除了光刻機，哪類設備國產(chǎn)替代空間最大？

半導體產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)多且復雜，尤其是上游半導體設備和材料，因制造流程繁多，涉及到很多細分行業(yè)。根據(jù)WSTS數(shù)據(jù)，中國半導體元器件市場在全球占比高達43%，而同期SEMI數(shù)據(jù)，中國半導體設備銷售額296億美元，全球占比29%，中國半導體設備市場規(guī)模全球占比低，相比與元器件市場非常不匹配。

近期A股市場，以中微公司為代表的半導體設備公司表現(xiàn)異常搶眼。本文將梳理本土半導體設備廠商的競爭格局，定量感受本土廠商市場份額潛在的成長空間。<文中數(shù)據(jù)均為公開資料整理>

前道工藝設備

根據(jù)用于的工藝流程不同，半導體設備主要分為前道設備和后道設備兩類，其中前道設備主要用于晶圓制造環(huán)節(jié)，后道設備用于封測環(huán)節(jié)。

圖源：與非網(wǎng)

前道的晶圓制造環(huán)節(jié)包括7個主要生產(chǎn)區(qū)域：擴散-光刻-刻蝕-離子注入-薄膜生長-拋光-金屬化。涉及到的設備主要有：薄膜沉積設備、刻蝕機、光刻機、量測設備、清洗機、CMP、涂膠顯影設備、離子注入機、熱處理設備等。

根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，2021年全球前道工藝設備市場規(guī)模876億美元，其中薄膜沉積設備、刻蝕機、光刻機在晶圓制造設備的市場占比較大，分別為28%、22%、21%。

數(shù)源：SEMI，安信證券研究中心

根據(jù)2022年的不完全統(tǒng)計數(shù)據(jù)（時間口徑為2022年，招標廠商為積塔半導體、華虹無錫等偏成熟制程的晶圓廠，故部分品類國產(chǎn)化率較高，數(shù)據(jù)由德邦研究所統(tǒng)計）。半導體設備國產(chǎn)化率較2021年明顯提升，從21%提升至35%，但具體到細分設備分化明顯。

國產(chǎn)化率較高設備種類有：

去膠設備（91%），基本實現(xiàn)國產(chǎn)替代。由上海稷以、屹唐半導體（IPO申請）、浙江寧謙主導。值得一提的是，屹唐半導體在發(fā)展過程中，2016年收購了在干法去膠產(chǎn)品上有30多年的研發(fā)歷史的美國公司MTI，壯大了公司的去膠設備業(yè)務，其干法去膠設備、快速熱處理設備主要用于90-5nm邏輯芯片、10nm系列DRAM芯片和32-128層3D NAND制造中若干關鍵步驟的大規(guī)模量產(chǎn)；另外，公司還有刻蝕設備業(yè)務，干法刻蝕設備主要用于65-5nm邏輯芯片、10nm系列DRAM和32-128層3D NAND制造中若干關鍵步驟的大規(guī)模量產(chǎn)。

清洗設備（66%），國內有較多企業(yè)涉足：盛美上海（上市）、創(chuàng)微微、至純科技（上市）、芯源微（上市）、中電45所、北方華創(chuàng)（上市）等。在清洗設備領域，國有企業(yè)中盛美上海的規(guī)模最大，其最新旗艦產(chǎn)品SAPS、TEBO和Tahoe能夠覆蓋80%以上的清洗設備市場。

刻蝕設備（56%），國內涉足企業(yè)有中微公司（上市）、北方華創(chuàng)（上市）、嘉芯迦能、嘉芯閎揚、無錫邑文等。中微公司作為國內刻蝕設備龍頭企業(yè)，公司在整個半導體設備國產(chǎn)化進程中具有明顯優(yōu)勢，長期保持大規(guī)模、高強度的研發(fā)投入，但對標國際半導體設備巨頭泛林半導體、東京電子的研發(fā)布局和研發(fā)規(guī)模，仍有差距。

數(shù)源：chinabidding、德邦研究所

國產(chǎn)化率偏低的設備種類有：

CMP設備（41%），國內涉足企業(yè)有華海清科（上市）、爍科精微等。其中華海清科已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的12英寸CMP設備，目前是公司最主要的收入來源，公司Universal-300系列有多款產(chǎn)品，技術水平已突破至14nm邏輯芯片、128層3D NAND、1X/1Ynm DRAM存儲芯片節(jié)點，基本滿足國內各類型產(chǎn)線最高技術節(jié)點，近年持續(xù)快速放量。

薄膜沉積設備（36%），國內涉足企業(yè)有北方華創(chuàng)（上市）、拓荊科技（上市）、中微公司（上市）、嘉芯迦能、江蘇旭宇騰等。但從全球市場份額來看，薄膜沉積設備行業(yè)主要由應用材料、泛林半導體、東京電子、ASM公司主導。

國內廠商差異化競爭，北方華創(chuàng)薄膜沉積產(chǎn)品線較為全面，具備PVD、CVD、ALD產(chǎn)品供應能力，在PVD設備領域競爭優(yōu)勢顯著，國內產(chǎn)線導入的國產(chǎn)PVD設備基本均出自北方華創(chuàng)。拓荊科技、中微公司尚不具備PVD產(chǎn)品供應能力。中微公司主要為MOCVD設備，應用于LED、miniLED化合物半導體。拓荊科技引領PECVD國產(chǎn)化，北方華創(chuàng)也有PECVD產(chǎn)品，但目前主要應用于光伏/LED/功率器件/MEMS領域，拓荊科技也是國內唯一一家產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn) SACVD設備的廠商，而北方華創(chuàng)CVD產(chǎn)品除PECVD外主要為LPCVD、APCVD。ALD產(chǎn)品方面，拓荊科技與北方華創(chuàng)產(chǎn)品應用工藝有所差異（拓荊科技ALD應用于SADP工藝、STI表面薄膜；北方華創(chuàng)ALD應用于HKMG工藝）。

量測設備（27%），國內涉足企業(yè)主要有：中科飛測、精測半導體、上海微電子、上海睿勵等。中科飛測產(chǎn)品主要包括無圖形晶圓缺陷檢測設備系列、圖形晶圓缺陷檢測設備系列、三維形貌測量設備系列和薄膜膜厚量測設備系列等產(chǎn)品，已應用于國內28nm及以上制程的集成電路制造產(chǎn)線。上海精測半導體前道檢測設備領域，以橢圓偏振技術為核心開發(fā)了適用于半導體工業(yè)應用的膜厚測量以及光學關鍵尺寸量測系統(tǒng)的產(chǎn)品。中微公司旗下上海睿勵致力于集成電路生產(chǎn)前道工藝檢測領域設備研發(fā)和生產(chǎn)，產(chǎn)品主要為光學膜厚測量設備和光學缺陷檢測設備，以及硅片厚度及翹曲測量設備等。

值得一提的是，無論中國市場還是全球市場，海外廠商科磊半導體都是一枝獨大，全口徑數(shù)據(jù)預計市占率均超過50%。

數(shù)源：chinabidding、德邦研究所

國產(chǎn)化率極低的設備種類有：

熱處理設備（26%），目前還是由東京電子、應用材料、ASMI等海外主導，國內涉足企業(yè)主要有：北方華創(chuàng)（上市）、屹唐半導體、嘉芯閎揚等。北方華創(chuàng)的12英寸立式氧化爐設備陸續(xù)通過了90/65/45/28nm技術代集成電路生產(chǎn)線的工藝驗證，技術快速追趕海外。據(jù)長江證券數(shù)據(jù)，北方華創(chuàng)在長江存儲中標的氧化擴散類設備為80臺，中標率高達56.74%，超過海外龍頭東京電子、應用材料等公司；由于華虹集團工藝面更廣，對熱處理設備類型的需求量更多，因此北方華創(chuàng)設備中標率低于東京電子、應用材料兩家海外龍頭企業(yè)，中標率為11.43%。

涂膠顯影設備（24%），東京電子處于壟斷地位，國內企業(yè)芯源微（上市）涉足，芯源微生產(chǎn)的涂膠顯影設備僅使用在LED芯片制造及集成電路制造后道先進封裝等環(huán)節(jié)，作為國內廠商主流機型已在國內一線大廠廣泛應用，通過多年技術積累，成功突破了包括凸點封裝工藝相關的超厚光刻膠膜的涂覆、顯影、單片濕法多工藝藥液同腔分層刻蝕以及193nm（ArF）光刻工藝超薄膠膜均勻涂敷、精細化顯影、精密溫控熱處理等在內的多項核心關鍵技術，開發(fā)出國產(chǎn)涂膠顯影設備并實現(xiàn)量產(chǎn)，成功打破國外廠商壟斷。

離子注入機（6%），由于技術壁壘較高，將高壓離子轟擊把雜質引入硅片，雜質與硅片發(fā)生原子級高能碰撞后才能被注入，基本由應用材料和Axcelis Technology壟斷，國產(chǎn)化率非常低。在德邦的統(tǒng)計數(shù)據(jù)中，離子注入機行業(yè)，浙江露語尓和爍科中科信分別占比4%、2%，其中爍科中科信，源于中國電科第48所，目前已擁有中束流離子注入機、低能大束流離子注入機、高能離子注入機和定制離子注入機四種產(chǎn)品，2023年一季度實現(xiàn)交付碳化硅離子注入機12臺。另外，萬業(yè)企業(yè)旗下的凱世通也涉足離子注入機，產(chǎn)品應用于光伏太陽能電池，新型平板顯示和半導體集成電路領域。

數(shù)源：chinabidding、德邦研究所

光刻機（0%），由ASML、日本尼康和佳能三家絕對壟斷，其中ASML更是全球絕對龍頭，市占率近80%，幾乎壟斷了EUV光刻機市場。國內據(jù)悉上海微電子是唯一的希望，目前光刻機產(chǎn)品有90nm的SSA600/20、110nm的SSC600/10以及280nm的SSB600/10。

后道工藝設備

傳統(tǒng)封測（后道）工藝可以大致分為背面減薄、晶圓切割、貼片、引線鍵合、模塑、電鍍、切筋成型和終測等8個主要步驟。涉及設備主要：劃片機、貼片機、引線鍵合機、測試機、探針臺、分選機等。

根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，2021年全球半導體設備銷售額為1026億美元，其中后道封裝及測試設備分別為72億美元、78億美元，占比7.0%和7.6%。引線鍵合機、貼片機、切割機在封裝設備市場占比合計64%。另外，測試機在測試設備市場規(guī)模占比高達63%。

數(shù)源：SEMI，中銀國際證券

封裝設備國產(chǎn)化率不超過5%。盡管與前道制造相比，后道封裝技術難度較低，對工藝環(huán)境、設備和材料的要求遠低于晶圓制造，但由于前些年產(chǎn)業(yè)政策向晶圓廠、封測廠、晶圓制程設備等傾斜，而封裝設備和中高端測試設備缺乏產(chǎn)業(yè)政策培育，所以國內封裝設備自給率同樣很低。封裝設備國產(chǎn)化率不超過5%，顯著低于晶圓制程設備10%-15%的國產(chǎn)化率。

全球設備市場基本由ASMPT、K&S、Besi、Disco等海外廠商壟斷，其中K&S在引線鍵合設備方面全球領先占據(jù)60%市場份額，ASMPT、Besi壟斷固晶機市場，Disco壟斷全球2/3以上的劃片機和減薄機市場，行業(yè)競爭格局高度集中。

國內廠商華海清科、中電科45所、方達研磨、蘭新高科涉足晶圓減薄機；沈陽和研科技、中電科45所、光力科技（上市）、匯盛機械涉足劃片機；華封科技、艾克瑞思、普萊信、新益昌（上市）涉足固晶機；中電科45所、創(chuàng)世杰、深圳翠濤、成都宇芯涉足引線鍵合設備。盡管國內廠商涉足封測各環(huán)節(jié)設備，但市場份額均很低。

國內中高端測試設備主要依賴進口。目前精測電子（上市）、長川科技（上市）、華峰測控（上市）、冠中集創(chuàng)、金海通（上市）等實現(xiàn)部分測試設備或分選機的國產(chǎn)化突破，但主要聚焦在國內較為成熟的功率和模擬器件測試設備等領域，而SOC和Memory芯片測試設備仍主要依賴于泰瑞達和愛德萬等進口品牌。

數(shù)源：各公司官網(wǎng)、華泰研究