主要用來承載硅片并根據(jù)光刻需求進(jìn)行精密運(yùn)動(dòng)，其決定了光刻機(jī)的分辨率和生產(chǎn)效 率。

對于光刻系統(tǒng)而言，有 3 項(xiàng)技術(shù)是決定性能成敗的關(guān)鍵。第 1 是投影透鏡的分辨率，分辨率 越高，可形成的圖形復(fù)雜度就越高；第 2 是對準(zhǔn)精度，在生產(chǎn)過程中，需要更換幾十次光罩， 并且在曝光過程中會(huì)反復(fù)蝕刻電路圖案，因此每一次硅晶圓和掩模版的完全對齊至關(guān)重要； 第 3 是產(chǎn)量，當(dāng)大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)，產(chǎn)量的高低就決定了生產(chǎn)力的高低。

光刻機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈主要包括上游核心組件及配套設(shè)備、中游光刻機(jī)生產(chǎn)及下游光刻機(jī)應(yīng)用三大環(huán) 節(jié)。光刻機(jī)技術(shù)極為復(fù)雜，在所有半導(dǎo)體制造設(shè)備中技術(shù)含量最高。主要涉及系統(tǒng)集成、精 密光學(xué)、精密運(yùn)動(dòng)、精密物料傳輸、高精度微環(huán)境控制等多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，生產(chǎn)一臺(tái)光刻機(jī)往往涉及到上千家供應(yīng)商，主要組件包括雙工作臺(tái)、光源系統(tǒng)、曝光系統(tǒng)、浸沒系統(tǒng)、物鏡系統(tǒng)、光柵系統(tǒng)等，配套設(shè)施包括光刻膠、掩膜版、涂膠顯影等。

光刻機(jī)按照有無掩模，可細(xì)分為有掩模光刻機(jī)和無掩模光刻機(jī)。無掩模光刻機(jī)分為電子束/激 光/離子束直寫光刻機(jī)，有掩模光刻機(jī)分為接近/接觸/投影光刻機(jī)。

隨著光源、曝光方式不斷改進(jìn)，光刻機(jī)前后共經(jīng)歷了 5 代產(chǎn)品，每一代產(chǎn)品都在不斷降低光源波長，同時(shí)縮小制程線寬。第四代浸入式光刻機(jī)，最高制程可達(dá) 7nm，在 7nm 之后必須使用第五代 EUV 光刻機(jī)，其采用 EUV 光源，波長為 13.5nm，制程節(jié)點(diǎn)為 7-3nm，是目前最先進(jìn)的光刻機(jī)。

全球光刻機(jī)市場主要由 ASML、尼康、佳能三家占據(jù)，受全球消費(fèi)電子、IoT、汽車電子等需求拉動(dòng)，F(xiàn)oundry 廠擴(kuò)產(chǎn)等影響，整體銷量從 2016 年的 245 臺(tái)上升到 2021 年的 413 臺(tái)。 2021 年， EUV 光刻機(jī)全球僅有 ASML 獨(dú)家供應(yīng)，銷量 31 臺(tái)，占比 100%；ArFi 光刻機(jī)由 ASML 和尼康 2 家供應(yīng)，ASML 銷量 68 臺(tái)，占比 86%，尼康銷量 11 臺(tái)，占比 14%；ArF 光刻機(jī)由 ASML 和尼康 2 家供應(yīng)，ASML 銷量 22 臺(tái)，占比 67%，尼 康 11 臺(tái)，占比 33%；KrF 和 i-line 光刻機(jī)相對低端，ASML、尼康和佳能 3 家均能供應(yīng)。

ASML、尼康、佳能的光刻機(jī)銷量分別為 258 臺(tái)、33臺(tái)、 122 臺(tái)，占比分別為 62%、8%、30%；銷售額分別約為 780 億元、120 億元、88 億元，占 比分別為 79%、12%、9%。ASML 銷售額占比高于銷量占比的原因，主要是 ASML 在高端光刻機(jī)領(lǐng)域具有絕對領(lǐng)先優(yōu)勢，尤其在 EUV 光刻機(jī)領(lǐng)域，更是全球獨(dú)家供應(yīng)商，平均 1臺(tái)EUV 光刻機(jī)價(jià)值量超過 1.45 億歐元，平均 1 臺(tái) DUV 光刻機(jī)價(jià)值量 接近 0.38 億歐元，超高的技術(shù)壁壘奠定了 ASML 在高端光刻機(jī)領(lǐng)域的霸主地位，也保證了 高端光刻機(jī)的高價(jià)值量。

2021 年 EUV、ArFi、ArF、KrF、i-line 光刻機(jī)銷量分別為 31 臺(tái)、79 臺(tái)、33 臺(tái)、143臺(tái)、 127 臺(tái)，占比分別為 8%、19%、8%、35%、31%；銷售額分別約為 53.5 億美元、51.4 億 美元、16.5 億美元、19.6 億美元、10 億美元，占比分別為 35%、34%、11%、13%、7%。 EUV 銷量占比最低，但憑借超高的價(jià)值量，銷售額占比排名第一。未來隨著 4nm、3nm、甚 至 2nm 技術(shù)不斷突破，先進(jìn)制程占比不斷提升，我們預(yù)計(jì) EUV 價(jià)值量會(huì)不斷提升，同時(shí)銷售額占比會(huì)繼續(xù)領(lǐng)先。

全球光刻機(jī)市場主要由 ASML、尼康、佳能三家主導(dǎo)，國內(nèi)企業(yè)如上海微電子已經(jīng)實(shí)現(xiàn) 0 的 突破，上海微電子裝備（集團(tuán)）股份有限公司（簡稱 SMEE）主要致力于半導(dǎo)體裝備、泛半 導(dǎo)體裝備、高端智能裝備的開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、銷售及技術(shù)服務(wù)。公司設(shè)備廣泛應(yīng)用于集成 電路前道、先進(jìn)封裝、FPD 面板、MEMS、LED、Power Devices 等制造領(lǐng)域。其中 IC 前道 制造用 SSX600 系列步進(jìn)掃描投影光刻機(jī)，可滿足 IC 前道制造 90nm、110nm、280nm 關(guān) 鍵層和非關(guān)鍵層的光刻工藝需求，可用于 8 英寸或 12 英寸線的大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。SMEE 當(dāng) 前最先進(jìn)的為 90nm 工藝光刻機(jī)，預(yù)計(jì) 28nm 工藝光刻機(jī)將有望在 2021-2022 年實(shí)現(xiàn)交付。

3.2 涂膠顯影/去膠：東京電子涂膠顯影設(shè)備一家獨(dú)大，屹唐股份干法去膠設(shè)備全球第一

涂膠顯影設(shè)備是光刻工藝中的設(shè)備，是在 8 英寸和 12 英寸產(chǎn)線上，與光刻機(jī)配套使用的涂 膠、烘烤及顯影設(shè)備，包括涂膠機(jī)、噴膠機(jī)和顯影機(jī)。通過與光刻機(jī)聯(lián)機(jī)作業(yè)，完成光刻工 藝流程。作為光刻機(jī)的輸入和輸出環(huán)節(jié)，在曝光前涂膠機(jī)進(jìn)行光刻膠涂覆，在曝光后顯影機(jī) 進(jìn)行顯影，期間主要通過機(jī)械手使晶圓在各系統(tǒng)之間傳輸和處理，從而完成晶圓的光刻膠涂 覆、固化、顯影、堅(jiān)膜等工藝過程，涂膠和顯影不僅直接影響到光刻工序曝光圖案的形成， 圖形質(zhì)量對后續(xù)刻蝕和離子注入等工藝中圖形轉(zhuǎn)移的結(jié)果也有著重要影響，是 IC 制造過程 中的關(guān)鍵設(shè)備。

按照所處工藝環(huán)節(jié)的不同，可分為前道涂膠顯影設(shè)備和后道涂膠顯影設(shè)備，全球前道涂膠顯影設(shè)備市場規(guī)模 2021 年為 19.06 億美元，預(yù)計(jì)到 2023 年將上升至 24.76 億 美元；全球后道涂膠顯影設(shè)備市場規(guī)模相對較小，2021 年為 0.81 億美元，預(yù)計(jì)到 2023 年 將上升至 1.08 億美元。全球涂膠顯影設(shè)備以前道為主，2021 年前道涂膠顯影設(shè)備市場規(guī)模 占比 95.9%。

分廠商來看，全球涂膠顯影設(shè)備市場，東京電子占據(jù)龍頭地位，占比 88%， 迪恩士、細(xì)美事和蘇斯微合計(jì)占比 10%。我國涂膠顯影設(shè)備市場，仍然以國外廠商為主，其 中東京電子占比 91%，迪恩士占比 5%，國內(nèi)廠商芯源微占比 4%，國產(chǎn)化率很低。

在光刻、刻蝕完成后，還需要在不損壞底層材料和結(jié)構(gòu)的情況下清除各類光刻膠。去膠工藝 分為濕法和干法，濕法去膠工藝通過使用溶劑對光刻膠等進(jìn)行溶解；干法去膠工藝可視為等 離子刻蝕技術(shù)的延伸，主要通過等離子體和薄膜材料的化學(xué)反應(yīng)完成，是目前的主流工藝。 目前干法去膠設(shè)備技術(shù)不斷提升，相應(yīng)的圖形化薄膜清除完整性、對標(biāo)底層材料的選擇比、 相應(yīng)的底層材料表面保護(hù)、晶圓顆粒污染控制等技術(shù)指標(biāo)日趨嚴(yán)格，逐漸成為先進(jìn)光刻中的 一道關(guān)鍵步驟。

2021 年全球 IC 制造干法去膠設(shè)備市場規(guī)模為 5.37 億美元，預(yù)計(jì)到 2025 年將增長至 6.99 億美元，CAGR 為 5.40%。全球市場格局來看，國內(nèi)廠商屹唐股份排名第 一，占比 31.29%；北方華創(chuàng)排名第七，占比 1.66%；其余基本以國外廠商為主，包括比思科、日立高新、泛林半導(dǎo)體、泰仕半導(dǎo)體等。2018-2021 年，屹唐股份在干法去膠設(shè)備領(lǐng)域 分別位于全球第三、全球第二和全球第一的市場地位，市場占有率逐年提升，不斷鞏固在全球的領(lǐng)先地位。

3.3 刻蝕機(jī)：干法刻蝕占比 90%，中微公司 5nm 量產(chǎn)出貨

刻蝕是利用顯影后的光刻膠圖形作為掩模，在 SiO2、Si3N4、金屬、多晶硅等襯底上腐蝕掉一 定深度的薄膜物質(zhì)，得到與光刻膠圖形相同的集成電路圖形。刻蝕是用化學(xué)或物理方法有選 擇地在硅片表面去除不需要的材料的過程，是與光刻相聯(lián)系的圖形化處理的一種主要工藝， 是半導(dǎo)體制造工藝的關(guān)鍵步驟。同光刻工藝技術(shù)一道，刻蝕技術(shù)也決定著集成電路圖形的精 細(xì)程度。

在刻蝕工藝中，最核心的設(shè)備就是刻蝕機(jī)。刻蝕機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈上游為四大組成部分，包括預(yù)真空 室、刻蝕腔體、供氣系統(tǒng)及真空系統(tǒng)；中游為刻蝕機(jī)的制造，分為濕法刻蝕及干法刻蝕 2 種； 下游應(yīng)用包括半導(dǎo)體器件、太陽能電池及其他微機(jī)械制造等。

根據(jù)刻蝕方法不同，刻蝕主要分為濕法刻蝕和干法刻蝕。濕法刻蝕是使用液體化學(xué)藥品或刻 蝕劑去除基板材料的工藝，是化學(xué)反應(yīng)過程。干法刻蝕則是使用等離子體或蝕刻氣體來去除 襯底材料，期間會(huì)產(chǎn)生氣態(tài)產(chǎn)物，這些產(chǎn)物應(yīng)擴(kuò)散到大量氣體中并通過真空系統(tǒng)排出。干法 刻蝕有三種類型：化學(xué)反應(yīng)（使用反應(yīng)性等離子體或氣體），物理去除（通過動(dòng)量傳遞）以及化學(xué)反應(yīng)和物理去除的組合。

濕法刻蝕各向異性較差，側(cè)壁容易產(chǎn)生橫向刻蝕造成刻蝕偏差，通常用于工藝尺寸較大的應(yīng) 用，或用于干法刻蝕后清洗殘留物等。干法刻蝕是目前主流的刻蝕技術(shù)，其中以等離子體干 法刻蝕為主導(dǎo)。根據(jù)產(chǎn)生等離子體方法的不同，干法刻蝕主要分為電容耦合等離子體刻蝕 （CCP）和電感耦合等離子體刻蝕（ICP）。按照被刻蝕的材料類型來劃分，干法刻蝕主要分 成三種：金屬刻蝕、介質(zhì)刻蝕和硅刻蝕。電容耦合等離子體刻蝕（CCP）主要是以高能離子 在較硬的介質(zhì)材料上，刻蝕高深寬比的深孔、溝槽等微觀結(jié)構(gòu)；而電感耦合等離子體刻蝕（ICP ） 主要是以較低的離子能量和極均勻的離子濃度刻蝕較軟的或較薄的材料。

2010-2016 年，刻蝕設(shè)備市場規(guī)模一直在 65 億美元左右波動(dòng)， 2017年之后由于全球半導(dǎo)體產(chǎn)線 Capex 提升，尤其是我國Foundry 廠以及存儲(chǔ)廠提速建設(shè)， 同時(shí)工藝制程提升帶動(dòng)刻蝕機(jī)加工時(shí)長提升，刻蝕設(shè)備需求快速提升，行業(yè)規(guī)模快速增長， 2017-2021 年，全球刻蝕設(shè)備規(guī)模從 92 億美元增長至 123 億美元。預(yù)計(jì) 2021-2025 年，全 球刻蝕設(shè)備規(guī)模將從 132 億美元增長至 155 億美元，行業(yè)景氣度持續(xù)提升。

國內(nèi)廠商中，中微公司市占率 1.37%，是國內(nèi)領(lǐng)軍企業(yè)，在邏輯集成電路制造環(huán)節(jié)，公司開 發(fā)的12英寸高端刻蝕設(shè)備已運(yùn)用在國際知名客戶 65nm-5nm 等先進(jìn)的芯片生產(chǎn)線上；同時(shí)， 公司根據(jù)先進(jìn)集成電路廠商的需求，已開發(fā)出小于 5nm 刻蝕設(shè)備用于若干關(guān)鍵步驟的加工， 并已獲得行業(yè)領(lǐng)先客戶的批量訂單。在 3D NAND 芯片制造環(huán)節(jié)，公司的 CCP 刻蝕設(shè)備可 應(yīng)用于 64 層和 128 層的量產(chǎn)，同時(shí)公司根據(jù)存儲(chǔ)器廠商的需求正在開發(fā)新一代能夠涵蓋 128 層及以上關(guān)鍵刻蝕應(yīng)用以及相對應(yīng)的極高深寬比的刻蝕設(shè)備和工藝。

國內(nèi)廠商起步較晚，如中微公司、北方華創(chuàng)、屹唐股份等企業(yè)尚處于追趕階段， 全球市場占有率較低。國內(nèi)集成電路制造廠商及國產(chǎn)刻蝕設(shè)備仍有較大的發(fā)展空間。

隨著集成電路芯片制造工藝的進(jìn)步，線寬不斷縮小、芯片結(jié)構(gòu) 3D 化，晶圓制造向 7nm、5nm 以及更先進(jìn)的工藝發(fā)展。由于目前先進(jìn)工藝芯片加工使用的浸沒式光刻機(jī)受到波長限制， 14nm 及以下的邏輯器件微觀結(jié)構(gòu)的加工多通過等離子體刻蝕和薄膜沉積的工藝組合 ——多 重模板工藝來實(shí)現(xiàn)，利用刻蝕工藝實(shí)現(xiàn)更小的尺寸，使得刻蝕技術(shù)及相關(guān)設(shè)備的重要性進(jìn)一 步提升，刻蝕等相關(guān)設(shè)備的加工步驟也進(jìn)一步增多。 14nm 制程所需使用 的刻蝕步驟達(dá)到 64 次，較 28nm 提升 60%；5nm 制程所需刻蝕步驟更是高達(dá) 160 次，較 14nm 提升 150%，工藝升級持續(xù)推動(dòng)刻蝕機(jī)用量提升。

在存儲(chǔ)器領(lǐng)域，集成電路 2D 存儲(chǔ)器件的線寬已接近物理極限，NAND 閃存已進(jìn)入 3D 時(shí)代。 目前 64 層 3D NAND 閃存已進(jìn)入大生產(chǎn)，96 層和 128 層閃存已處于批量生產(chǎn)階段。3D NAND 制造工藝中，增加集成度的主要方法不再是縮小單層上線寬而是增加堆疊的層數(shù)。刻蝕要在氧化硅和氮化硅的疊層結(jié)構(gòu)上，加工 40：1 到 60：1 的極深孔或極深的溝槽。3D NAND 層數(shù)的增加要求刻蝕技術(shù)實(shí)現(xiàn)更高的深寬比。

3.4 薄膜沉積：ALD 是未來趨勢，北方華創(chuàng)與拓荊科技奮起直追

薄膜沉積是半導(dǎo)體器件制造過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，通過薄膜沉積工藝可以在晶圓上生長出 各種導(dǎo)電薄膜層和絕緣薄膜層，為后續(xù)工藝打下基礎(chǔ)。根據(jù)工作原理不同，薄膜沉積工藝可分為物理氣相沉積（PVD）、化學(xué)氣相沉積（CVD）和原子層沉積（ALD）三大類，所需的設(shè) 備是薄膜沉積設(shè)備。

PVD：是指是用物理的方法使鍍膜材料氣化，在基體表面沉積成膜的方法，主要有蒸鍍、濺 射和離子鍍等。特點(diǎn)是沉積材料純度佳、品質(zhì)穩(wěn)定、溫度低、速度快、制造成本較低。主要 用于金屬薄膜的沉積。其中，蒸鍍是在真空環(huán)境中把蒸鍍材料加熱熔化后蒸發(fā)，使其大量原 子、分子、原子團(tuán)離開熔體表面，凝結(jié)在工件表面上形成鍍膜。濺射是用高能粒子（通常是 由電場加速的正離子）沖擊固體表面，固體表面的原子、分子與這些高能粒子交換動(dòng)能，從 而由固體表面飛濺出來，飛濺出來的原子及其他離子在隨后過程中沉積凝聚在工件表面形成 薄膜鍍層，稱為濺射鍍膜。離子鍍是在真空條件下，利用氣體放電使氣體或被蒸發(fā)物質(zhì)離子 化，在氣體離子或蒸發(fā)物質(zhì)離子轟擊作用下，把蒸發(fā)物質(zhì)或其反應(yīng)物蒸鍍在工件上。

CVD：是指在真空高溫條件下，兩種或兩種以上的氣態(tài)原材料導(dǎo)入到一個(gè)反應(yīng)室內(nèi)，氣態(tài)原 材料相互之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成一種新的材料，沉積到晶片表面上。特點(diǎn)是用途廣泛、不 需要高真空、設(shè)備簡單、可控性和重復(fù)性好、適合大批量生產(chǎn)。主要用于介質(zhì)/絕緣材料薄膜 的生長。包括低壓 CVD（LPCVD）、常壓 CVD（APCVD）、等離子體增強(qiáng) CVD（PECVD）、 金屬有機(jī)物 CVD（MOCVD）、激光 CVD（LCVD）等。

ALD：ALD 是一種可以將物質(zhì)以單原子膜形式一層一層的鍍在基底表面的方法，是一種原子 尺度的薄膜制備技術(shù)，本質(zhì)屬于 CVD 的一種，特點(diǎn)是可以沉積均勻一致，厚度可控、成分可 調(diào)的超薄薄膜，ALD 方法既可以沉積介質(zhì)/絕緣薄膜，也可以進(jìn)行金屬薄膜的沉積。隨著納米技術(shù)和半導(dǎo)體微電子技術(shù)的發(fā)展，器件和材料的尺寸要求不斷地降低，同時(shí)器件結(jié)構(gòu)中的寬深比不斷增加，這樣就要求所使用材料的厚度降低至十幾納米到幾個(gè)納米數(shù)量級。相對于傳 統(tǒng)的沉積工藝，ALD 技術(shù)具有優(yōu)異的臺(tái)階覆蓋性、均勻性和一致性，可沉積寬深比達(dá) 2000:1 的結(jié)構(gòu)，因此逐漸成為了相關(guān)制造領(lǐng)域不可替代的技術(shù)，具有很大發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用空間。

全球薄膜沉積設(shè)備整體規(guī)模穩(wěn)定增長，2021 年市場 規(guī)模為 172 億美元，受益于 Foundry 廠、存儲(chǔ)、AMOLED 以及太陽能電站等需求的增加， 預(yù)計(jì)到 2025 年將達(dá)到 340 億美元。分類型來看，CVD 設(shè)備應(yīng)用最廣，占比 57%；其次是 PVD，占比為 25%；ALD 及其他鍍膜設(shè)備占比 18%。

從各類設(shè)備來看，全球 CVD 設(shè)備市場中，應(yīng)用材料占比 30%，泛林半導(dǎo)體占比 21%，東京 電子占比 19%，三大廠商占據(jù)了全球 70%的市場份額；全球 PVD 設(shè)備市場中，應(yīng)用材料占 比 85%，基本壟斷，處于絕對龍頭地位；全球 ALD 設(shè)備市場中，東京電子占比 31% ，先域 占比 29%，合計(jì)占比 60%。我國整個(gè)薄膜沉積設(shè)備領(lǐng)域 98%以來進(jìn)口，國產(chǎn)化率僅有 2%， 未來替代空間巨大，國內(nèi)廠商中，北方華創(chuàng)和拓荊科技處于領(lǐng)先地位，北方華創(chuàng) CVD、PVD 等相關(guān)設(shè)備已具備 28nm 工藝水平，14/10/7nm 等先進(jìn)制程正處于研發(fā)與驗(yàn)證階段。拓荊科技 CVD 和 ALD 相關(guān)設(shè)備已廣泛應(yīng)用于國內(nèi)晶圓廠 14nm 及以上制程集成電路制造產(chǎn)線，并 已展開 10nm 及以下制程產(chǎn)品驗(yàn)證測試。

3.5 離子注入：摻雜核心工藝，外國廠商占比 90%

離子注入機(jī)是集成電路制造前工序中的關(guān)鍵設(shè)備，為改變半導(dǎo)體載流子濃度和導(dǎo)電類型需要 對半導(dǎo)體表面附近區(qū)域進(jìn)行摻雜。摻雜通常有兩種方法：一是高溫?zé)釘U(kuò)散法，即將摻雜氣體 導(dǎo)入放有硅片的高溫爐，將雜質(zhì)擴(kuò)散到硅片內(nèi)的一種方法；二是離子注入法，通過離子注入 機(jī)的加速和引導(dǎo)，將要摻雜的離子以離子束形式入射到材料中去，離子束與材料中的原子或 分子發(fā)生一系列理化反應(yīng)，入射離子逐漸損失能量，并引起材料表面成分、結(jié)構(gòu)和性能發(fā)生 變化，最后停留在材料中。與擴(kuò)散工藝相比，離子注入可對注入劑量、注入角度、注入深度、 橫向擴(kuò)散等方面進(jìn)行精確的控制，使得離子注入在半導(dǎo)體制造中被廣泛應(yīng)用。

離子注入機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈上游主要包括機(jī)械材料、電器材料、儀器儀表、真空系統(tǒng)、掃描系統(tǒng)等， 中游為離子注入機(jī)的設(shè)計(jì)制造，下游應(yīng)用包括集成電路、太陽能電池以及 AMOLED 制造等。

根據(jù)離子束電流和束流能量范圍的不同，通常可以把離子注入機(jī)分為低能大束流離子注入機(jī)、 中低束離子注入機(jī)和高能離子注入機(jī)。不同類型的離子注入機(jī)運(yùn)行原理基本相同，由于離子 束電流和束流能量范圍不同，在工藝中的主要應(yīng)用各有不同。

2013-2019 年，全球離子注入機(jī)市場整體呈現(xiàn)上升趨勢，2013 年為 8. 1 億 美元，2019 年增長到 18 億美元，同比增長 17.6%。我國市場 2016 年為 23.2 億元，2021 年為 44.5 億元，其中 IC 用離子注入機(jī)規(guī)模最大，2021 年市場規(guī)模為 43.2 億元，占比 97.1%。

目前世界范圍內(nèi)以集成電路領(lǐng)域離子注入機(jī)為主要業(yè)務(wù)的公司共有 6 家， 包括 外國 AMAT/Varian 和 Axcelis，日本 SMIT 和 Nissin，我國臺(tái)灣 AIBT和我國電科裝備（中科信）。 外國 AMAT/Varian 和 Axcelis，其中 Axcelis 的前身為 Eaton，在高能離子注入機(jī)領(lǐng)域占據(jù)了近乎壟斷地位；日本 SMIT擁有全系列離子注入機(jī)產(chǎn)品，日本 Nissin 主要產(chǎn)品為中束流離子 注入機(jī)，大束流正在研發(fā)之中；我國臺(tái)灣 AIBT 只涉及大束流離子注入機(jī)產(chǎn)品業(yè)務(wù)；我國電子科技集團(tuán)旗下中科信已成功實(shí)現(xiàn)離子注入機(jī)全譜系產(chǎn)品國產(chǎn)化，包括中束流、大束流、高 能、特種應(yīng)用及第三代半導(dǎo)體等離子注入機(jī)，工藝覆蓋至 28nm。

3.6 熱處理（氧化/擴(kuò)散/退火）：RTP 設(shè)備屹唐股份全球第二

在半導(dǎo)體工藝中，熱處理是不可或缺的重要工藝之一，具體包括氧化/擴(kuò)散/退火。氧化是將硅 片放置于氧氣或水汽等氧化劑的氛圍中進(jìn)行高溫?zé)崽幚恚诠杵砻姘l(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成氧化 膜的過程，氧化膜可作為離子注入的阻擋層及注入穿透層（損傷緩沖層）、表面鈍化、絕緣柵 材料以及器件保護(hù)層、隔離層、器件結(jié)構(gòu)的介質(zhì)層等。擴(kuò)散是指在高溫條件下，利用熱擴(kuò)散 原理將雜質(zhì)元素按工藝要求摻入硅襯底中，使其具有特定的濃度分布，從而改變硅材料的電 學(xué)特性，形成半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)，擴(kuò)散工藝在硅 IC 工藝中被用于制作 PN 結(jié)或構(gòu)成集成電路中 的電阻、電容、互連布線、二極管和晶體管等器件。退火是指在氮?dú)獾炔换顫姎夥罩屑訜犭x 子注入后的硅片，修復(fù)離子注入帶來的晶格缺陷的過程，可以激活雜質(zhì)、消除損傷。用于氧 化/擴(kuò)散/退火的基本設(shè)備包括臥式爐、立式爐和快速升溫爐（RTP）。

傳統(tǒng)的退火技術(shù)包括高溫爐退火、尖峰退火、激光/閃光毫秒退火等，普通爐管退火設(shè)備需要 幾小時(shí)的加熱時(shí)長，隨著 IC 性能提升，快速熱退火設(shè)備（RTP）只需幾秒甚至幾毫秒便可使 晶圓上升至所需溫度，總體熱預(yù)算較低，可以更好地提高晶圓的性能，滿足先進(jìn) IC 制造的需 求，在晶圓加工/IC 制造中的競爭優(yōu)勢愈發(fā)明顯。

2021 年全球熱處理設(shè)備市場規(guī)模 15.37 億美元，其中快速熱處理設(shè)備 7.19 億美元，占比 46.8%，氧化/擴(kuò)散爐 5.52 億美元，占比 35.9%，柵極堆疊設(shè)備 2.66 億美 元，占比 17.3%。預(yù)計(jì)未來將保持穩(wěn)定增長，2025 年規(guī)模達(dá)到 19.91 億美元，CAGR 為 6.7%。 分廠商來看，應(yīng)用材料占比 69.72%，全球第一，我國廠商屹唐股份占比 11.5%，全球第二， 其他還包括國際電氣、維易科、斯庫林等。

3.7 清洗：濕法清洗占比 90%，盛美股份國內(nèi)領(lǐng)先

在晶圓制造過程中，清洗可以減少雜質(zhì)，提升良率，實(shí)際生產(chǎn)中一方面需要提高單次的清洗 效率，同時(shí)在每一步光刻、刻蝕、薄膜沉積等重復(fù)性工序后，都需要一步清洗工序，清洗步 驟約占整體工藝步驟的 33％。隨著線寬不斷縮小，IC 對雜質(zhì)越來越敏感，因此清洗過程就 顯得尤為重要。

整個(gè)清洗設(shè)備上游包括氣路系統(tǒng)、管路系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等，中游為清洗設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造， 下游則應(yīng)用于 Foundry 廠、IDM 廠等。

半導(dǎo)體清洗工藝分為濕法清洗和干法清洗，濕法清洗采用特定的化學(xué)液體，主要包括溶液浸 泡法、機(jī)械刷洗法、超聲波清洗法等，干法清洗主要包括等離子清洗、氣相清洗法等，目前 90%以上的清洗步驟為濕法工藝。其中濕法清洗對應(yīng)的設(shè)備包括單片清洗設(shè)備、槽式清洗設(shè) 備、組合式清洗設(shè)備和批式旋轉(zhuǎn)噴淋清洗設(shè)備等，其中以單片清洗設(shè)備為主流。

2018 年全球半導(dǎo)體清洗設(shè)備市場規(guī)模為 34.17 億美元，2019-2021 年全 球半導(dǎo)體行業(yè)景氣度下行，市場規(guī)模有所下降，分別為 30.49 億美元和 25.39 億美元，預(yù)計(jì) 2021 年隨著全球半導(dǎo)體行業(yè)復(fù)蘇，全球半導(dǎo)體清洗設(shè)備市場開始逐步增長，預(yù)計(jì)到 2024 年 將達(dá)到 31.93 億美元。全球清洗設(shè)備廠商中，日本迪恩士全球第一，占比 45.1%；東京電子、 細(xì)美事和泛林半導(dǎo)體分列 2-4 位，占比分別為 25.3%、14.8%和 12.5%，盛美股份和其他廠 商合計(jì)占比 2.3%。

2019 年我國半導(dǎo)體清洗設(shè)備招標(biāo)份額中，依然以國外廠商為主，迪恩士占比 48%，泛林半 導(dǎo)體占比 20%，東京電子占比 6%，國內(nèi)企業(yè)合計(jì)占比 22%。其中盛美股份占比 20.5%，在 國內(nèi)企業(yè)中排名第一，在所有企業(yè)中排名第二；北方華創(chuàng)占比 1%；芯源微占比 0.5%。

3.8 CMP：兼具機(jī)械拋光與化學(xué)拋光優(yōu)點(diǎn)，美日廠商合計(jì)占比超 90%

CMP 技術(shù)，即化學(xué)機(jī)械拋光，是先進(jìn)集成電路制造前道工序、先進(jìn)封裝等環(huán)節(jié)必需的關(guān)鍵制 程工藝，集成電路制造的核心技術(shù)，主要目的是實(shí)現(xiàn)芯片的平坦化。早期的拋光技術(shù)包括機(jī) 械拋光和化學(xué)拋光，但由于去除速率低，在先進(jìn)制程中均無法滿足芯片量產(chǎn)需求，而 CMP 技 術(shù)結(jié)合了機(jī)械拋光和化學(xué)拋光各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，兼顧了表面全局和局部平坦化，拋光質(zhì)量高，在目 前 IC 制造中被廣泛使用。CMP 設(shè)備包括拋光、清洗、傳送三大模塊，在工作中，拋光頭將 晶圓待拋光面壓抵在粗糙的拋光墊上，借助拋光液腐蝕、微粒摩擦、拋光墊摩擦等耦合實(shí)現(xiàn) 全局平坦化。

整個(gè) CMP 設(shè)備上游包括檢測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、拋光墊等，中游為 CMP 設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造， 下游則應(yīng)用于集成電路、平板顯示、MEMS 等。

2012-2018 年，全球 CMP 市場規(guī)模整體呈現(xiàn)增長態(tài)勢，14.77 億美元上升 到 25.82 億美元，2019 年受下游需求影響，略微下滑至 23.05 億美元。我國 CMP 設(shè)備市場規(guī)模 2013 年為 0.8 億美元，到 2019 年上升至 4.6 億美元，2021 年 略降至 4.3 億美元。

全球CMP 設(shè)備廠商中，應(yīng)用材料占據(jù)絕大部分份額，占比70%，其次為荏原機(jī)械，占比 25%。 2019 年分全球各國家地區(qū)來看，我國占比 35%，是全球 CMP 設(shè)備最大市場，其中我國大陸 25%，我國臺(tái)灣 10%；其次是韓國，占比 26%，北美、日本和歐洲分列 3-5 名，占比分別為 13%、9%、7%。

隨著 CMP 設(shè)備制造技術(shù)不斷發(fā)展，國內(nèi)廠商中也涌現(xiàn)出了一批優(yōu)秀的企業(yè)。2019 年華力微 電子 CMP 設(shè)備累計(jì)招標(biāo)結(jié)果中，國內(nèi)企業(yè)華海清科和天雋機(jī)電分別中標(biāo) 6%和 12% ，合計(jì) 占比接近 20%。國內(nèi) CMP 設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)主要有華海清科、天雋機(jī)電、中電 45 所、爍科精 微等，填補(bǔ)了國內(nèi) CMP 設(shè)備廠商空白，但是相比國外廠商，CMP 設(shè)備國產(chǎn)化率仍有較大提 升空間。

4、封裝測試設(shè)備：封裝設(shè)備國外主導(dǎo)，測試設(shè)備國內(nèi)廠商占據(jù)一席之地

4.1 封裝設(shè)備：全球市場規(guī)模近 40 億美元，國外廠商主導(dǎo)

2021 年全球半導(dǎo)體封裝設(shè)備市場規(guī)模為 38.8 億美元，同比增長 34%，占整個(gè)半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模約 5%，我國半導(dǎo)體封裝設(shè)備市場規(guī)模近年來小幅增長， 2018 年 9.2 億美元，2019 年 9.4 億美元，2021 年增長到 10.4 億美元。封裝過程步驟較多， 所需的設(shè)備類型也較多，主要包括貼片機(jī)、劃片機(jī)/檢測設(shè)備、引線焊接設(shè)備、塑封/切筋成型 設(shè)備等。細(xì)分到各個(gè)產(chǎn)品種類來看，貼片機(jī)占比最大，達(dá)到 30%；劃片機(jī)/檢測設(shè)備占比 28%； 引線焊接設(shè)備占比 23%；塑封切筋成型設(shè)備占比 18%；電鍍設(shè)備占比 1%。

全球封裝設(shè)備廠商以國外為主，貼片機(jī)國外廠商包括荷蘭 Besi、新加坡 ASM Pacific、外國 K&S 等，我國廠商包括艾科瑞思、大連佳峰等；劃片機(jī)/檢測設(shè)備和引線焊接設(shè)備國外廠商包 括 ASM Pacific、K&S 等，我國廠商包括中電科 45 所等；塑封/切筋成型設(shè)備國外廠商包括 Town、YAMADA、Besi、ASM Pacific 等，我國廠商包括富士三佳等。

4.2 測試設(shè)備：美日廠商領(lǐng)先，國內(nèi)廠商積極布局

電子系統(tǒng)故障檢測存在“十倍法則”，即如果一個(gè)芯片中的故障沒有在芯片測試時(shí)發(fā)現(xiàn)，則在 電路板（PCB）環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)故障的成本為芯片級別的十倍。因此，檢測在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中扮演著 十分重要的角色，從設(shè)計(jì)驗(yàn)證到最終測試都不可或缺，貫穿整個(gè)半導(dǎo)體制造過程。具體包括 設(shè)計(jì)驗(yàn)證、工藝控制檢測、晶圓測試（CP）和成品測試（FT）。

半導(dǎo)體檢測設(shè)備，分為前道量測和后道測試。前道量測主要在晶圓制造過程使用，目的是檢 查每一步制造工藝后晶圓產(chǎn)品的加工參數(shù)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求或存在缺陷，更多偏向于外觀性 /物理性檢測，主要用到膜厚/OCD 關(guān)鍵尺寸量測設(shè)備、電子束量測設(shè)備等。具體分為“量測” 和“檢測”，量測指的是通過量定薄膜厚度、摻雜濃度、關(guān)鍵尺寸等關(guān)鍵參數(shù)，檢驗(yàn)是否符合 設(shè)計(jì)要求，檢測主要是檢測有無顆粒污染、機(jī)械劃傷和圖案缺陷等，前道量測在一定程度上 反映了代工廠的競爭力；半導(dǎo)體后道測試設(shè)備主要是用在封測環(huán)節(jié)，目的是檢查芯片的性能 是否符合要求，更多偏向于功能性/電性測試，主要使用測試機(jī)、探針臺(tái)和分選機(jī)。

2021年全球半導(dǎo)體前道量測設(shè)備市場規(guī)模34.1 億美元， 占全球半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模約 5%；后道測試設(shè)備市場規(guī)模 60.2 億美元，占全球半導(dǎo)體設(shè)備 市場規(guī)模約 8%；我國半導(dǎo)體測試設(shè)備市場規(guī)模小幅增長，由 2019 年的 147 億元，增長到 2021 年的 176 億元，預(yù)計(jì) 2021 年銷售額將達(dá)到 206 億元，2026 年將達(dá)到 398 億元。

2018 年我國半導(dǎo)體后道測試設(shè)備中，測試機(jī)、探針臺(tái)和分選機(jī)占比分別為 63.1%、15.2%和 17.4%。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的不同，測試機(jī)主要包括 SOC 測試機(jī)、存儲(chǔ)測試機(jī)、 模擬測試機(jī)、數(shù)字測試機(jī)等，占比分別為 14.8%、27.6%、7.6%和 8.0%。

目前全球先進(jìn)測試設(shè)備制造技術(shù)基本掌握在外國、日本等廠商手中。2021 年全球前道量測設(shè) 備廠商中，科磊排名第一，占比 58%；應(yīng)用材料排名第二，占比 12%；國內(nèi)從事前道量測設(shè) 備的廠商主要有精測電子（子公司上海精測）、賽騰股份（收購 Optima）、上海睿勵(lì)（中微公司持股 20.45%，第一大股東）、中科飛測、東方晶源等。后道測試機(jī)廠商中，愛德萬、泰瑞達(dá)和科休基本壟斷了市場，占比分別為 50%、40%和 8%，主要生產(chǎn)中高端設(shè)備，效率和穩(wěn)定性較好，國內(nèi)測試機(jī)廠商有長川科技、華峰測控、聯(lián)動(dòng)科技等，以生產(chǎn)大功率測試機(jī)、模 擬/數(shù)模混合測試機(jī)為主，主要用于分立器件、電源 IC 等產(chǎn)品，其中華峰測控在我國模擬測 試機(jī)領(lǐng)域市占率約 60%。

在全球探針臺(tái)領(lǐng)域，東京精密占比 46%，排名第一；東京電子占比 27%，排名第二，二者合 計(jì)占比 73%，其余廠商主要有我國臺(tái)灣旺矽、惠特、深圳矽電、長川科技、中電科 45 所等。 我國大陸探針臺(tái)市場，東京精密和東京電子依然占據(jù)最大份額，合計(jì)占比 58%。在分選機(jī)領(lǐng) 域，愛德萬、科休、愛普生合計(jì)市占率約 60%，國內(nèi)企業(yè)主要有長川科技、上海中藝等。

5、芯片制造各工藝步驟國內(nèi)外廠商對比

從公司角度，全球半導(dǎo)體設(shè)備公司中，仍然以國外公司為主，前道設(shè)備中，應(yīng)用材料設(shè)備產(chǎn) 品線廣，涉及干法刻蝕、CVD、PVD、RTP、離子注入、CMP 設(shè)備等；ASML 在光刻機(jī)領(lǐng)域 獨(dú)樹一幟，EUV 更是 100%獨(dú)家供應(yīng)；泛林半導(dǎo)體則主攻刻蝕和薄膜沉積設(shè)備；東京電子在 刻蝕、薄膜沉積、熱處理、清洗以及探針臺(tái)設(shè)備方面均有所建樹；科磊則專注前道量測設(shè)備。 后道測試設(shè)備中，愛德萬和泰瑞達(dá)遙遙領(lǐng)先。

國內(nèi)廠商亦在奮起直追，北方華創(chuàng)產(chǎn)品線豐富， 涉及刻蝕、薄膜沉積、熱處理和清洗等設(shè)備；中微公司刻蝕機(jī)處于國際領(lǐng)先地位，5nm 刻蝕 機(jī)已實(shí)現(xiàn)出貨，同時(shí)涉及 MOCVD，并參股布局前道量測和 ALD 設(shè)備商，產(chǎn)品線布局日益完 善，前景十分廣闊；上海微電子 90nm 光刻機(jī)已經(jīng)出貨，有望在 2021-2022 年實(shí)現(xiàn)國產(chǎn) 28nm 光刻機(jī)量產(chǎn)；盛美股份專注清洗設(shè)備；晶盛機(jī)電在硅片生長和加工設(shè)備方面國內(nèi)領(lǐng)先；芯源 微則在涂膠顯影領(lǐng)域國內(nèi)領(lǐng)先；華海清科專注 CMP 設(shè)備；萬業(yè)企業(yè)（凱世通）已經(jīng)開始布 局集成電路用離子注入機(jī)；精測電子子公司上海精測在前道量測和后道測試均衡布局；長川 科技在后道測試設(shè)備全布局；華峰測控則專注模擬測試機(jī)。

從半導(dǎo)體工藝工序角度，硅片制造設(shè)備主要有德國 PVA TePla AG、外國 Kayex 等，國內(nèi)主 要有晶盛機(jī)電；前道設(shè)備中，最重要的光刻、刻蝕、薄膜沉積設(shè)備基本被阿斯麥、應(yīng)用材料、 泛林半導(dǎo)體、東京電子等外國、荷蘭、日本廠商壟斷，國內(nèi)廠商中微公司、北方華創(chuàng)、芯源 微、拓荊科技、屹唐股份、上海微電子在各細(xì)分領(lǐng)域有所斬獲；其余的熱處理、離子注入、 CMP、清洗、量測設(shè)備等同樣被應(yīng)用材料、泛林半導(dǎo)體、東京電子、先域、荏原機(jī)械、迪恩 士、科磊等外國、日本、荷蘭公司主導(dǎo)，國內(nèi)廠商亦有布局，包括中電科（中科信）、萬業(yè)企 業(yè)（凱世通）、華海清科、盛美股份、至純科技、精測電子（上海精測）等。

后道設(shè)備中，封 裝設(shè)備廠商主要有 Besi、ASM 太平洋科技等，國內(nèi)中電科 45 所有所突破；測試設(shè)備則被愛 德萬、泰瑞達(dá)、科休、東京精密、東京電子等企業(yè)壟斷，國內(nèi)長川科技實(shí)現(xiàn)測試機(jī)、探針臺(tái)、 分選機(jī)全布局，華峰測控則在模擬測試機(jī)領(lǐng)域國內(nèi)領(lǐng)先。總體而言，半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化率普 遍不高，除了去膠設(shè)備近 70%，清洗設(shè)備 22%，其余基本均在 20%以下，光刻機(jī)領(lǐng)域低于 1%，半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化率整體不足 20%，未來國產(chǎn)替代提升空間大。

6、新一輪景氣周期開啟，國產(chǎn)替代刻不容緩

6.1 政策+資金支持

半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)是國家產(chǎn)業(yè)政策鼓勵(lì)和重點(diǎn)支持發(fā)展的行業(yè)，半導(dǎo)體設(shè)備作為芯片上游行業(yè)， 對芯片制造起著至關(guān)重要的作用，由于與工藝流程密切相關(guān)，技術(shù)壁壘高，突破難度大，為大力發(fā)展半導(dǎo)體行業(yè)，加速推進(jìn)相關(guān)設(shè)備自主可控，國家先后頒布了一系列政策措 施支持行業(yè)發(fā)展，為行業(yè)發(fā)展深度助力。我國半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)迎來了前所未有的政策契機(jī)，有助于我國半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)技術(shù)水平提高和行業(yè)快速發(fā)展。國家同樣在資金層面大力支持，先后設(shè)立了大基金一期和二期，體現(xiàn)出國家對半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)的重 視和支持。

6.2 全球半導(dǎo)體產(chǎn)能向我國大陸轉(zhuǎn)移

全球晶圓以 12 英寸為主。全球量產(chǎn)晶圓尺寸包括 6 英寸、8 英寸、12 英寸等，其中 12 英寸 應(yīng)用最為廣泛，8 英寸次之。根據(jù) SEMI 數(shù)據(jù)，2018 年全球 12 英寸市場份額 64% ，8 英寸 市場份額 26%，合計(jì)占比 90%，全球晶圓產(chǎn)能主要由 12 英寸和 8 英寸主導(dǎo)。

未來 12 英寸及 8 英寸產(chǎn)能持續(xù)提升。12 英寸方面，2019-2024 年全球 12 英寸 Foundry 廠數(shù)量將由 123 個(gè)增加至 161 個(gè)，共新增 38 個(gè)，其中我國臺(tái)灣增加 11 個(gè)， 我國大陸增加 8 個(gè)，合計(jì) 19 個(gè)，占全球新增數(shù)量的 50%，2024 年產(chǎn)能將達(dá)到 700 萬片/月 以上。其中我國大陸有望快速增長，SEMI 預(yù)計(jì)我國大陸 12 英寸 Foundry 廠產(chǎn)能全球占比 將由 2015 年的 8%增長至 2024 年的 20%，產(chǎn)量達(dá)到 150 萬片/月。8 英寸方面，根據(jù) SEMI 數(shù)據(jù)，2024 年全球 8 英寸產(chǎn)能將達(dá)到歷史新高的 660 萬片/月，相比于 2021 年提升 17%， 增加 95 萬片/月。

2021-2022 年全球?qū)⑿陆?29 座晶圓廠，其中 2021 年底前開始建設(shè) 19 座， 我國大陸和我國臺(tái)灣最多，分別為 5 座和 6 座；其余 10 座 2022 年開工，我國大陸 3 座， 我國臺(tái)灣 2 座，外國 2 座。這 29 座晶圓廠達(dá)產(chǎn)后將新增產(chǎn)能 260 萬片/月（8 英寸等效），新 建晶圓廠主要用來滿足通信、高性能計(jì)算、自動(dòng)駕駛汽車等市場對芯片的強(qiáng)勁需求。受益于 12 英寸和 8 英寸產(chǎn)能擴(kuò)張，以及 2021-2022 年全球新建 29 座晶圓廠，半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)將持 續(xù)受益。

6.3 北美半導(dǎo)體設(shè)備支出創(chuàng)新高

北美作為全球設(shè)備龍頭地區(qū)，2021 年全球 Top15 廠商中，外國有 4 家，分別是應(yīng)用材料、 泛林半導(dǎo)體、科磊和泰瑞達(dá)，合計(jì)占比 38.9%，因此北美半導(dǎo)體設(shè)備支出對于判斷全球半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)景氣度具有指向意義。近 30 個(gè)月的北美半導(dǎo)體設(shè)備支出整體 呈現(xiàn)出增長趨勢，在 2021 年上半年增速創(chuàng)歷史新高，2021 年 6 月北美半導(dǎo)體設(shè)備制造商出 貨金額為 36.7 億美元，較 2021 年 5 月的 35.9 億美元環(huán)比提升 2.3%，相較于 2021 年同期 23.2 億美元同比提升 58.4%，行業(yè)景氣度持續(xù)向好。

6.4 全球晶圓廠 Capex 提升

作為晶圓廠上游行業(yè)，半導(dǎo)體設(shè)備與晶圓廠資本開支密切相關(guān)。2019 年全球半導(dǎo)體資本開支中，Top5 廠商（三星、臺(tái)積電、英特爾、SK 海力士、美光）占比高 達(dá) 68%左右，因此 Top5 廠商的資本開支直接決定了全球半導(dǎo)體資本開支走勢，亦決定了半 導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)的景氣度。

展望 2021 年 Top5 廠商資本開支，三星由于對 DRAM 未來市場前景不明確，DRAM 投資或 將趨緩，預(yù)計(jì) 2021 年和 2021 年基本持平，達(dá)到 280 億美元；英特爾 2021 年資本開支 143 億美元，受外國半導(dǎo)體基建投資預(yù)期拉動(dòng)，2021 年預(yù)計(jì)提升至 195 億美元，同比增長 37%； 臺(tái)積電方面，2021 年 172 億美元，由于 5G、高性能計(jì)算等應(yīng)用趨勢推升，公司決定調(diào)高 2021 年資本開支至 300 億美元，同比大幅增長 74%，預(yù)計(jì) 80%將用于 3nm、5nm 及 7nm 等先進(jìn)制程，10%用于先進(jìn)封裝技術(shù)量產(chǎn)需求，10%用于特殊制程；

自 2012 年以來，全球半導(dǎo)體晶圓廠資本開支呈現(xiàn)出整體上升，小幅波動(dòng)的態(tài)勢。由于存儲(chǔ)器市場持續(xù)火熱以及我國 IC 投資高漲，2018 年資本開支達(dá)到 1071 億美元，2019 年由于供過于求，開始消化庫存，資本開支回落至 1027 億美元，同比下降 4.1%。全球半導(dǎo)體晶圓廠資本開支具有周期性，自 2021 年開始，半導(dǎo)體行業(yè)迎來了新一輪上升周期，2021 年由于疫情爆發(fā)，新能源車放量，全球缺芯問題嚴(yán)重，晶圓廠資本開支企穩(wěn)回升，達(dá)到 1121 億美元，同比增長 9.2%。2021 年，由于缺芯問題依然嚴(yán)峻，先進(jìn)制程進(jìn)一步突破，同時(shí)外國、日本、歐洲等普遍意識(shí)到半導(dǎo)體制造本土化的重要性，預(yù)計(jì)全球半導(dǎo)體晶圓廠資本開支規(guī)模有望持續(xù)提升至 1270 億美元，同比增長 13%。伴隨著半導(dǎo)體行業(yè)資本開支持續(xù)拔高，半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)景氣度有望不斷提升，相關(guān)廠商有望進(jìn)一步受益。

7、重點(diǎn)企業(yè)分析

7.1 晶盛機(jī)電

公司是國內(nèi)領(lǐng)先的半導(dǎo)體材料裝備和 LED 襯底材料制造的高新技術(shù)企業(yè)，圍繞 IC、太陽能 光伏、LED 等領(lǐng)域開發(fā)相應(yīng)設(shè)備及材料。公司開發(fā)的晶體生長設(shè)備、晶體加工設(shè)備、晶片加 工設(shè)備、疊瓦組件設(shè)備等主要應(yīng)用在半導(dǎo)體及光伏產(chǎn)業(yè)，其中 8 英寸長晶設(shè)備及加工設(shè)備已 批量銷售，12 英寸長晶設(shè)備、研磨和拋光設(shè)備已通過客戶驗(yàn)證并實(shí)現(xiàn)銷售，其他加工設(shè)備也 陸續(xù)客戶驗(yàn)證中。碳化硅外延設(shè)備已通過客戶驗(yàn)證，同時(shí)在碳化硅晶體生長、切片、拋光環(huán) 節(jié)規(guī)劃建立測試線，以實(shí)現(xiàn)裝備和工藝技術(shù)的領(lǐng)先。

在光伏行業(yè)，公司將緊跟行業(yè)發(fā)展浪潮，強(qiáng)化競爭優(yōu)勢；在半導(dǎo)體領(lǐng)域，持續(xù)推進(jìn)半導(dǎo)體裝 備和輔材耗材的新產(chǎn)品研發(fā)和市場推廣，加快 12 英寸單晶硅的客戶驗(yàn)證和導(dǎo)入；在第三代 半導(dǎo)體領(lǐng)域，公司積極布局碳化硅生長設(shè)備及材料開發(fā)，已成功生長出 6 英寸碳化硅晶體。 未來有望持續(xù)受益于半導(dǎo)體、光伏行業(yè)景氣度上行帶來的重大發(fā)展機(jī)遇。

7.2 中微公司

公司主要產(chǎn)品為半導(dǎo)體刻蝕設(shè)備和 MOCVD 設(shè)備，分別應(yīng)用于集成電路刻蝕工藝和化合物半 導(dǎo)體外延片生長。刻蝕設(shè)備是半導(dǎo)體前道設(shè)備中 3 大最重要設(shè)備之一，公司的 CCP 目前已 達(dá)到 5nm 工藝并且實(shí)現(xiàn)銷售，同時(shí)公司也在積極開發(fā)新一代 ICP 設(shè)備。目前公司等離子體 刻蝕設(shè)備已被廣泛應(yīng)用于國際一線客戶從 65nm 到 5nm 的集成電路加工制造及先進(jìn)封裝。

公司的 MOCVD 設(shè)備在行業(yè)領(lǐng)先客戶的生產(chǎn)線上大規(guī)模投入量產(chǎn)，公司已成為世界排名前列、 國內(nèi)占主導(dǎo)地位的氮化鎵基 LED 設(shè)備制造商。

作為半導(dǎo)體設(shè)備國內(nèi)領(lǐng)頭企業(yè)，公司通過入股方式積極布局半導(dǎo)體制造多種設(shè)備，努力打造 半導(dǎo)體設(shè)備平臺(tái)型公司。入股拓荊科技，布局 CVD 和 ALD 領(lǐng)域；入股上海睿勵(lì)，布局前道 量測設(shè)備。未來，公司刻蝕機(jī)將受益于先進(jìn)制程進(jìn)步以及國產(chǎn)替代的大趨勢，MOCV D 則受益于Mini/Micro LED新型顯示帶來的LED外延片需求量快速增長，以及疫情環(huán)境下紫外 LED 殺菌、消毒意識(shí)逐步增強(qiáng)。

8、風(fēng)險(xiǎn)提示

1、消費(fèi)電子、新能源車等下游需求不及預(yù)期；

2、晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)、資本開支不及預(yù)期；

3、全球新冠疫情加劇。

（本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。如需使用相關(guān)信息，請參閱報(bào)告原文。）

精選報(bào)告來源：【未來智庫官網(wǎng)】。

「鏈接」