中芯國際創始人張汝京對我國集成電路產業曾有過這樣的點評，“我國半導體產業發展最薄弱的環節就是材料和設備，但這也意味著市場機遇。”經過長期發展，我國企業在半導體應用、封裝測試領域已發展到全球領先，擁有了完整的終端產業鏈，但在產業鏈前端環節非常薄弱。關于材料以及封裝 ，小編在前文都有提及，感興趣的朋友可以去看一下。這一篇文章，我們將著重來說半導體設備。

半導體設備是半導體產業最為重要的一環，是生產部門不可或缺的生產資料。從半導體產業鏈中可以看出，無論是上游設計制造，還是下游封裝測試，幾乎每一個產業環節都需要相關設備的投入。半導體設備主要應用于IC制造（前端設備）、IC封測（后道設備）兩大領域。

其中，IC制造設備又包括晶圓制造設備和晶圓加工設備。其中晶圓制造設備主要由硅片廠（如SUMCO、金瑞泓、上海新昇）進行采購，最終產品為硅片；晶圓加工設備主要由代工廠（Foundry，如臺積電、中芯國際、上海長虹）或IDM企業（如Intel、Samsung）進行采購，最終產品為芯片；IC封測設備通常由專門的封測廠（如日月光、Amkor、長電科技）進行采購，包括揀選、測試、貼片、鍵合等多個環節。

半導體設備格局一覽

據Gartner統計，全球規模以上晶圓制造設備商共計58家，其中日本的企業最多，達到 21 家，占36％，其次是歐洲13家、北美10家、韓國7家，而中國大陸僅4家，分別是上海盛美、上海中微、Mattson（亦莊國投收購）和北方華創，占比不到7％。

從半導體設備需求端來看，近幾年銷售額前三大地區分別是韓國、中國臺灣和大陸。從半導體設備銷售額情況看，從2014 年開始，北美半導體設備投資逐年減少，日本基本維持穩定，整個半導體制造的產能轉移到了韓國、中國臺灣和大陸三地。另外，從這三個地區市場份額占比來看，中國大陸買家買下了全球 15％的半導體設備，市場份額提升了近一倍，且一直處于穩步上升的狀態。

圖：2017全球半導體設備市場規模（單位：十億美元）

從供給側來看，半導體設備是一個高度壟斷的市場。根據各細分設備市場占有率統計數據，在光刻機、PVD、刻蝕機、氧化／擴散設備上，前三家設備商的總市占率都達 90％以上，而且行業龍頭都能占據一半左右的市場，所以，要想在半導體裝備市場中分一杯羹，就必須在細分領域能夠做到全球前三。

美國處于領先地位

來自SEMI的最新數據顯示，北美半導體設備制造商3月出貨金額為24．2億美元，比2月微增0．4％，年增16．7％，創17年來新高。這主要得益于近兩年內存及晶圓代工投資持續帶動。

美國半導體設備的發展起源于二戰后期，由于軍用計算機的帶動，造就了最初的半導體產業，在之后的二三十年中，美國半導體產業穩步發展，奠定了其半導體設備行業的堅實基礎。

來自北美的設備商主要包括：應用材料，泰瑞達、Axcelis Technologies，KLA－Tencor，Lam Research，Kulicke ＆ Soffa、Nanometrics，Rave，Rudolph Technologies，Ultratech，Ushio等。

雖然在所有半導體設備廠商和市場中，美國跟隨在日本和歐洲之后，處于第三的位置。但就晶圓處理設備而言，其實力非常強勁，在全球晶圓處理設備供應商前5名中，美國就占據了3席，分別是排名第一的應用材料（AMAT），市占率19％左右；第二的Lam Research，市占率13％左右；以及排名第5的KLA－Tencor，市占率6％左右。

具體而言，晶圓處理設備中，幾個主要工序的設備也都基本處于行業龍頭的高度壟斷之中。其中，在PVD領域，應用材料公司占據了近 85％的市場份額，CVD占30％；刻蝕設備方面，Lam Research最多，市占率達53％，而KLA－Tencor在半導體光學檢測領域，全球市占居冠。在各個領域中，前三大巨頭的市場份額相加均超過70％，整個市場呈現強者恒強、高度壟斷的狀態。

應用材料可以說是全球最大的半導體設備公司了，產品橫跨CVD、 PVD、刻蝕、CMP、RTP等除光刻機外的幾乎所有半導體設備。應用材料2017財年營收為145．3億美元，其中，半導體設備收入95．2億美元。

半導體設備行業技術壁壘非常高，隨著制程越來越先進，對半導體設備的性能和穩定性提出了越來越高的要求，需要投入大量的研發資金。應用材料公司一直保持著在研發上的高投入，其30％的員工為專業研發人員，擁有近12000 項專利，平均每天申請4個以上的新專利。正是這種持續的高研發投入，促成了應用材料的內部創新，構成了較高的技術壁壘，使其自1992年以來一直保持著世界最大半導體設備公司的地位。

中國市場現狀

據Semi預測，2018年中國的設備銷售增長率將創新高，為49．3％，達到113億美元，中國大陸將緊隨韓國，成為世界第二大半導體設備需求市場。

圖：中國大陸半導體設備市場規模（單位：十億美元）

2017～2020年，中國大陸將有26座新晶圓廠投產，成為全球新建晶圓廠最積極的地區，整個投資計劃占全球新建晶圓廠高達 42％，成為全球新建投資最大的地區。目前，中國12英寸晶圓廠共有22座，其中在建11座，規劃中1座；8英寸晶圓廠18座，其中在建5座。

在這樣大興土木的行業背景下，對半導體設備的需求和投資必然巨大。粗略計算，已經公布的半導體產線投資金額將超過1000億美元。按照行業規律，在總投資中80％用于設備投資，從而可計算出設備投資額為800 億美元。

在晶圓廠設備構成中，光刻機占比最大，占39％，其次是沉積設備，占比為 24％，刻蝕設備第三，占比為14％，材料制備占比8％，表面處理設備和安裝設備分別占比2％，其他設備占比11％。

據此，可以計算出，2017－2019年國內集成電路光刻設備市場空間為312億美元，沉積設備市場空間為192億美元，刻蝕設備市場空間為112億美元，材料制備設備市場空間為64億美元。

我國與先進國際水平相比仍然存在較大差距
未來幾年，我國對半導體設備的需求量巨大。中國半導體設備企業雖然在近年內呈現出了高增長態勢，但是畢竟發展時間有限，與美、日等國家比起來還是存在明顯差距。

2008 年之前我國半導體設備基本全靠進口，因此國家設立了國家科技重大專項——極大規模集成電路制造裝備及成套工藝科技項目（簡稱 02專項）研發國產化設備。但是，由于設備制造對技術和資金需求要求比較高，只有北方華創、中微半導體、上海微電子等少數重點企業能夠承擔 02專項研發工作，整個行業集中度相對較高。

雖然在02專項的支持下，我國半導體設備實現了從無到有，但相比國內龐大的市場規模而言，自給率不足15％。

即使在發展水平相對較高的 IC 封裝測試領域，我國與先進國際水平相比仍然存在較大差距。尤其是單晶爐、氧化爐、 CVD 設備、磁控濺射鍍膜設備、 CMP 設備、光刻機、涂布／顯影設備、 ICP 等離子體刻蝕系統、探針臺等設備市場幾乎被國外企業所占據。

我國本土半導體設備企業不算少，但總體不強，銷售額占比在國內市場還不足15％，在國際市場幾乎為 0。究其原因，還是技術上的落后。

目前，國產半導體設備處于局部有所突破，但整體較為落后的狀態。尤其與國際半導體設備巨頭應用材料、 ASML、LAM Research、KLA－Tencor等相比，國產半導體設備公司的實力仍然偏弱，絕大部分企業無法達到國際上已經實現量產的10nm工藝，部分企業突破到28nm或14nm工藝，但在使用的穩定性上與國際巨頭差距較大，較難大批量進入量產線，也較難進入國際代工巨頭的生產線。

雖然我國整體上與國際領先水平存在一定的差距，但也不乏表現相對突出的設備企業，如設備制造龍頭北方華創、在刻蝕機領域做出突破的中微半導體、封測領域龍頭長川科技、從事高純工藝系統的至純科技以及國內單晶生長設備稀缺標的晶盛機電等。

國內半導體知名廠商

北方華創

作為國內上市設備公司龍頭，涉及半導體設備、真空設備、鋰電設備和電子元器件等四大類產品，半導體設備覆蓋等離子刻蝕設備、PVD、CVD、氧化爐等生產線核心設備。北方華創的28nm PVD設備已中芯國際生產線投入使用，在14nm制程的刻蝕、退火和CVD的設備也已進入工藝驗證階段，深度受益建廠潮。

中微半導體

于2004年由尹志堯博士代領的海歸人才創辦，尹志堯博士曾在美國應用材料公司任職13年，專注于等離子體刻蝕設備的研發。中微是國內技術最領先的高端芯片設備企業，也是國家大基金成立后投資的首個企業。其推出的芯片介質刻蝕設備已打入全球頂級企業臺積電的7nm、10nm量產線，并占據了中芯國際50％以上的新增采購額。2015年，美國商務部更因中微作提供的“有相當數量和同等質量”的刻蝕機產品，取消對華出口刻蝕設備的限制。公司未來將有望達成跳躍式增長，并有朝一日成長為國內半導體產業發展的一把利劍。

長川科技

始終專注于半導體檢測設備領域，主要產品包括檢測機和分選機，主要客戶包括華天科技、長電科技、士蘭微等封測與制造企業，并受到國家大基金入股，封測設備龍頭地位得到認可。公司已經掌握了高精度電壓電流源控制測量技術、大電流電源高能脈沖控制與測試技術等核心技術，擁有著能與歐美抗衡的技術水平。公司2017年營收1．80億，同比增長44．86％，歸母凈利潤5，096萬，同比增長23．05％，且具有資本平臺價值，值得重點關注。

盛美半導體

最初成立于美國硅谷的盛美半導體，在2007年引進國內落地張江，主要生產清洗設備、鍍銅設備等產品，其掌握的超聲波清洗技術克服了芯片制程發展所帶來的工藝困難，產品進入了中芯國際、韓國海力士等知名半導體制造廠商，并獲得了“02專項”的扶持。盛美于當地時間2017年11月3日在納斯達克IPO上市，成為國產設備進軍海外市場的一員。

沈陽拓荊

成立于2010年，是由海外技術專家于2010年4月組建的高新技術企業，致力于研究和生產世界領先的極大規模集成電路行業專用薄膜設備，公司已形成12英寸PECVD、ALD、3D NAND三大系列產品，并且先后兩次承擔國家科技重大專項，獲得國家大基金大力支持。2013年，公司12英寸PECVD通過中芯國際產品線測試，2017年10月，拓荊設備在北京中芯國際量產突破百萬MOVE。公司產業化生產基地基地最大產能可達350套設備，年產值約50億元。

國際知名廠商

一、應用材料

按維基百科，應用材料公司是全球最大的半導體設備和服務供應商。應用材料公司創建于1967年，公司總部位于美國加利福尼亞州圣克拉拉。應用材料公司1984年進入中國，目前在上海，北京，天津，蘇州，無錫等地有辦事處或倉庫，在西安設有太陽能開發中心。

應用材料公司的主要產品為芯片制造相關類產品，例如原子層沉積，物理氣相沉積，化學氣相沉積，電鍍，侵蝕，離子注入，快速熱處理，化學機械拋光，測量學和硅片檢測等。應用材料公司每年的研究經費達到約10億美元。

二、ASML

阿斯麥公司（臺譯：艾司摩爾控股公司）ASML Holding NV（NASDAQ：ASML、Euronext：ASML）創立于1984年，前稱ASM Lithography Holding N．V．，于2001年改為現用名，是一家半導體設備設計、制造及銷售公司。

公司主要從事半導體設備的設計、制造及銷售，ASML公司主要專精于晶片制造微縮影設備之設計制造與整合，積體電路生產流程中，其關鍵的制程技術則是微縮影（lithography）技術將電路圖影像投射在晶片上之曝光。業務范圍遍及全球，生產與研發單位則分別位于美國康乃狄克州、加州，臺灣以及荷蘭。

阿斯麥公司在世界14個國家和地區有50個子公司和生產據點，主要產品是用來生產大規模集成電路的核心設備光刻機，在世界同類產品中有90％的市占率。

三、Tokyo Electron

東京電子 （ Tokyo Electron ，8035．JP）成立于1963年，為全球第三大半導體設備生產商，提供給半導體與平面顯示器產業。

半導體生產設備，包括涂布機、電漿蝕刻系統、熱加工系統、單晶片沉積系統、清洗系統，用于晶圓生產流程，還提供晶圓探針系統。平板顯示器生產設備，包括平面顯示鍍膜機、平面電漿蝕刻，及電漿體化學氣相沉積系統用于薄膜矽太陽能電池。

四、Lam Research

Lam Research Corporation成立于1980年，總部位于美國加州，是一家向全球半導體產業提供晶圓制造設備和服務的供應商。

公司主要設計、制造、行銷、維修及服務使用于積體電路制造的半導體處理設備，此外，還提供單晶圓清潔技術的多樣組合。

五、KLA－Tencor

科磊半導體（或：科天半導體、美商科磊股份有限公司）KLA－Tencor Corporation（NASDAQ：KLAC）創立于1975年，總部位于美國加州米爾皮塔斯，全職雇員5，880人，是全球前十大IC設備生產廠商，擁有晶圓檢測與光罩檢測系統。

KLA－Tencor Corporation是一家從事半導體及相關納米電子產業的設計、制造及行銷制程控制和良率管理解決方案商，其產品包括晶片制造、晶圓制造、光罩制造、互補式金屬氧化物半導體（CMOS）和圖像感應器制造、太陽能制造、LED制造，資料儲存媒體／讀寫頭制造、微電子機械系統制造及通用／實驗室應用等。

此外，科磊半導體公司還提供翻新的KLA－Tencor工具，連同其KT認證計畫予客戶制造更大的設計規則裝置及產品支援服務。公司產品應用于許多其他行業，包括LED，資料儲存和太陽能等產業，以及一般材料的研究。

六、DNS（Dainippon Screen，迪恩仕）

SCREEN 集團專職研究開發各項半導體設備、液晶生產設備及專業級印刷設備，其集團公司包含全世界共有數十個服務據點，足跡遍及臺灣、日本、美國、歐洲、中國大陸、韓國、新加坡等地。

迪恩仕總部位于日本。從印前、印刷及相關設備到電子產業，迪恩士已在各個領域擴大了其業務范圍。 在“發展思路”的公司的原則指導下，以核心圖像處理技術為杠桿，不斷努力開創著新的業務和產品。

迪恩仕現在正在發展和生產印刷領域及世界領先的高科技領域的印刷技術數字化設備，如電子領域的半導體制造設備，FPDs （平板顯示器）和印刷電路板。

迪恩仕科技提供各領域之半導體晶圓設備，包含洗凈、蝕刻、顯影／涂布等制程用途，其中洗凈設備于半導體業界具有極高之市占率，同時隨著半導體制程技術進步不斷推陳出新設備產品。

七、Advantest

ADVANTEST公司1954年成立于日本東京，主要從事大規模集成電路自動測試設備及電子測量儀器的研發、制造、銷售和服務。

半個多世紀以來，公司憑借其優秀的經營理念和尖端的技術，已成為全球最大的集成電力自動測試設備供應商之一，并在美國、歐洲、亞洲成立了多個子公司，就近向半導體行業提供完善的整體解決方案，及一流的售后服務。

ADVANTEST公司的產品主要分為集成電路自動測試設備和電子測量儀器兩大部分。集成電路自動測試設備的產品包裹SoC測試系統、Memory測試系統、混合信號測試系統、LCD Driver測試系統、動態機械手等； 電子測量儀器產品則包括頻譜分析儀、網絡分析儀等。近二十年來，作為半導體測試設備行業的領軍企業，ADVANTEST公司的產品銷售額和市場占有率在全球同行業中的排名一直數一數二，并在近幾年ATE測試設備的市場份額最新排名中依然榮居榜首。

八、Teradyne

美商泰瑞達Teradyne， Inc．（NYSE：TER）創立于1960年，總部位于美國馬薩諸塞州North Reading，全職雇員3，900人，是一家生產電子與通訊產品所需的自動化測試器材與相關軟件的自動測試設備公司。

美商泰瑞達（Teradyne）是一家自動測試機臺的制造商（Automatic Test Equipment，ATE），產品包括半導體測試系統、電路板與電話線與網路所需的軟件，2005年，泰瑞達公司在系統整合芯片的元件測試市場中，市占率最高。

國內外知名企業如Motorola， Philips Semiconductor， Texas Instrument， Cisco， 3Com，中芯國際，ChipPac， 華為，貝嶺等皆為公司客戶。

九、Hitachi High－Technologies

日立全球先端科技（HHT，8036．JP）為全球半導體設備大廠。主要產品包括半導體設備、電子顯微鏡、液晶面板相關設備，FPD設備包括包括Array、Cell、Module、彩色濾光片之制程設備，包含玻璃基板表面檢查設備、曝光機、濕制程設備．．等及醫療分析設備。

公司還提供鋼制品、非鐵金屬產品、綜合性樹脂產品、光通訊材料、石油化學產品等工業材料。

十、尼康

Nikon （7731．JP）成立于1917年，是總部設在日本東京，主要分四個事業領域，分別精密設備公司、映像公司、儀器公司及其他（包括CMP裝置事業、測量機事業、望遠鏡事業等）。

精密設備事業部是提供積體電路曝光機和掃描儀，用于在大規模積體電路制造；影像產品事業部提供的數位相機、膠卷相機及零件，包括可互換鏡頭、閃光燈、膠片掃描儀等；儀器事業部提供顯微鏡、測量儀器、半導體檢測設備。 其他還有提供運動光學產品，如望遠鏡、單筒／雙筒望遠鏡、雷射測距儀等。