來源：未來智庫

一、關(guān)鍵制程設(shè)備本土均有突破，晶圓產(chǎn)線建設(shè)驅(qū)動國產(chǎn)替代

1.1 本土晶圓制造環(huán)節(jié)能力逐步提升，大力布局存儲/代工/特色工藝等領(lǐng)域 

芯片制造能力是實(shí)現(xiàn)國家集成電路乃至信息產(chǎn)業(yè)自主可控的關(guān)鍵，晶圓制造和封測，以及上游配套的 設(shè)備與材料是基礎(chǔ)。目前國家集成電路產(chǎn)業(yè)基金一期撬動各地方政府總投資約 5000 億元，支持集成電路 各環(huán)節(jié)發(fā)展，其中晶圓制造和封測產(chǎn)線是重點(diǎn)，而二期也已正式開始，預(yù)計(jì)帶動萬億資本，屆時存儲、先 進(jìn)制程等晶圓線將繼續(xù)重點(diǎn)投入，此外將加大設(shè)備材料環(huán)節(jié)扶持力度。根據(jù)現(xiàn)有規(guī)劃，2017-2020 年全球 新建晶圓線中約 45%位于中國大陸，與晶圓制造相配套的上下游環(huán)節(jié)，本土廠商將迎來替代與發(fā)展良機(jī)。

晶圓代工產(chǎn)能方面，2017 年全球代工營收約 623 億美金，中芯國際、華虹半導(dǎo)體等本土晶圓代工企 業(yè)營收約 50 億美金，全球代工產(chǎn)值占比約 8%，代工份額提升空間巨大。隨著新建產(chǎn)線產(chǎn)能釋放，未來三 年大陸晶圓制造產(chǎn)能將迅速提升，大陸本土公司晶圓制造產(chǎn)值有望增至 2022 年的 145 億美金，復(fù)合增速 高達(dá) 20%，高于同期大陸 IC 制造總產(chǎn)值（涵蓋非本土廠商）的 13%復(fù)合增速。

晶圓制程方面，本土代工在 45nm/40nm 以上成熟制程已具備實(shí)力，28nm 以下的先進(jìn)制程正努力縮 小差距。中芯國際的 28nm 制程 17Q4 量產(chǎn)，14nm 在 2019Q3 量產(chǎn)，12nm 開始客戶導(dǎo)入。華力微 19 年底 突破 28nm HKC+工藝，2020 年將量產(chǎn) 14nm。就 14 納米而言，中芯國際與臺積電/三星/GF 差距逐漸縮小。在先進(jìn)制程上，目前臺積電 7nm 芯片占營收 35%，而 5nm 預(yù)計(jì)在 2020 年達(dá)到 10%，三星 7nm 已在 19Q4 量產(chǎn)，5nm 預(yù)計(jì)今年量產(chǎn)；綜合考慮市場需求與性價比，GF 與聯(lián)電放棄 10nm 以下，專攻 14nm/12nm 制 程。中芯等國內(nèi)代工企業(yè)在 28nm 及以上制程技術(shù)較成熟，有望爭奪市場份額，14nm 制程有望逐漸上量。

28 納米屬于單位邏輯閘成本最低的技術(shù)節(jié)點(diǎn)，長周期制程屬性明顯，17 年單是 28nm 制程全球規(guī)模約 110 億美金，28nm 及以上規(guī)模占比 76%，市場空間約 470 億美金，國內(nèi)廠商在 28nm 及以上制程發(fā)展?jié)摿?巨大。而 14nm 制程主要用于中高端 AP/SoC、GPU、礦機(jī) ASIC、FPGA、汽車 IC 等，市場規(guī)模稍高于 28nm， 但整體競爭不激烈。中短期看，中芯國際、華力微等在 28nm 及以上制程具備競爭力，有望與 GF 和聯(lián)電 競爭。中芯國際 19Q4 營收 28nm 占比約 5%，40/45nm 約 16%，55/65nm 約 31%，0.15/0.18um 占比 35%。14nm 首次貢獻(xiàn)營收，占比約 1%，28nm 和 14nm 營收占比提升空間較大。隨著 28nm 制程逐漸成熟，28nm 及以上能滿足大部分 IC 產(chǎn)品制程需求，是國內(nèi)代工企業(yè)主戰(zhàn)場，而 14nm 技術(shù)突破后也將逐漸量產(chǎn)出貨。

根據(jù)規(guī)劃中國地區(qū)新增 Fab 線合計(jì)投資約 1.3 萬億元，滿產(chǎn)后產(chǎn)能超 200 萬片/月，較目前產(chǎn)能提升 3 倍以上。2018-2021 年是大陸產(chǎn)線投入與產(chǎn)能爬坡的密集期，2020 年將迎來諸多晶圓新線建設(shè)，包括新項(xiàng) 目落地，以及已有項(xiàng)目的二期建設(shè)或擴(kuò)產(chǎn)開工，本土半導(dǎo)體資本開支持續(xù)維持高位。

存儲是新線重點(diǎn)，投資占比高達(dá) 65%，其中本土存儲占比 48%（紫光/長江存儲/合肥睿力/福建晉華）， 非本土（Intel/三星/海力士）為 17%。而中芯/華力微/芯恩/粵芯等本土代工投資占比為 17%，臺積電/聯(lián)電/GF 等非本土代工占比 11%，剩余 7%為士蘭微、華潤微、積塔等功率器件/特色工藝等。其中 96%為 12 寸 線建設(shè)，功率器件等相關(guān)的 8 寸線占比僅 4%。規(guī)劃涉及設(shè)備投資總額約 8800 億元，根據(jù)建設(shè)進(jìn)度預(yù)計(jì)設(shè) 備訂單釋放時間，對應(yīng) 2017-2021 年每年半導(dǎo)體設(shè)備需求約 769、1551、1504、1719、1427 億元。

1.2 半導(dǎo)體設(shè)備亟需國產(chǎn)化率提升，晶圓產(chǎn)線建設(shè)驅(qū)動本土配套機(jī)遇 

設(shè)備屬于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上游，一般需要提前 1 年下單訂貨，是未來晶圓制造產(chǎn)能供給先行指標(biāo)。隨著 制程往先進(jìn)演進(jìn)，對設(shè)備性能和穩(wěn)定性要求提升，具備高壁壘、高毛利率、驗(yàn)證周期長等特點(diǎn)。芯片制造 過程包括，硅片制造、晶圓制造、封裝檢測等不同環(huán)節(jié)，對應(yīng)設(shè)備為硅片制造設(shè)備（長晶、研磨、拋光）、 晶圓前道設(shè)備（光刻、涂膠顯影、刻蝕、PVD/CVD、氧化擴(kuò)散熱處理、離子注入、CMP、清洗、過程控制）、 晶圓后道設(shè)備（焊線機(jī)、分選機(jī)、探針臺、劃片機(jī)）、輔助設(shè)備（搬運(yùn)倉儲、氣體純凈系統(tǒng)）等。

2019年全球半導(dǎo)體設(shè)備市場約576億美金，大陸地區(qū)約130億美金，占比約22.4%， 高于韓國的 18%。2019 年泛半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)率約 16%，IC 設(shè)備國產(chǎn)化率約 5%，其中大陸進(jìn)口半導(dǎo)體設(shè)備 中，金額占比最高的為鍍膜設(shè)備，占比 32%（化學(xué)氣相沉積 23%+物理氣相沉積 9%），其次是刻蝕設(shè)備 18%， 其次是引線鍵合機(jī) 12%，剩下氧化擴(kuò)散爐、光刻機(jī)、離子注入機(jī)、化學(xué)拋光機(jī)等設(shè)備占比約 10%、9%、4%、 4%。鍍膜與刻蝕兩環(huán)節(jié)設(shè)備合計(jì)約 50%，是國產(chǎn)替代的主力領(lǐng)域，相關(guān)公司有望從中受益。

國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)技術(shù)逐漸成熟，加上近年來本土晶圓產(chǎn)線建設(shè)力度加大，各環(huán)節(jié)設(shè)備企業(yè)迎來高 速成長。北方華創(chuàng)、中微公司、至純科技、長川科技、精測電子、晶盛機(jī)電、華興源創(chuàng)、盛美半導(dǎo)體、屹 唐等半導(dǎo)體設(shè)備公司，2016-2019 年?duì)I收復(fù)合增速基本超 30%。未來三年是大陸多條晶圓線新建時期，年 均設(shè)備需求在千億元。中長期看，到 2021 年，大陸半導(dǎo)體設(shè)備需求全球占比有望達(dá) 25%，超過韓國和中國臺灣的 22%，成為全球最大需求地區(qū)，國內(nèi)設(shè)備廠商有望在部分環(huán)節(jié)迎來本土替代機(jī)會。

從晶圓線投資額細(xì)分看，半導(dǎo)體設(shè)備投資占產(chǎn)線總投資的 75%-80%。而設(shè)備投資中，晶圓制造環(huán)節(jié)占 比約 80%，封裝環(huán)節(jié)占比約 6%，測試環(huán)節(jié)占比約 9%。晶圓制造相關(guān)設(shè)備中，光刻/鍍膜/刻蝕等環(huán)節(jié)占比 較高，分別為 24%、20%、16%，而離子注入、工藝檢測、晶圓加工其他占比為 4%、8%、8%?？紤]市場空 間及技術(shù)成熟度，刻蝕/鍍膜環(huán)節(jié)國內(nèi)廠商替代潛力較大，國內(nèi)刻蝕設(shè)備龍頭、中微公司有望份額提升。 

隨著大陸晶圓產(chǎn)線建設(shè)，本土晶圓代工產(chǎn)能有望提升 3 倍，大陸晶圓制造商的市占率攀升，最終將帶 動本土上游配套的設(shè)備企業(yè)“共生增長”。以日本為例，統(tǒng)計(jì)制造業(yè)和設(shè)備業(yè)兩者市場份額變化，兩者的相 關(guān)性非常高。隨著日本制造企業(yè)在全球產(chǎn)業(yè)鏈崛起，日本設(shè)備企業(yè)由于本土化優(yōu)勢，享受配套機(jī)遇。大陸 本土設(shè)備廠商也有望復(fù)制同等上升路徑。

我們統(tǒng)計(jì)了 2017-2021 年大陸規(guī)劃建設(shè)的晶圓線，結(jié)合產(chǎn)線各自投產(chǎn)進(jìn)度及各環(huán)節(jié)設(shè)備投資占比，測 算本土產(chǎn)線新建帶來的半導(dǎo)體設(shè)備總需求空間。（僅考慮目前已披露的產(chǎn)線計(jì)劃） 

晶圓制造環(huán)節(jié)一：光刻環(huán)節(jié)的光刻機(jī)、電子束曝光、涂膠顯影、去膠設(shè)備的空間增量為 1276 億/63 億 /314 億/49 億元；刻蝕設(shè)備中介質(zhì)刻蝕、硅刻蝕、金屬刻蝕、化合物半導(dǎo)體刻蝕、電子束刻蝕對應(yīng)增量為 535 億/513 億/45 億/11 億/11 億；鍍膜設(shè)備中的 PVD、ALD、CVD/LPCVD、PECVD、VPE 對應(yīng)的空間為 287 億/85 億/287 億/278 億/123 億。

晶圓制造環(huán)節(jié)二：離子注入設(shè)備中高電流注入、中等強(qiáng)度離子注入、高能量離子注入的空間為 156 億 /89 億/34 億元；晶圓檢測設(shè)備中的光學(xué)圖形化晶圓檢測、光罩檢測、缺陷檢測與分類、關(guān)鍵尺寸檢測的對 應(yīng)增量為 167 億/78 億/39 億/50 億元；清洗設(shè)備中噴淋式清洗臺、自動清洗臺的增量為 381 億/102 億元。

封測環(huán)節(jié)：封裝設(shè)備焊線機(jī)、粘片機(jī)、光刻/SOD/塑封、劃片機(jī)、貼片機(jī)、封裝切割機(jī)空間為 130 億 /50 億/54 億/38 億/25 億/25 億元；測試設(shè)備探針臺、分選機(jī)、SOC 測試機(jī)空間為 102 億/110 億/282 億元。

目前國內(nèi)設(shè)備廠商 28nm 產(chǎn)線設(shè)備批量供應(yīng)，14nm 逐步客戶驗(yàn)證。北方華創(chuàng)的 28nm 刻蝕機(jī)落戶中 芯和華力微；28nm PVD 被中芯北京廠指定為 28nm 制程 Baseline 機(jī)臺、AI Pad PVD 被用于武漢新芯 NAND 產(chǎn)線關(guān)鍵制程環(huán)節(jié)；12 英寸單片清洗機(jī)、氧化爐、單片退火設(shè)備等均已進(jìn)駐中芯 28nm 生產(chǎn)線；14nm 等 離子硅刻蝕機(jī)、單片退火系統(tǒng)、LPCVD 已成功進(jìn)入主流代工廠；多款 10nm 設(shè)備處于研發(fā)中。中微 16nm 介質(zhì)刻蝕機(jī)已在諸多產(chǎn)線上運(yùn)行，是唯一進(jìn)入臺積電7nm/5nm制程蝕刻設(shè)備名單的大陸設(shè)備商，此外1Xnm 的 DRAM 和 128 層以上的 3D NAND 芯片等 ICP 刻蝕設(shè)備也正在研發(fā)。目前國內(nèi)代工廠 14nm 工藝已逐步量 產(chǎn)，后期有望逐漸加大國產(chǎn)設(shè)備比例?？春脟a(chǎn)設(shè)備在長周期節(jié)點(diǎn)屬性的 28nm 產(chǎn)線份額提升，中芯國際/華力微 14nm 制程能力已經(jīng)具備，有望逐漸上量產(chǎn)能，提前布局 14nm 的設(shè)備商有望占據(jù)先機(jī)。

1.3 關(guān)鍵制程設(shè)備本土均有布局， 優(yōu)勢環(huán)節(jié)份額提升估計(jì)劣勢環(huán)節(jié)逐漸突破 

全球半導(dǎo)體設(shè)備市場集中度較高，Top5 設(shè)備廠商合計(jì)份額約 80%。2019 年前五設(shè)備廠商營收分別為 應(yīng)用材料（AMAT）135 億、阿斯麥（ASML）128 億、東京電子（TEL）96 億、泛林（LAM）95 億、科磊（KLA） 47 億美金，對應(yīng)市場份額為 21%、20%、15%、15%、7%。ASML 產(chǎn)品較為單一，幾乎壟斷了光刻機(jī)市場， 而 AMAT 則是在刻蝕、PVD/CVD 鍍膜、熱處理、離子注入、CMP 等多環(huán)節(jié)市占率領(lǐng)先，產(chǎn)品線最為豐富。

半導(dǎo)體設(shè)備主要分為晶圓前道設(shè)備和后道封測設(shè)備，部分環(huán)節(jié)國產(chǎn)化率提升明顯。其中晶圓前道設(shè)備 中，刻蝕機(jī)（140 億美金，占比 25%）、 CVD/PVD/ALD 鍍膜機(jī)（125 億美金，23%）、光刻機(jī)（125 億美金， 20%）為市場規(guī)模前三大設(shè)備種類，隨后是涂膠顯影+去膠（25 億美金，4%），熱處理（18 億美金，3%）， 離子注入（16 億美金，3%）， CMP（20 億美金，4%），清洗（30 億美金，6%）、量測設(shè)備（60 億美金，10%）。而后道封測主要設(shè)備包括測試機(jī)（30 億美金，6%），探針臺（10 億美金，2%），分選機(jī)（9 億美金，2%）。其中，本土產(chǎn)線設(shè)備需求的國產(chǎn)化情況看，晶圓前道環(huán)節(jié)的刻蝕（20%）、PVD（10%-15%）、熱處理（15%-20%）、 清洗（20%）、 CMP（15%）、去膠設(shè)備（80%）等相對其他環(huán)節(jié)的國產(chǎn)化率較高，均高于 15%；而光刻機(jī)、 涂膠顯影、CVD、ALD、離子注入、量測設(shè)備均不足 5%。后道封測環(huán)節(jié)的測試機(jī)、分選機(jī)、探針臺的本土 配套率也不足 5%。

大基金一期對設(shè)備材料投資占比僅 4%，有重點(diǎn)對部分環(huán)節(jié)的優(yōu)質(zhì)設(shè)備公司進(jìn)行支持，二期預(yù)計(jì)將加 大對半導(dǎo)體設(shè)備的扶持范圍和力度。其中，晶圓前道設(shè)備，對刻蝕、鍍膜、清洗、離子注入、量測環(huán)節(jié)相 關(guān)的北方華創(chuàng)、中微公司、沈陽拓荊、盛美半導(dǎo)體、萬業(yè)企業(yè)（凱世通）、上海精測、上海勵睿進(jìn)行了股 權(quán)投資，截止目前持股比例分別為 10.03%、17.45%、35.3%、4.58%（普通股）、7%、15.4%、12.12%。后 道封測設(shè)備，持有測試分選環(huán)節(jié)的長川科技 9.85%股份。截止目前，光刻相關(guān)的光刻機(jī)、涂膠顯影、去膠 設(shè)備環(huán)節(jié)大基金目前尚未入股，上海微電子、沈陽芯源、屹唐等有望后續(xù)得到支持。其余清洗、測試環(huán)節(jié) 的至純科技、華峰測控等優(yōu)質(zhì)標(biāo)的也有望迎來機(jī)會。

從技術(shù)水平來看，刻蝕、鍍膜、清洗設(shè)備的國產(chǎn)化水平已接近國際主流廠商，在先進(jìn)的 28/14nm 晶圓 代工產(chǎn)線和 3D NAND 等存儲產(chǎn)線批量應(yīng)用，中微的介質(zhì)刻蝕機(jī)更是進(jìn)入臺積電的 7nm/5nm 產(chǎn)線。而光刻、 離子注入、量測設(shè)備相對較國際主流水平有一定差距。國產(chǎn)光刻機(jī)目前最高到 90nm 制程節(jié)點(diǎn)，在功率等特色工藝線上有所突破；離子注入主要在光伏及 45-22nm 低能大束流方面取得突破；量測設(shè)備主要集中在 膜厚等關(guān)鍵尺寸測量上。而其他封測設(shè)備如探針臺、測試機(jī)、分選機(jī)等在數(shù)字芯片等先進(jìn)應(yīng)用上仍有差距。

對于半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化的機(jī)會，我們認(rèn)為突破容易程度為： （1）產(chǎn)品上，功率器件>數(shù)字模擬器件>邏 輯芯片；（2）制程上，特色工藝>成熟制程（28nm 及以上）>先進(jìn)制程；（3）尺寸上，4-6 寸>8 寸> 12 寸。

從本土晶圓線最新設(shè)備招標(biāo)數(shù)據(jù)看，2019 年度，8 英寸特色工藝為代表的積塔半導(dǎo)體國產(chǎn)化設(shè)備采購 率為 34%，高于華虹無錫的 12 寸成熟工藝線（90-65/55nm）的 27%國產(chǎn)化率，更高于華力微的 12 寸先進(jìn)制程（90-65/55nm）產(chǎn)線的 9%。而 2019 年由于長江存儲處于一期量產(chǎn)關(guān)鍵階段，整體依然以存儲制程突 破為主，設(shè)備國產(chǎn)化率較低為 7%，2020 年擴(kuò)產(chǎn)時的新采購設(shè)備其國產(chǎn)化率大幅提升，提升至 15.7%。

具體設(shè)備環(huán)節(jié)來看，刻蝕、鍍膜、氧化擴(kuò)散熱處理、清洗等環(huán)節(jié)相對國產(chǎn)化率較高，基本上超過 15%；光刻、離子注入、過程工藝、測試等設(shè)備國產(chǎn)化率較低，不超過 5%；上海微電子在積塔 8 寸特色產(chǎn)線取 得光刻設(shè)備供應(yīng)的突破。隨著長江存儲的工藝成熟度提升，3D NAND 產(chǎn)線的設(shè)備采購國產(chǎn)化率從 2017 年 的 2.2%，2018 年 9.6%，2019 年 7.2%，提升至 2020 年的 15.7%。其中，刻蝕設(shè)備、清洗設(shè)備、研磨拋光 設(shè)備、氧化擴(kuò)散設(shè)備等國產(chǎn)化率這幾年來顯著提升。

大力發(fā)展晶圓產(chǎn)線給本土設(shè)備企業(yè)帶來配套機(jī)會。先進(jìn)/成熟制程產(chǎn)線包括：中芯北方（12 寸 28nm）、 中芯南方（12 寸 14nm），華力集成二期（12 寸 28/14nm）；華虹無錫（12 寸 90-65nm），士蘭微廈門（12 寸 90nm）， 晶合集成（12 寸 180-55nm）、萬國重慶（12 寸 90nm）、 粵芯和青島芯恩（12 寸 180-130nm）。

特色工藝線：中芯國際紹興/寧波/天津（8 寸）、士蘭微（8 寸）、積塔上海（8 寸）、燕東微北京（8 寸）等。8 英寸晶圓代工涉及功率、模擬、CIS、電源管理等產(chǎn)品，下游需求穩(wěn)健，疊加 8 寸產(chǎn)能有限，本土企業(yè)在特色工藝具備競爭力，有望迎來市占率提升，帶動特色工藝相關(guān)設(shè)備的營收提升。

存儲產(chǎn)線：長江存儲、合肥睿力在 2020 年進(jìn)入產(chǎn)能爬坡期，帶動設(shè)備需求大增。19 Q4 長江存儲產(chǎn)能 在 2 萬片/月，2020 年底擴(kuò)產(chǎn)至 5 萬片/月，2021 年底到 10 萬片/月，2023 年擴(kuò)產(chǎn)至 30 萬片/月。合肥睿 力一期產(chǎn)能 12 萬片/月，目前 2 萬片/月，2020 到 4 萬片/月，后續(xù)將視情況進(jìn)行擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃。此外，紫光集 團(tuán)在重慶計(jì)劃設(shè)立 DRAM 產(chǎn)線，在南京/成都設(shè)立存儲基地等。存儲作為大類標(biāo)準(zhǔn)品，對成本敏感，定制 化需求較少，對設(shè)備要求相對數(shù)字邏輯芯片較低，本土存儲企業(yè)長期規(guī)劃清晰，設(shè)備企業(yè)有望持續(xù)受益。

國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備廠商在各自優(yōu)勢環(huán)節(jié)逐漸突破本土不同類型的晶圓產(chǎn)線。中微公司的介質(zhì)刻蝕機(jī)在華 力微、華虹無錫、長江存儲份額維持在 15%左右；北方華創(chuàng)的氧化/擴(kuò)散/熱處理設(shè)備在存儲產(chǎn)線份額達(dá) 32%， 在華力微和華虹無錫分別為 6.3%和 3.8%，而刻蝕和薄膜沉積相對份額較小；盛美半導(dǎo)體的清洗設(shè)備份額 穩(wěn)定，在三條晶圓線分別維持在 14%-18%；華海清科的 CMP 設(shè)備份額在華虹無錫和長江存儲分別為 22.2% 和 14.9%，在華力微為 9.1%；其他屹唐、沈陽拓荊、沈陽芯源、北京中科信、上海睿勵、上海精測在熱處 理設(shè)備、鍍膜設(shè)備、涂膠顯影設(shè)備、離子注入、膜厚測量等設(shè)備上占據(jù)一定份額，提升空間較大。

本土半導(dǎo)體設(shè)備廠商在光刻、刻蝕、鍍膜、氧化擴(kuò)散、清洗、拋光、離子注入等環(huán)節(jié)基本實(shí)現(xiàn)全覆蓋。 越來越多的上市公司以及非上市公司發(fā)力半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域。其中，涉及到曝光/光刻企業(yè)有 4 家，涂膠顯影 有 10 家， CVD 企業(yè) 9 家， PVD 企業(yè) 6 家，其他成膜設(shè)備企業(yè) 6 家，干法刻蝕設(shè)備企業(yè)有 10 家，濕法腐 蝕設(shè)備企業(yè) 12 家，熱處理設(shè)備企業(yè) 8 家，CMP 設(shè)備廠商僅有 2 家，離子注入設(shè)備廠商也僅有 2 家，計(jì)量 檢測設(shè)備廠商 10 家，倉儲搬運(yùn)設(shè)備 4 家。隨著政策與資金支持，在本土晶圓新建對設(shè)備需求帶動下，越 來越多的設(shè)備公司有望發(fā)展壯大。

二、晶圓制造設(shè)備部分環(huán)節(jié)具備競爭力，其余環(huán)節(jié)已有份額突破

2.1 光刻環(huán)節(jié)：本土已有初步突破，距國際水平仍有較大差距 

2.1.1 光刻機(jī)設(shè)備：封裝/LED 光刻機(jī)相對成熟，IC 前道/面板光刻機(jī)仍有差距 

IC 前道晶圓制造為集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)，晶圓制造包括光刻、刻蝕、離子注入、薄膜生長、擴(kuò) 散、拋光、退火、檢測等主要環(huán)節(jié)，其中光刻環(huán)節(jié)是其核心。光刻機(jī)是一種將預(yù)先設(shè)計(jì)好的芯片圖形轉(zhuǎn)印 至硅片或者其他材質(zhì)基底上的大型精密量產(chǎn)型加工制造設(shè)備。光刻機(jī)光刻或者曝光精度直接決定了整個半 導(dǎo)體制造工藝的節(jié)點(diǎn)，其昂貴的價格也導(dǎo)致光刻機(jī)是整個半導(dǎo)體制造產(chǎn)線投資最主要的組成部分。

在實(shí)際的光刻工藝過程中，既要保證納米級的曝光精度，同時也要保證高的產(chǎn)率以實(shí)現(xiàn)其足夠的經(jīng)濟(jì) 性，光刻機(jī)設(shè)備會十分復(fù)雜，其分系統(tǒng)和部件制造的工程實(shí)現(xiàn)難度極高。典型光刻機(jī)設(shè)備包括：超低像差 投影物鏡系統(tǒng)、高精度勻光曝光系統(tǒng)、精密鏡像掃描或步進(jìn)掩膜臺系統(tǒng)、高速硅片傳輸系統(tǒng)、納米級對準(zhǔn) 系統(tǒng)、精密調(diào)焦調(diào)平系統(tǒng)、大負(fù)載高精度高速工件臺系統(tǒng)、亞納米雙頻激光干涉位移測量系統(tǒng)、主動隔振 系統(tǒng)、精密溫度控制系統(tǒng)和分布式多級復(fù)雜整機(jī)控制系統(tǒng)。按照應(yīng)用領(lǐng)域，可分為 IC 前道晶圓制造、IC 后道先進(jìn)封裝、平板顯示和高亮度 LED 等領(lǐng)域。其中，IC 前后道晶圓制造同屬于集成電路領(lǐng)域，不管是遵 循摩爾定律還是超越摩爾，IC 前道光刻設(shè)備分辨率以及 IC 后道先進(jìn)封裝技術(shù)的提升都依賴光刻精度。

IC 晶圓前道制造光刻流程包括：先放置在掩膜板庫里，通過掩膜傳輸系統(tǒng)放置在掩膜臺，晶圓通過硅 片傳輸系統(tǒng)傳入工件臺，調(diào)焦調(diào)平系統(tǒng)對硅片進(jìn)行調(diào)焦調(diào)平，對準(zhǔn)系統(tǒng)對硅片對準(zhǔn)，然后工件臺、掩膜臺、 曝光系統(tǒng)在整機(jī)控制系統(tǒng)的控制下完成整個晶圓的掃描或者步進(jìn)式曝光，曝光完成后由硅片傳輸系統(tǒng)傳出。

隨著分辨率需求不斷微縮，根據(jù)所使用的光源的改進(jìn)，光刻機(jī)經(jīng)歷了 5 代產(chǎn)品的發(fā)展。光刻機(jī)主要指 標(biāo)為分辨率、套刻精度和產(chǎn)率，未來的發(fā)展趨勢將主要圍繞以上三個指標(biāo)。照明波長不斷變短、物鏡的數(shù) 值孔徑不斷變大，使得光刻機(jī)的分辨力能力不斷提高，當(dāng)前 EUV 分辨率達(dá)到 13nm，通過多重曝光能夠?qū)?現(xiàn) 7nm 工藝制造，并向 5nm 和 3nm 技術(shù)節(jié)點(diǎn)前進(jìn)。同時，套刻精度隨著分辨率不斷提高，產(chǎn)率不斷優(yōu)化， 使得芯片整體生產(chǎn)成本持續(xù)降低。

全球光刻機(jī)市場來看，ASML 一家獨(dú)大。其光刻機(jī)出貨量占據(jù)全球 70%以上份額，尤其在 EUV 光刻機(jī)、 ArF 浸沒式光刻機(jī)領(lǐng)域基本上處于壟斷地位；Canon 和 Nikon 的光刻機(jī)出貨量份額合計(jì)約 30%，主要集中在 平板顯示領(lǐng)域，在 I line 和 KrF、ArF 光刻機(jī)占據(jù)一定份額；而美國 Ultratech 主要是后道封裝和 LED 封裝光 刻機(jī)為主，封裝和 LED 光刻機(jī)的單臺價值量相對晶圓前道、平板顯示光刻機(jī)較低，競爭壁壘也相對較低。

ASML 成立于 1984 年，總部位于荷蘭，是全球最大的半導(dǎo)體設(shè)備制造商之一，為全球絕大多數(shù)集成電 路生產(chǎn)企業(yè)提供光刻機(jī)及相關(guān)服務(wù)，擁有全球最先進(jìn)的光刻技術(shù)水平，主要核心競爭力為雙工件臺、浸沒 式光刻應(yīng)用和 EUV 光刻。ASML 所生產(chǎn)的 EUV 光刻機(jī)能夠滿足 5nm/7nm 工藝制程。根據(jù) ASML 年報(bào)披露， 其 2015 年至 2017 年 IC 前道晶圓制造光刻機(jī)銷售臺數(shù)分別為 169 臺、157 臺和 198 臺，在 IC 前道制造領(lǐng) 域處于絕對壟斷地位。2019 年 ASML 交付 26 臺 EUV 光刻機(jī)，遠(yuǎn)超 18 年的 18 臺，預(yù)計(jì) 2020 年交付 35 臺 EUV 光刻機(jī)，2021 年則會達(dá)到 45-50 臺的交付量，是 2019 年的兩倍左右，單臺售價超過 1 億美金。

不同光刻領(lǐng)域布局看，ASML、Nikon、Canon 以及大陸上海微電子四家企業(yè)具備晶圓前道能力。而在 后道封裝/LED 光刻上，上海微電子、奧地利 EVG、德國 SUSS、美國 Veeco、美國魯?shù)婪虻扔挟a(chǎn)品線覆蓋， 而本土除上海微外還有中電科 48 所、中電科 45 所等參與晶圓前道光刻機(jī)研發(fā)。本土其他與光刻相關(guān)廠商主要集中在掩膜對準(zhǔn)、電子束曝光、激光直寫等環(huán)節(jié)，包括影速光電、金盛微納、新諾科技、合肥芯碁等。核心光刻機(jī)曝光系統(tǒng)部件的大陸涉及單位包括國望光學(xué)、長春國科精密光學(xué)、上海/長春光機(jī)所等，光刻雙 工件臺大陸廠商有北京華卓精科，是繼 ASML 后成為世界上第二家掌握雙工件臺核心技術(shù)的公司。

隨著先進(jìn)制程從10nm往5nm/3nm節(jié)點(diǎn)演進(jìn)，邏輯芯片晶圓制造中光刻價值占比從25%提升至35%+， 提升較明顯。DRAM 從 1X 往 1A 演進(jìn)，也將帶動光刻價值占比從 24%提升至 27%。設(shè)備端看，EUV 和 ArFi 光刻機(jī)占比約 8 成，其中 EUV 光刻占比提升顯著，國內(nèi)廠商有望從 ArF 和 KrF、I-Line 光刻機(jī)等逐步切入。

上海微電子：是國內(nèi)第一家、全球少數(shù)幾家掌握中高端光刻機(jī)技術(shù)的公司，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于集成電路 產(chǎn)業(yè)鏈 IC 前道晶圓制造、IC 后道先進(jìn)封裝、平板顯示以及高亮度 LED 等領(lǐng)域。在 IC 前道制造領(lǐng)域，完成 我國首臺 90nm 節(jié)點(diǎn) ArF 光刻樣機(jī)的研制和上線驗(yàn)證，目前正在研制下一代 28nm 工藝節(jié)點(diǎn)用浸沒光刻機(jī)；IC 后道先進(jìn)封裝光刻機(jī)在大陸市場處于主導(dǎo)地位，全球市場也領(lǐng)先；平板顯示領(lǐng)域，公司曝光機(jī)（光刻機(jī)） 已進(jìn)入本土面板產(chǎn)線；在高亮度 LED 領(lǐng)域，公司研制的 LED 光刻機(jī)在大陸以及全球市場均處于主導(dǎo)地位。

2.1.2 涂膠顯影設(shè)備：整體國產(chǎn)化率不足 5%，芯源微/盛美國內(nèi)占據(jù)一定市場 

光刻工藝流程為：脫水烘烤→旋轉(zhuǎn)涂膠→軟烘→曝光→曝光后烘烤→顯影→堅(jiān)膜烘烤→顯影檢查。各 步驟如下： （1）旋轉(zhuǎn)涂膠：通過旋轉(zhuǎn)方式在硅片涂上液相光刻膠材料；（2）軟烘：涂膠后，對硅片進(jìn)行軟 烘，除去光刻膠中殘余的溶劑，提高光刻膠的粘附性和均勻性；（3）曝光：使用紫外光照射，未受掩膜遮 擋部分的光刻膠發(fā)生曝光反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)電路圖從掩膜到硅片上的轉(zhuǎn)移；（4）曝光后烘烤：以一定溫度烘烤曝 光后的硅片，目的是降低駐波效應(yīng)的影響以及使化學(xué)反應(yīng)更充分；（5）顯影：使用化學(xué)顯影液溶解由曝光 造成的光刻膠可溶解區(qū)域，使可見圖形出現(xiàn)在硅片，并區(qū)分需要刻蝕的區(qū)域和受光刻膠保護(hù)的區(qū)域；（6） 堅(jiān)膜：對顯影后的光刻膠加熱烘干，促使光刻膠與硅片粘著牢固，提高其強(qiáng)度；（7）顯影檢查：區(qū)分那些 有很低可能性通過最終掩膜檢驗(yàn)的晶圓，提供工藝性能和工藝控制數(shù)據(jù)及分揀出需要重做的晶圓。

涂膠顯影設(shè)備是光刻工序中與光刻機(jī)配套使用的涂膠、烘烤及顯影設(shè)備，包括涂膠機(jī)（又稱涂布機(jī)、 勻膠機(jī)）、噴膠機(jī)和顯影機(jī)。在早期的集成電路和較低端的半導(dǎo)體制造工藝中，此類設(shè)備往往單獨(dú)使用（Off Line）。隨著集成電路制造工藝自動化程度及客戶對產(chǎn)能要求的不斷提升，在 200mm 及以上的大型生產(chǎn)線 上，此類設(shè)備一般都與光刻設(shè)備聯(lián)機(jī)作業(yè)（In Line），組成配套的圓片處理與光刻生產(chǎn)線，與光刻機(jī)配合 完成精細(xì)的光刻工藝流程。

按工藝環(huán)節(jié)不同，涂膠顯影設(shè)備可分為前道涂膠顯影設(shè)備和后道涂膠顯影設(shè)備。涂膠顯影設(shè)備完成晶 圓的光刻膠涂覆、固化、顯影、堅(jiān)膜等工藝過程，直接影響到光刻工序細(xì)微曝光圖案的形成，顯影工藝的 圖形質(zhì)量對后續(xù)蝕刻和離子注入等工藝中圖形轉(zhuǎn)移的結(jié)果也有著深刻的影響。按照工藝環(huán)節(jié)不同，涂膠顯 影設(shè)備可分為前道涂膠顯影設(shè)備（晶圓加工）和后道涂膠顯影設(shè)備（封裝測試）。前道涂膠顯影設(shè)備與光 刻工藝相關(guān)，光刻工藝可分為 g-line、i-lina、KrFi（沉浸式）、ArF、ArFi（沉浸式）和 EUV 等，ArF 和 KrF 涂膠顯影設(shè)備占比較高，例如長江存儲產(chǎn)線招標(biāo)以 ArF 和 KrF 為主。后道涂膠顯影設(shè)備與封裝形式有 關(guān)，傳統(tǒng)封裝形式有 SIP（單列直插）、DIP、SOT、TO 等，先進(jìn)封裝有 FC、WLP、2.5D 和 3D 封裝等。

涂膠顯影機(jī)市場規(guī)模約 23 億美元，EUV 成為未來幾年市場增長的主要驅(qū)動力。涂膠顯影設(shè)備市場規(guī) 模自 2013 年以來逐步增長，2018 年達(dá) 23 億美元（其中，中國大陸和中國臺灣地區(qū)合計(jì)為 9 億美元），同比增 長 28%，2013-2018 年 CAGR 達(dá) 11%。VLSI 預(yù)計(jì) 2023 年涂膠顯影設(shè)備市場規(guī)模將達(dá)到 25 億美元，TEL 預(yù)計(jì) 2022 年達(dá)到 25 億美元。從工藝看，ArF 和 KrF 占有涂膠顯影設(shè)備市場約 50%的份額，市場相對穩(wěn)定，未來 幾年隨著 EUV 工藝滲透，EUV 涂膠顯影設(shè)備將成為主要驅(qū)動力。

競爭格局方面，TEL 在全球占有絕對主導(dǎo)，芯源微在國內(nèi)占有小部分市場。從全球市場來看，TEL 占 有 88%份額，其余廠商包括 Screen（5%）和 SEMES（6%）。而在中國市場，TEL 市場份額更高達(dá) 92%，其 余廠商如 Screen（1%）、 CANON（2%）、芯源微（3%）和盛美（2%）等份較低（盛美可生產(chǎn)用于 WLP 的半 導(dǎo)體涂層系統(tǒng)） 。分工藝環(huán)節(jié)看，前道設(shè)備方面，TEL 和 Screen 產(chǎn)品可覆蓋所有制程，國內(nèi)廠商尚未掌握 28nm 以下先進(jìn)節(jié)點(diǎn)的 ArFi 沉浸式涂膠顯影設(shè)備，產(chǎn)品在產(chǎn)能、平均故障時間、膠膜涂敷均勻度、顯影精 細(xì)度、溫控?zé)崽幚砭芏?、工藝適應(yīng)性等方面較弱；后道設(shè)備方面，芯源微技術(shù)水平與國外廠商接近，產(chǎn) 品在產(chǎn)能、平均故障時間、顯影精細(xì)度、溫控?zé)崽幚砭芏鹊确矫娉制剑谀z膜涂敷均勻度方面部分弱于 國外廠商。

芯源微：前身為先進(jìn)制造和韓國 STL 共同出資設(shè)立的沈陽芯源先進(jìn)半導(dǎo)體，于 2008 年和 2012 年承擔(dān) 國家 02 專項(xiàng) “凸點(diǎn)封裝涂膠顯影、單片濕法刻蝕設(shè)備的開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化”和“300mm 晶圓勻膠顯影設(shè)備研發(fā)” 兩個課題。其涂膠顯影設(shè)備主要應(yīng)用在后道先進(jìn)封裝和 LED，在先進(jìn)封裝市場占有 19%的市場份額。（略）

2.1.3 去膠設(shè)備：屹唐占據(jù)國內(nèi)去膠機(jī)較大份額，芯源微/中電 45 所也在突破

去膠機(jī)：在半導(dǎo)體制造工藝中，光刻膠只是起到圖形轉(zhuǎn)移的媒介作用，在完成圖形轉(zhuǎn)移后，需要將光 刻膠完全去除，以避免殘留的光刻膠影響后續(xù)工藝質(zhì)量。去膠機(jī)主要用于圓片刻蝕后其表面作為阻擋層的 光刻膠的去除，適用于 50-300mm 圓片的處理。

去膠分為干法去膠和濕法去膠。干法去膠主要采用等離子體，利用氧等離子活性單原子氧與光刻膠反 應(yīng)，生成易揮發(fā)物，達(dá)到去膠的目的。干法去膠適用于大部分工藝，去膠效率高、可靠性高、容易自動化， 但是殘留物容易導(dǎo)致表面缺陷。濕法去膠采用有機(jī)溶劑和無機(jī)溶劑，利用溶解或化學(xué)反應(yīng)等方法去膠。濕 法去膠不同溶劑有不同局限，一般作為干法去膠的補(bǔ)充，優(yōu)點(diǎn)是工藝簡單、去膠干凈，缺點(diǎn)是去膠速度慢、 去膠液成本高且污染環(huán)境。

屹唐半導(dǎo)體占有全球去膠機(jī)市場 11%份額，國內(nèi)市場自給率達(dá) 81%。全球去膠機(jī)整體市場約 5 億美 金，占半導(dǎo)體設(shè)備市場約 1%，主要供應(yīng)商包括 PSK、泛林半導(dǎo)體、Hitach、屹唐半導(dǎo)體、Ulvac 等，前五 大廠商占據(jù) 97%的市場份額，市場競爭相對集中。從國內(nèi)部分晶圓產(chǎn)線招標(biāo)情況看，屹唐半導(dǎo)體在國內(nèi)占 主導(dǎo)地位，市占率達(dá) 81%，國產(chǎn)化率較高，泛林半導(dǎo)體和 Screen 分別占 17%和 2%。此外，國內(nèi)廠商芯源 微和中電科 45 所也可生產(chǎn)去膠機(jī)。

屹唐半導(dǎo)體：成立于2015年，亦莊國投通過屹唐半導(dǎo)體以約3 億美元收購美國半導(dǎo)體設(shè)備廠商Mattson。Mattson 為全球 12 英寸晶圓廠提供干法去膠、干法刻蝕、RTP（快速熱處理） 、測量等設(shè)備，三類設(shè)備設(shè)備 在各自領(lǐng)域都位于世界前三，主要客戶為全球領(lǐng)先的芯片制造廠商。（略）

2.2 刻蝕環(huán)節(jié)：中微和北方華創(chuàng)具備競爭力，份額有望持續(xù)提升 

刻蝕（Etch）是 IC 制造中相當(dāng)重要的工藝，成本僅次于光刻（刻蝕 20%，光刻 30%），與光刻相聯(lián) 系的圖形化處理。刻蝕，狹義上就是光刻腐蝕，先通過光刻將光刻膠進(jìn)行光刻曝光處理，然后通過其它方 式實(shí)現(xiàn)腐蝕處理掉所需除去的部分。刻蝕是用化學(xué)或物理方法有選擇地從硅片表面去除不需要的材料的過 程，其基本目標(biāo)是在涂膠的硅片上正確地復(fù)制掩模圖形。

按照原理不同，刻蝕可分為干法和濕法兩種，其中干法刻蝕工藝占比 90%以上。干法刻蝕是用等離子 體進(jìn)行薄膜刻蝕的技術(shù)，濕法刻蝕是將刻蝕材料浸泡在腐蝕液內(nèi)進(jìn)行腐蝕的技術(shù)，濕法刻蝕由于需要大量 對人體和環(huán)境有害的腐蝕性化學(xué)試劑，逐步被干法刻蝕替代。

按被材料不同，刻蝕可分為硅刻蝕、介質(zhì)刻蝕和金屬刻蝕等，其市場占比分別為 47%、48%和 3%。 介質(zhì)刻蝕是用于介質(zhì)材料的刻蝕，如二氧化硅，接觸孔和通孔結(jié)構(gòu)的制作需要刻蝕介質(zhì)，而具有高深寬比 （窗口的深與寬的比值）的窗口刻蝕具有一定的挑戰(zhàn)性。硅刻蝕應(yīng)用于需要去除硅的場合，如刻蝕多晶硅 晶體管柵和硅槽電容。金屬刻蝕主要是在金屬層上去掉鋁合金復(fù)合層，制作出互連線。

根據(jù)等離子體產(chǎn)生和控制技術(shù)的不同，可分為電容耦合等離子體（CCP）刻蝕機(jī)和電感耦合等離子體（ICP）刻蝕機(jī)。CCP 刻蝕利用電容耦合產(chǎn)生等離子體，一般用于介質(zhì)刻蝕，涵蓋邏輯芯片柵側(cè)墻和硬掩 膜刻蝕、中段的接觸孔刻蝕、后段的鑲嵌式和鋁墊刻蝕、3D NAND 的深槽、深孔和連線接觸空的刻蝕等；而 ICP 刻蝕利用電感線圈耦合產(chǎn)生等離子體，一般用于硅刻蝕和金屬刻蝕，涵蓋硅淺溝槽，鍺、多晶硅柵、 金屬柵、應(yīng)變硅、金屬導(dǎo)線、金屬 pad、鑲嵌式刻蝕金屬硬掩膜和多重成像。

隨著集成電路制造線寬不斷縮小、芯片結(jié)構(gòu) 3D 化，互連層數(shù)增多，帶動刻蝕和鍍膜需求增多，從 2013 年之后，刻蝕設(shè)備在產(chǎn)線中價值占比顯著提升。目前，全球刻蝕設(shè)備市場以介質(zhì)刻蝕和硅刻蝕為主，分別 占比合約 48%和 47%，而金屬刻蝕僅 3%，這與 2010 年后整個集成電路工藝從鋁互連（刻蝕鋁金屬）轉(zhuǎn)向 銅互聯(lián)（刻蝕介質(zhì)）有關(guān)，金屬刻蝕與介質(zhì)刻蝕此消彼長。

先進(jìn)制程及芯片微縮帶動設(shè)備需求，刻蝕行業(yè)迎增量。受限于 193nm 的浸沒式光刻機(jī)限制，晶圓制造 向 7 納米、5 納米以及更先進(jìn)的工藝發(fā)展，除了采用昂貴的 EUV 光刻機(jī)之外，14nm 及以下的芯片制造很 多都通過多重模板效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)制程微縮，刻蝕加工步驟增多。10nm 制程是關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，相較于 14nm，其刻 蝕步驟為 115 步，增加 77%，到 5nm 制程刻蝕步驟將是 14nm 的 2.5 倍及以上。全球刻蝕設(shè)備市場規(guī)模目前約 75 億美金，2025 年有望增至 140 億美金左右，年復(fù)合增長率為 11%，行業(yè)規(guī)模穩(wěn)健增長。

全球范圍看，刻蝕設(shè)備市場呈現(xiàn)三家獨(dú)大局面，泛林半導(dǎo)體占據(jù)半壁江山。根據(jù) TEL，泛林半導(dǎo)體市 場份額約 55%，東京電子其次，市占率約 20%，應(yīng)用材料與東京電子相當(dāng)，市占率約 19%。分設(shè)備類型看， 介質(zhì)刻蝕設(shè)備領(lǐng)域全球巨頭為東京電子，17 年市占率 52.4%，泛林位半導(dǎo)體居第二，17 年市占率為 40.1%， 兩家獨(dú)大。介質(zhì)刻蝕是國內(nèi)廠商中微公司的優(yōu)勢領(lǐng)域，主要采用 CCP 刻蝕，其 2017 年全球市占率為 2.5%， 18年預(yù)計(jì)在5%左右。干法刻蝕設(shè)備方面，2017年泛林半導(dǎo)體市占率為47.7%，位居第一，東京電子為26.6%， 位居第二，應(yīng)用材料為 18.7%，位居第三，中微半導(dǎo)體刻蝕業(yè)務(wù)整體市占率約 0.6%。

整體來看，國內(nèi)刻蝕機(jī)國產(chǎn)化率達(dá)到 18%，中微公司和北方華創(chuàng)貢獻(xiàn)較多。根據(jù)中芯國際、長江存儲 和合肥睿力的招標(biāo)情況看，從中微采購的刻蝕機(jī)臺數(shù)占整體刻蝕機(jī)臺采購比例約 15-20%，逼近東京電子 和應(yīng)用材料，進(jìn)步明顯。按材料分，國內(nèi)介質(zhì)刻蝕設(shè)備市場中，中微占有 25%份額，國產(chǎn)化率在各類半導(dǎo) 體設(shè)備中屬于較高水平；而在硅刻蝕設(shè)備市場中，北方華創(chuàng)占有 15%市場份額。

相比國際大廠，國產(chǎn)刻蝕設(shè)備品類還不夠完整，針對不同工藝的刻蝕設(shè)備逐步驗(yàn)證和量產(chǎn)。中微國際 大廠泛林半導(dǎo)體和應(yīng)用材料可實(shí)現(xiàn) CCP 和 ICP、介質(zhì)/硅/金屬刻蝕、7nm 及以上的全方位覆蓋，中微公司 和北方華創(chuàng)尚未實(shí)現(xiàn)全覆蓋。中微介質(zhì)刻蝕設(shè)備較強(qiáng)，已經(jīng)量產(chǎn)，客戶包括臺積電、三星、中芯國際等國 內(nèi)外大廠，其用于多晶硅柵工藝的硅刻蝕設(shè)備正在驗(yàn)證中。北方華創(chuàng)在介質(zhì)刻蝕和硅刻蝕設(shè)備均由布局， 用于淺槽隔離的介質(zhì)刻蝕設(shè)備已量產(chǎn)，硅刻蝕設(shè)備也已量產(chǎn)，金屬刻蝕設(shè)備也有布局，擁有中芯國際、華 虹、華力等國內(nèi)一流客戶。

2.3 鍍膜環(huán)節(jié)：國內(nèi)廠商布局全面初具實(shí)力，PVD 和 MOCVD 水平領(lǐng)先 

薄膜生長是指采用物理或化學(xué)是物質(zhì)附著于襯底材料表面的過程。根據(jù)工作原理的不同，薄膜沉積可 分為物理氣相沉積（PVD）、化學(xué)氣相沉積（CVD）和外延三大類。薄膜生長需要兼顧薄膜的性能和成本， 生長速率、均勻性、薄膜應(yīng)力控制、微粒雜質(zhì)控制等均為薄膜生長工藝的關(guān)鍵指標(biāo)。薄膜生長工藝廣泛應(yīng) 用于邏輯電路、存儲器件、LED、功率器件、平板顯示、MEMS 和先進(jìn)封裝等。

PVD 可分為蒸鍍和濺射兩種。蒸鍍分為熱蒸鍍和電子束蒸鍍兩種。PVD 早期以熱蒸鍍?yōu)橹?，原理是?真空中熱蒸發(fā)金屬材料使其沉積到襯底表面，缺點(diǎn)是難以滿足某些難熔金屬和氧化物的需要，沉積速率較 慢，合金比例難以控制，臺階覆蓋不好，目前較少用于 IC 制程。而電子束蒸鍍是指電子在電場加速下轟擊 陽極的蒸發(fā)材料，使之受熱氣化，沉積到襯底表面，具備薄膜均勻性好，臺階覆蓋好，合金比例控制較好， 產(chǎn)出較高等優(yōu)點(diǎn)，主要用在一些中低階的工藝產(chǎn)線。

隨著晶圓尺寸增大，濺射技術(shù)逐步取代真空蒸鍍，原理是利用磁場將高能粒子撞擊高純度靶材料原子， 被撞擊出的原子沉積到襯底表面。磁控濺射可提高等離子體密度，對靶材形成更多的濺射并降低襯底溫度， 可提高臺階覆蓋率，非常好地控制合金比例，產(chǎn)出效率高，廣泛應(yīng)用于 IC 先進(jìn)工藝的金屬化制程。

3）外延：在單晶襯底上生長一層跟襯底具有相同晶格排列的單晶材料，外延層可以是同質(zhì)外延層(Si/Si)， 也可以是異質(zhì)外延層(SiGe/Si 或 SiC/Si 等)。外延工藝包括分子束外延（MBE）、氣相外延（VPE）、液相外延、 化學(xué)束外延、離子團(tuán)束外延、低能離子束外延和金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積（MOCVD）等。

MOCVD 是化合物半導(dǎo)體材料制備的關(guān)鍵設(shè)備。在 MOCVD 中，超純氣體被注入反應(yīng)器中并精細(xì)計(jì)量以 將非常薄的原子層沉積到半導(dǎo)體晶片上，形成材料和化合物半導(dǎo)體的外延。不同于傳統(tǒng)的硅半導(dǎo)體，化合 物半導(dǎo)體包含有 III 族和 V 族、II 族和 VI 族、IV 族、V 和 VI 族元素，是目前化合物半導(dǎo)體制備的關(guān)鍵設(shè)備， 應(yīng)用于半導(dǎo)體器件、光學(xué)器件、氣敏元件、超導(dǎo)薄膜材料、鐵電/鐵磁薄膜、高介電材料等多種薄膜材料。

薄膜生長設(shè)備市場穩(wěn)定增長，整體市場規(guī)模約 124 億美元。CVD 設(shè)備方面，根據(jù) Trendforce，2017 年 全球 CVD 設(shè)備市場規(guī)模約 84 億美元，到 2023 年將增長至 89 億美元。CVD 下游需求如微電子元件、數(shù)據(jù) 存儲、太陽能產(chǎn)品、切割工具和醫(yī)療設(shè)備等，其中微電子元件和數(shù)據(jù)存儲分別占比 38%和 24%。

PVD 設(shè)備方面，按照 Garter 對 CVD、PVD 和外延設(shè)備產(chǎn)值的統(tǒng)計(jì)，測算 PVD 設(shè)備 2019 年市場規(guī)模約 29 億美元，下游需求以微電子元件和數(shù)據(jù)存儲為主，分別占比 38%和 23%，隨著工藝節(jié)點(diǎn)往先進(jìn)制程推進(jìn)， 帶動金屬互聯(lián)層數(shù)增，對 PVD 需求也在增加。

外延設(shè)備方面，根據(jù) Yole，外延設(shè)備市場規(guī)模約 9.4 億美元，預(yù)計(jì) 2023 年超過 20 億美元，其中約 70% 為 MOCVD 設(shè)備，金屬應(yīng)用于大多數(shù) III-V 化合物半導(dǎo)體外延，例如砷化鎵和氮化鎵器件。外延設(shè)備需求增 長主要受 LED 和電源應(yīng)用驅(qū)動，未來的增長動力主要為電源、激光器、MEMS、Mini/Micro LED 和射頻器件。

分設(shè)備看，等離子體 CVD 設(shè)備市場規(guī)模最大。根據(jù) Gartner，等離子體 CVD 設(shè)備市場規(guī)模最大，占比 33%，濺射 PVD、管式 CVD、非管式 CVD 和 ALD 等設(shè)備占比分別為 19%、12%、11%和 11%。全球薄膜生 長設(shè)備市場主要被 AMAT、LAM 和 TEL 等廠商主導(dǎo)。CVD 設(shè)備方面，AMAT、LAM、TEL 和日立國際電氣四 家廠商市占率達(dá) 84%。PVD 設(shè)備方面，應(yīng)用材料遙遙領(lǐng)先，獨(dú)占 74%的市場份額。其他薄膜生長設(shè)備方面， 應(yīng)用材料和泛林半導(dǎo)體兩家合計(jì)市占率達(dá) 53%，國內(nèi)廠商中微半導(dǎo)體占有 7%的市場份額，主要生產(chǎn) MOCVD。

MOCVD 設(shè)備市場規(guī)模在 6-12 億美元之間，中國是最大的需求市場。根據(jù)高工 LED，2015 年至 2017 年中國 MOCVD 設(shè)備保有量從 1222 臺增至 1718 臺，年均復(fù)合增長 18%；截止 2018 年，國內(nèi) MOCVD 保有 量達(dá) 1938 臺。中國已成全球 MOCVD 設(shè)備最大的需求市場，設(shè)備保有量占全球比例已超 40%，據(jù)此估計(jì)全 球的MOCVD設(shè)備需求量在4300臺以上。根據(jù)Technavio，全球MOCVD市場CAGR將在2021年之前達(dá)14%， 市場規(guī)模將從2016年的6.15億美元增長至2021年的11.63億美元，驅(qū)動力為LED顯示背光和高功率器件。

美國 Veeco、德國 AIXTRON、日本 NIPPON Sanso 和 Nissin Electric 是起步較早的 MOCVD 設(shè)備供應(yīng)商， 由于日本對 MOCVD 設(shè)備實(shí)行出口限制政策，全球市場基本被 AIXTRON 和 Veeco 壟斷，其市占率分別為 46% 和 27%，中微公司也占有 24%市占率，上升勢頭顯著，其他涉足 MOCVD 設(shè)備的企業(yè)還有中晟光電等。 

薄膜沉積設(shè)備國產(chǎn)化率整體較低，PVD 設(shè)備較 CVD 設(shè)備國產(chǎn)化率高。以長江存儲 30k 產(chǎn)能產(chǎn)線招標(biāo)為 例，CVD 設(shè)備方面國產(chǎn)化率很低，僅沈陽拓荊中標(biāo) 3 臺 PECVD，占比 4%；PVD 設(shè)備方面，北方華創(chuàng)中標(biāo)阻 擋層 PVD 3 臺，占比 18%，，中標(biāo)鋁墊 PVD 3 臺，占比 100%。而從華力集成、華虹無錫廠和積塔半導(dǎo)體產(chǎn) 線的設(shè)備招標(biāo)情況看，薄膜沉積設(shè)備的國產(chǎn)化率分別為 6%、16%和 33%。整體來看，CVD 設(shè)備的國產(chǎn)化率 約為 2%-5%，PVD 設(shè)備的國產(chǎn)化率約為 10%-15%，國產(chǎn)化率仍比較低。 

國內(nèi)廠商中，已有中微半導(dǎo)體、北方華創(chuàng)、沈陽拓荊和中晟光電等在細(xì)分領(lǐng)域可實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代。（略）

2.4 熱處理環(huán)節(jié)：12 寸產(chǎn)線國產(chǎn)化率較低，6-8 寸線基本可實(shí)現(xiàn)自給

在集成電路制造工藝中，擴(kuò)散工藝是向硅材料摻雜的傳統(tǒng)方法，工藝簡單，擴(kuò)散快，但濃度分布控制 困難；另一種方法是通過離子注入工藝將雜質(zhì)離子注入圓片表層區(qū)域進(jìn)行摻雜，重復(fù)性較好，可選擇雜質(zhì)種類多，摻雜劑量控制準(zhǔn)確，但設(shè)備昂貴，存在注入損傷。兩種方法各有利弊，有各自應(yīng)用場景。

1）擴(kuò)散工藝：是向硅材料中引入雜質(zhì)的傳統(tǒng)方法，用于控制圓片襯底中主要載流子的類型、濃度和 分布區(qū)域，進(jìn)而控制襯底的導(dǎo)電性和導(dǎo)電類型。傳統(tǒng)的擴(kuò)散設(shè)備主要為臥式擴(kuò)散爐和立式擴(kuò)散爐。與離子 注入工藝（低溫工藝）不同，擴(kuò)散工藝為高溫工藝（熱處理工藝），優(yōu)點(diǎn)是擴(kuò)散設(shè)備簡單、設(shè)備成本低、 擴(kuò)散速率快、摻雜濃度高等；缺點(diǎn)是擴(kuò)散溫度高，擴(kuò)散濃度分布控制困難，難以實(shí)現(xiàn)選擇性擴(kuò)散。臥式擴(kuò)散爐：是一種大量用于直徑小于 200mm 的集成電路擴(kuò)散工藝的熱處理設(shè)備，特點(diǎn)是加熱爐體、 反應(yīng)管及承載晶圓的石英舟均成水平放置。優(yōu)點(diǎn)是片間均勻性較好，廣泛應(yīng)用于分立器件、電力電子、光 電器件和光導(dǎo)纖維等行業(yè)的擴(kuò)散、氧化、退火、合金等工藝；缺點(diǎn)是不能精確控制摻雜濃度的分布，因而 直徑 200mm 以上晶圓的擴(kuò)散工藝逐步被離子注入機(jī)取代，但仍少量用于重?fù)诫s工藝。臥式擴(kuò)散爐可裝備 1-5 個工藝爐管，爐管越多，產(chǎn)能越大，超凈間的利用效率越高。

立式擴(kuò)散爐：是一種用于直徑 200mm和300mm的集成電路擴(kuò)散工藝的熱處理設(shè)備，特點(diǎn)是加熱爐體、 反應(yīng)管及承載晶圓的石英舟均成垂直放置。優(yōu)點(diǎn)是片內(nèi)均勻性好、自動化程度高、系統(tǒng)性能穩(wěn)定，可滿足 大規(guī)模集成電路生產(chǎn)線的需求，也常用于電力電子（如 IGBT）領(lǐng)域。立式擴(kuò)散爐的核心技術(shù)主要集中在高 精度溫度場控制、顆?？刂?、微環(huán)境微氧控制、系統(tǒng)自動化控制、先進(jìn)工藝控制及工廠自動化等，其技術(shù) 指標(biāo)與臥式擴(kuò)散爐差別不大。

2）退火工藝及退火爐：用于氧化、擴(kuò)散、外延、離子注入、蒸發(fā)電極等工藝完成后特定的退火熱處理， 主要為了消除晶格缺陷、晶格損傷、除氧/雜質(zhì)、清洗表面吸附物質(zhì)、改善表面粗糙度等。退火可分為快速 退火、激光退火和傳統(tǒng)爐式退火。傳統(tǒng)的管式退火爐應(yīng)用于小尺寸（直徑<200mm）晶圓，立式退火爐和 單片退火爐用于大尺寸（直徑≥200mm）晶圓。離子注入后的退火往往使用快速熱處理設(shè)備進(jìn)行快速退火。

快速熱處理（RTP）： 對離子注入后的晶圓進(jìn)行快速熱退火（RTP），即在非常短的時間內(nèi)將整個晶圓加 熱至某一溫度（400-1300℃）。對比管式退火爐，具有熱預(yù)算小、摻雜區(qū)域中雜質(zhì)運(yùn)動范圍小、沾污小合加 工時間短等優(yōu)點(diǎn)，可采用燈退火、激光退火等能量源，廣泛應(yīng)用于直徑 300mm 的高端集成電路制造工藝 中。RTP 設(shè)備主要廠商由應(yīng)用材料、Axcelis、Mattson 和 ASM 等公司壟斷，市占率合計(jì)約 90%。

3）氧化工藝及氧化爐：是將硅片放置于氧氣或水汽等氧化劑氛圍中高溫?zé)崽幚?，在硅片表面發(fā)生化學(xué) 反應(yīng)形成氧化膜，是應(yīng)用最廣泛的 IC 基礎(chǔ)工藝之一。氧化膜的用途廣泛，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。氧化設(shè) 備包括氧化爐和高溫氧化爐，高溫氧化爐由于安全和高壓系統(tǒng)污染等問題，應(yīng)用在逐步減少。

在晶圓直徑小于 150mm 的 IC 制造鄰域，國內(nèi)擴(kuò)散設(shè)備（臥式擴(kuò)散爐）基本自給自足，相關(guān)廠商包括 北方華創(chuàng)、中電科 48 所等；而直徑 300mm 的集成電路制造鄰域，立式擴(kuò)散爐/氧化爐設(shè)備依賴進(jìn)口，主 要廠商有東京電子、日立國際等，國內(nèi)僅北方華創(chuàng)可以小批量提供立式擴(kuò)散爐/退火爐/氧化爐/合金爐。

2.5 離子注入環(huán)節(jié)：光伏離子注入具備優(yōu)勢，IC 領(lǐng)域亟待發(fā)力 

離子注入機(jī)是極大規(guī)模集成電路制造工藝中最主要的摻雜設(shè)備。與傳統(tǒng)熱摻雜工藝相比，離子注入工 藝具有劑量均勻性與重復(fù)性較好，橫向擴(kuò)散較小的優(yōu)點(diǎn)，并且它克服了熱摻雜工藝的諸多限制，可以滿足 淺結(jié)、低溫和精確控制等要求，提高了集成電路摻雜工藝的質(zhì)量，降低了成本和功耗。

離子注入工藝是集成電路制造的主要工藝之一。它是指將離子束加速到一定能量（一般在 keV 到 MeV 之間），然后注入固體材料表層內(nèi)，以改變材料表層物理性質(zhì)的工藝。在集成電路工藝中，固體材料通常 是硅，而注入的雜質(zhì)離子通常是硼離子、磷離子、砷離子、銦離子和鍺離子等。注入的離子可以改變固體 材料表層電導(dǎo)率或形成 PN 結(jié)，當(dāng)集成電路的特征尺寸縮小到亞微米后，離子注入工藝得到了廣泛應(yīng)用。

按照電流大小或離子能量不同，離子注入機(jī)可分為中低電流離子注入機(jī)、大電流離子注入機(jī)和高能離 子注入機(jī)。中低電流離子注入機(jī)離子束電流小于 10mA，束流能量小于 180keV，適用于穿通注入；大電流 離子注入機(jī)離子束電流在 10mA-25mA 之間，束流能量小于 120keV，適用于超淺源漏區(qū)注入；高能離子注 入機(jī)束流能量在 200keV 至幾個 MeV，適用于溝槽或厚氧化層注入，形成倒摻雜阱和埋層。大電流離子注 入機(jī)較為普遍，市場占比約 61%，其次為中低電流離子注入機(jī)（20%）和高能離子注入機(jī)（18%）。

存儲器（先進(jìn)制程）和成熟工藝是離子注入使用的兩大主要領(lǐng)域。存儲器尤其是 DRAM 需要大量離子 注入步驟，占據(jù)約 44%離子注入設(shè)備需求，其中 NAND 需要 37 次離子注入步驟，而 DRAM 需要 55 次離子 注入環(huán)節(jié)。而成熟制程（28 納米以上）的產(chǎn)品也占據(jù) 41%的離子注入設(shè)備需求，尤其是 8 寸晶圓線相關(guān)的 CIS、MEMS、模擬、功率、MCU 等產(chǎn)品，壁壘相對稍低，而且國內(nèi)功率/模擬/CIS 等芯片廠商頗具實(shí)力， 未來隨著芯片設(shè)計(jì)和制造份額提升，以上領(lǐng)域是離子注入國產(chǎn)配套機(jī)會最為確定的領(lǐng)域。

美國 Eaton 公司和 Varian 公司曾是全球最大的離子注入機(jī)制造企業(yè)。2002 年，Axcelis 公司從 Eaton 剝 離出來獨(dú)立上市；2011 年，應(yīng)用材料耗資 49 億美元收購了 Varian 公司。Axcelis 近年市場份額逐步提升， 主要與其不斷開拓產(chǎn)品線，并且加碼 DRAM 等存儲環(huán)節(jié)有關(guān)。我們看好本土特色工藝產(chǎn)線、成熟制程產(chǎn)線、 存儲產(chǎn)線上，本土離子注入機(jī)廠商的切入機(jī)會。

離子注入機(jī)市場規(guī)模約 15 億美元，全球市場主要被 AMAT 和 Axcelis 兩家占據(jù)，合計(jì)份額達(dá) 88%。2018 年全球離子注入機(jī)市場規(guī)模達(dá)到約 15 億美元，同比增長 12%，2016-2018 年保持兩位數(shù)高增長。競爭格局 方面，美國的應(yīng)用材料公司擁有 70%的市場占有率，美國 Axcelis 擁有約 18%的市場份額，其市占率逐年提 升，向應(yīng)用材料靠近。日本的住友重機(jī)械也有離子注入機(jī)，工藝節(jié)點(diǎn)為 20-22nm，占有 8%份額。

產(chǎn)線上低能大束流離子注入機(jī)占有較高比重，其行業(yè)高度集中。由于芯片制程微縮化，淺層摻雜需求 凸顯，低能大束流設(shè)備成為主流，占比約 61%。例如，一條 NAND Flash 產(chǎn)線上，約有 37 臺離子注入機(jī)， 其中 10 臺高能量，20 臺大束流，7 臺中束流；一條 DRAM 產(chǎn)線上，約需要 55 臺離子注入機(jī)，其中 3 臺高 能量，40 臺大束流，12 臺中束流；一條邏輯芯片產(chǎn)線上，約需要 30-40 臺離子注入機(jī)，其中約 25-30 臺大 束流，5-10 臺中束流。大束流離子注入機(jī)主要由三家龍頭企業(yè)掌控。應(yīng)用材料收購 Varian 公司成為龍頭， 市占率達(dá) 40%；其次是 Axcelis，市占率達(dá) 32%；第三是 AIBT，市占率達(dá) 25%。前三家企業(yè)包攬了 97%以上 的市場份額，行業(yè)高度集中。

從國內(nèi)晶圓廠線的招標(biāo)情況看，應(yīng)用材料和 Axcelis 等仍占據(jù)主導(dǎo)，國產(chǎn)品牌滲透率較低。在國內(nèi)膜 邏輯產(chǎn)線招標(biāo)中，離子注入機(jī)以應(yīng)用材料、Axcelis 和住友為主，國內(nèi)僅中科信中標(biāo)，占比 1%。而在長江 存儲招標(biāo)信息中，AMAT 和 Axcelis 占據(jù)離子注入機(jī)所有份額，國內(nèi)沒有廠商中標(biāo)。國產(chǎn)設(shè)備中，北京中科 信和凱世通均有離子注入機(jī)產(chǎn)品，工藝制程與國際大廠仍有差距。

2.6 CMP 環(huán)節(jié)：CMP 設(shè)備市場頭部集中趨勢明顯，國產(chǎn) CMP 設(shè)備有所突破

化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）工藝通過化學(xué)腐蝕和機(jī)械研磨的協(xié)同作用，細(xì)微地去除硅片表面材料，達(dá)到改 善硅片表面形貌質(zhì)量，提高硅片表面平整度，是目前唯一可同時實(shí)現(xiàn)全局平坦化和局部平坦化的技術(shù)。CMP 設(shè)備可分為多片單面拋光機(jī)和多片雙面拋光機(jī)兩種。硅片制造商根據(jù)用戶需求的不同，將直徑小于 200mm 的硅片分為單面拋光機(jī)和雙面拋光機(jī)兩種。由于化學(xué)機(jī)械拋光是一道加工效率低、加工成本較高的工藝過 程，所以直徑小于 200mm 的單面拋光片一般是在研磨片基礎(chǔ)上對硅片的一個面拋光后形成的產(chǎn)品。制造 工藝上一般采用多片單面拋光機(jī)加工，即在一個拋光臺上采用多拋光頭同時拋光，以提高拋光效率，降低 生產(chǎn)成本。直徑 300mm 的硅片主要為雙面拋光片，一般采用雙面拋光和單面拋光組合工藝。

隨著晶圓制程工藝發(fā)展，所需 CMP 次數(shù)增多，CMP 設(shè)備和 CMP 材料的需求也大幅提升。以存儲器為 例，3D NAND 的平均 CMP 次數(shù)約等于 2D NAND 的兩倍，其中針對非鎢材料的 CMP 次數(shù)超過 60%（集成電 路中用大量的金屬鎢作為導(dǎo)線以傳遞電信號，這些金屬鎢需要拋光處理）。而在晶圓制造的整個環(huán)節(jié)中， 隨著工藝制程從 250nm 微縮到 7nm，CMP 次數(shù)合計(jì)從 8 次增加到 30 次。

全球CMP設(shè)備主要由美國應(yīng)用材料和日本荏原主導(dǎo)。2018年全球CMP設(shè)備市場規(guī)模約18.42億美元， 約占晶圓制造設(shè)備 4%的份額，其中大陸 CMP 設(shè)備市場規(guī)模達(dá) 4.59 億美元，但 90%的高端 CMP 設(shè)備均依 賴于進(jìn)口。根據(jù) Gartner，2017 年，CMP 設(shè)備的供應(yīng)商主要有應(yīng)用材料、日本 Ebara（荏原）和東京精密。2017 年應(yīng)用材料 CMP 設(shè)備的銷售額為 12.45 億美元，市占率 71%，荏原銷售額為 4.67 億美元，市占率 27%。

CMP 設(shè)備市場競爭向頭部集中趨勢明顯，國產(chǎn) CMP 設(shè)備有所突破。在 CMP 設(shè)備市場競爭激烈, CMP 設(shè)備廠商由 1997 年的 20 家逐漸集中在 2017 年的兩家（應(yīng)用材料和荏原），且 CMP 設(shè)備最大的供應(yīng)商美 國應(yīng)材的市場份額依然呈現(xiàn)逐年遞增的態(tài)勢。國內(nèi)目前主要的 CMP 設(shè)備供應(yīng)商為中電科和華海清科，在 長江存儲最新的 30k 產(chǎn)能生產(chǎn)線設(shè)備招標(biāo)中，華海清科在硅、二氧化硅材料 CMP 設(shè)備中標(biāo)多臺，國產(chǎn)化率 分別達(dá)到 33%和 33%，而銅和鎢 CMP 設(shè)備無國內(nèi)廠商中標(biāo)。

2.7 清洗環(huán)節(jié)：盛美/北方華創(chuàng)/至純等多廠商布局，國產(chǎn)替代機(jī)會較大

清洗：清洗分干法清洗和濕法清洗，這里討論濕法清洗。濕法清洗是指針對不同的工藝需求，采用特 定的化學(xué)藥液和去離子水，對晶圓表面進(jìn)行無損傷清洗，以去除集成電路制造過程中的顆粒、自然氧化層、 有機(jī)物、金屬污染、犧牲層、拋光殘留物等物質(zhì)。清洗設(shè)備主要為槽式晶圓清洗機(jī)和單片清洗機(jī)。

晶圓清洗是晶圓制造中頻率最高的工藝，占比達(dá) 33%，一個流程中需要多次清洗。根據(jù)盛美半導(dǎo)體， 一個完整的工藝流程包括：CMP→清洗→涂膠→光刻→刻蝕→清洗→沉積→清洗→離子注入→清洗→CMP， 該流程往往循環(huán)多次，清洗重復(fù)達(dá) 200 次。相比于干法清洗，濕法清洗更加高效，90%的清洗為濕法清洗。

隨著芯片制程不斷萎縮，產(chǎn)線對清洗次數(shù)和清洗效果的要求不斷提升。在過去的 25 年里，芯片制程 每提升一個節(jié)點(diǎn)，清洗步驟增加 15%，同時裸片的良率要求持續(xù)提升。根據(jù)盛美半導(dǎo)體，一條 10 萬片/月 的 DRAM 產(chǎn)線，良率提升 1%可為廠商每年提高 3000-5000 萬美元的利潤。

槽式晶圓清洗機(jī)：可同時對多盒晶圓進(jìn)行清洗，可以做到晶圓干進(jìn)干出。28nm 及更先進(jìn)的濕法清洗 對晶圓表面小顆粒的數(shù)量及刻蝕均勻性的要求越來越高，槽式晶圓清洗機(jī)由于槽體內(nèi)部化學(xué)藥液的差異性、 干燥方式，以及與晶圓接觸點(diǎn)過多，導(dǎo)致無法滿足先進(jìn)支撐的工藝需求，其在整個清洗流程中占約 20%的 步驟。目前，槽式晶圓清洗機(jī)主要由日本 Screen、東京電子和 JET 提供，合計(jì)約占 75%的市場份額，單臺 售價 100-200 萬，高端品牌如如 DNS 和 TEL 的可達(dá) 200-300 萬美元；韓國 Semes 和 Kctech 也可提供此類設(shè) 備，但主要供給韓國；國內(nèi)提供該設(shè)備的有北方華創(chuàng)和至純科技。

單片清洗設(shè)備：在顆粒大小及數(shù)量、速度及均一性、金屬污染控制、表面粗糙度等方面優(yōu)于槽式晶圓 清洗機(jī)，是 28nm 一下先進(jìn)制程晶圓的主要清洗設(shè)備，應(yīng)用于 80%的清洗步驟。單片清洗機(jī)可分為兩類：第一類為單片清洗機(jī)，其清洗目標(biāo)物包括顆粒、有機(jī)物、自然氧化層、金屬雜質(zhì)等污染物；第二類為單晶 圓刷洗機(jī)，其主要用于去除晶圓表面顆粒。從價格看，8 腔設(shè)備 250-300 萬美金。12 腔設(shè)備在 350-500 萬 美金。目前，單片清洗設(shè)備主要由日本 Screen、東京電子和美國泛林半導(dǎo)體提供，合計(jì)占 70%以上的市場 份額，國內(nèi)有盛美半導(dǎo)體、北方華創(chuàng)和至純科技。

清洗設(shè)備市場規(guī)模約 31 億美元，日系廠商占主導(dǎo)。從市場空間看，根據(jù)盛美半導(dǎo)體和 TMR 的數(shù)據(jù)， 2018 年清洗設(shè)備市場規(guī)模約 31 億美元，預(yù)計(jì) 2023 年可達(dá) 43 億美元，2018-2023 年 CAGR=6.8%。從市場 競爭看，全球晶圓清洗設(shè)備市場主要由 Screen（DNS）、 TEL、KLA、泛林等廠商主導(dǎo)，前三名市占率分別為 54%、23%和 10%。根據(jù) Gartner，Screen 是清洗設(shè)備的龍頭廠商，在單片清洗設(shè)備市場，Screen 市占率高 達(dá) 55%，自動清洗臺市場，Screen 市占率 50%以上，洗刷機(jī)市場，Screen 市占率高達(dá) 60%以上。

國內(nèi)廠商方面，盛美半導(dǎo)體、北方華創(chuàng)和至純科技可生產(chǎn)槽式晶圓清洗機(jī)和單片清洗機(jī)。盛美半導(dǎo)體 處于領(lǐng)先地位，生產(chǎn)單片清洗機(jī)，在國內(nèi)有比較深厚客戶基礎(chǔ)；芯源微側(cè)重單片清洗機(jī)，北方華創(chuàng)和至純 科技槽式和單片均有布局，三者均已獲得國內(nèi)大客戶訂單，營收規(guī)模尚小。（略）

2.8 過程控制環(huán)節(jié)：國產(chǎn)化率相對較低，本土具備關(guān)鍵尺寸膜厚測量能力 

過程控制設(shè)備是應(yīng)用于工藝過程中的測量類設(shè)備和缺陷檢查類設(shè)備的統(tǒng)稱。在芯片生產(chǎn)過程中，過程 控制設(shè)備要對經(jīng)過每一道工藝的晶圓進(jìn)行無損的定量測量和檢查，以保證工藝的關(guān)鍵物理參數(shù)（如薄膜厚 度、電阻、摻雜濃度、線寬、溝/孔深度、側(cè)壁角、缺陷等）滿足工藝指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的“致命”缺陷 并對其進(jìn)行分類，剔除不合格的晶圓，避免后續(xù)工藝的浪費(fèi)。過程控制設(shè)備是保證芯片生產(chǎn)線快速進(jìn)入量 產(chǎn)階段并獲取穩(wěn)定的高成品率和高經(jīng)濟(jì)效益關(guān)鍵設(shè)備。隨著工藝節(jié)點(diǎn)的推進(jìn)和工藝的復(fù)雜化，越來越多的 過程控制設(shè)備需要穿插在工藝流程中間，以提升芯片的成品率。

過程檢測市場與晶圓制造市場景氣度有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)，因?yàn)檫^程控制設(shè)備是晶圓制造環(huán)節(jié)必要設(shè)備。根 據(jù)科磊的數(shù)據(jù)，晶圓制造市場規(guī)模在 2013-2018 年持續(xù)增長，2019 年有所萎縮。相應(yīng)地，過程控制市場規(guī) 模 2013-2018 年持續(xù)增長，2019 年有所萎縮，市場規(guī)模約 50 億美元。根據(jù) VLSI，2019 年過程控制設(shè)備市 場規(guī)模達(dá) 58 億美元，約占半導(dǎo)體設(shè)備整體市場的 10%，同比 2018 年下滑 1.5%。

過程控制設(shè)備中，市場占比較大的有圖形晶圓光學(xué)檢測設(shè)備（32%）、掩膜檢查設(shè)備（13%）、薄膜測 量設(shè)備（12%）和關(guān)鍵尺寸掃描電子顯微鏡（10%），合計(jì)占比 67%。競爭格局看，科磊（KLA）是過程控 制設(shè)備市場的絕對龍頭，其在膜厚測量、套刻誤差測量、OCD（光學(xué)關(guān)鍵尺寸）測量、無圖案檢測、有圖 案檢測和掩膜版檢測等細(xì)分均有最高市占率，此外，Nova、ASML、Nanomerics 和 AMAT 也占有一定市場。

目前國內(nèi)先進(jìn)晶圓生產(chǎn)線的過程控制設(shè)備仍以國際廠商產(chǎn)品為主，國內(nèi)廠商獲得的訂單仍較少，整體 國產(chǎn)化率還很低。以長江存儲 30k 產(chǎn)能產(chǎn)線招標(biāo)為例，檢測設(shè)備方面，中科飛測中標(biāo) 5 臺表面形貌檢測設(shè) 備，占比 100%；測量設(shè)備方面，上海睿勵中標(biāo) 2 臺膜厚量測設(shè)備，占比 7.7%，精測半導(dǎo)體中標(biāo) 3 臺集成 式膜厚關(guān)鍵尺寸量測設(shè)備，占比 10%。（略）

三、IC 封裝設(shè)備國產(chǎn)化相對成熟，測試分選環(huán)節(jié)正加速突破

3.1 封裝設(shè)備：國內(nèi)封裝設(shè)備從傳統(tǒng)往高端突破，全環(huán)節(jié)配套能力需努力 

IC 封裝可分為四級，通常的電子封裝是指零級和一級封裝。IC 封裝是利用膜技術(shù)及微細(xì)加工技術(shù)，將 芯片及其他要素在框架或基板上布置、粘貼固定及連接，引出接線端子并通過可塑性絕緣介質(zhì)灌封固定， 構(gòu)成整體結(jié)構(gòu)的工藝。一般地，封裝可分為四個級別，通常的電子封裝指的是零級和一級封裝：

1） 零級封裝（Wafer level）：晶圓級封裝，采用檢測、減薄、劃片等工藝，主要涉及的封裝設(shè)備有晶圓 探針臺、晶圓減薄機(jī)、激光切割機(jī)、砂輪等；

2） 一級封裝（Chip level）：單晶片和多晶片組裝，采用互連和封裝等工藝，傳統(tǒng)封裝主要涉及的封裝設(shè) 備有黏片機(jī)、引線鍵合機(jī)、芯片倒裝機(jī)、塑封機(jī)、切筋成型機(jī)、引線電鍍機(jī)和激光打標(biāo)機(jī)等；先進(jìn) 封裝如 WLCSP 等，還需使用封裝用光刻機(jī)、凸點(diǎn)制造設(shè)備、植球機(jī)和金屬沉積設(shè)備等；

3） 二級封裝（Board level，PCB 級封裝）和三級封裝（System level，整機(jī)組裝）：主要有通孔插裝技術(shù) （THT）和表面貼裝技術(shù)（SMT），涉及的設(shè)備有點(diǎn)膠機(jī)、回流爐、貼片機(jī)、封焊設(shè)備、清洗機(jī)、自 動光學(xué)檢測設(shè)備等；

按技術(shù)發(fā)展水平分，IC 封裝可分為傳統(tǒng)封裝和先進(jìn)封裝，先進(jìn)封裝會用到一部分前道設(shè)備（晶圓制造 設(shè)備）。先進(jìn)封裝技術(shù)與傳統(tǒng)封裝技術(shù)可以按是否焊線來區(qū)分，先進(jìn)封裝技術(shù)包括倒裝芯片封裝（FC）、扇 出型封裝（Fan-out）、晶圓級封裝（WLP）、系統(tǒng)級封裝（SiP）和三維（3D）封裝等非焊線形式，在提升芯 片性能方面展現(xiàn)巨大優(yōu)勢。傳統(tǒng)封裝工藝大致分為背面減薄、晶圓切割、貼片、引線鍵合、模塑、電鍍、 切筋/成型等工藝，用到減薄機(jī)、劃片機(jī)、焊線機(jī)、貼片機(jī)、倒裝機(jī)和回流爐等，而先進(jìn)封裝還會用到光刻、 刻蝕、電鍍、PVD、CVD 等前道設(shè)備。

封裝測試設(shè)備市場規(guī)模較晶圓制造設(shè)備小，2019 年合計(jì)約 78 億美元。全球半導(dǎo)體設(shè)備市場中，封裝 設(shè)備市場較小，封裝設(shè)備約占 6%，測試設(shè)備約占 9%；而在中國半導(dǎo)體設(shè)備市場中，封裝設(shè)備約占 7%， 測試設(shè)備約占 10%。根據(jù) SEMI，2010-2018 年全球封裝設(shè)備市場規(guī)模年均增長 6.9%，2018 年全球封裝設(shè) 備市場規(guī)模達(dá)到 40 億美元，2019 年，收到貿(mào)易沖突和下游需求不景氣的影響，全球封裝設(shè)備市場規(guī)模下 滑 26.58%至 29 億美元，預(yù)計(jì) 2019 年回暖增長至 32 億美元。

半導(dǎo)體封裝設(shè)備種類繁多，日系、歐美廠商主導(dǎo)市場。封裝設(shè)備多達(dá)十幾種，主要有黏片機(jī)、劃片機(jī)、 鍵合機(jī)、減薄機(jī)等，其中鍵合機(jī)占比最大達(dá) 31%，其次為黏片機(jī)，占比 18%，劃片機(jī)占比 15%。各類封裝 設(shè)備市場呈寡頭壟斷格局，如日本 Disco 壟斷了全球 80%以上的封裝關(guān)鍵設(shè)備減薄機(jī)和劃片機(jī)市場，其他 廠商還包括 ASM Pacific、K&S、Besi 等。

國內(nèi)封裝設(shè)備整體上處于低端，在高端封裝工藝中應(yīng)用很少，個別機(jī)型依靠定制化需求打入市場，尚 未形成批量生產(chǎn)帶動高端研發(fā)的良性循環(huán)，主要原因在于：1）核心零部件“卡脖子”，如氣浮主軸限制了 高端減薄機(jī)和劃片機(jī)的發(fā)展；2）設(shè)備研發(fā)投入高，設(shè)備試錯成本高，難以形成市場反哺研發(fā)；3）國產(chǎn)封 裝設(shè)備可靠性相對較差，客戶不接受國產(chǎn)設(shè)備，與第 2 點(diǎn)形成惡性循環(huán)；4）高端技術(shù)人才和團(tuán)隊(duì)匱乏。

國內(nèi)產(chǎn)業(yè)高度分散，未出現(xiàn)代表性的企業(yè)。根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會封裝分會統(tǒng)計(jì)，2018 年封裝設(shè)備 與磨具行業(yè)銷量達(dá) 4764 臺（套），實(shí)現(xiàn)銷售收入 17.17 億元，年產(chǎn)能達(dá) 6609 臺（套），表中 12 家廠商銷量 占比 53.8%，收入占比 62.5%，行業(yè)高度分散，尚未出現(xiàn)代表性的龍頭企業(yè)。

從國內(nèi)封裝設(shè)備的研究和發(fā)展情況來看，本土產(chǎn)品可滿足 LQFN、QFP、IGBT、RFID、WLP 等封裝工藝 的需求，部分設(shè)備如軟焊料裝片機(jī)和測試分選機(jī)達(dá)國際先進(jìn)水平，打入國內(nèi)封裝廠供應(yīng)鏈。

先進(jìn)封裝設(shè)備國產(chǎn)化率正逐步提高，傳統(tǒng)封裝設(shè)備國產(chǎn)化率較低。根據(jù)中國電子專用設(shè)備工業(yè)協(xié)會統(tǒng) 計(jì)，目前 12 英寸晶圓先進(jìn)封裝、測試生產(chǎn)線設(shè)備中，已有 17 種實(shí)現(xiàn)高度國產(chǎn)化，國產(chǎn)化率可達(dá) 70%。封 裝用光刻機(jī)，倒裝、刻蝕、PVD、清洗、顯影、勻膠等設(shè)備均已滿足國內(nèi)先進(jìn)封裝需求，部分實(shí)現(xiàn)批量銷 售。先進(jìn)封裝用前道設(shè)備國產(chǎn)率較高，光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、植球機(jī)等超過 50%，但傳統(tǒng)封裝設(shè)備國產(chǎn)化率整 體不超過 10%，主要設(shè)備如劃片機(jī)和鍵合機(jī)等仍然嚴(yán)重依賴進(jìn)口，傳統(tǒng)封裝設(shè)備是被忽視環(huán)節(jié)，亟需支持。

分設(shè)備來看： 

1）鍵合機(jī)：鍵合機(jī)主要包括臨時鍵合/解鍵合機(jī)、晶圓鍵合機(jī)和引線鍵合機(jī)。臨時鍵合/解鍵合機(jī)主要 功能為將圓片臨時鍵合至剛性承載襯底上，以便進(jìn)行減薄。晶圓鍵合機(jī)主要功能是將圓片互連，并使其達(dá) 到一定的界面鍵合強(qiáng)度。臨時鍵合/解鍵合機(jī)和晶圓鍵合機(jī)的主要廠商為奧地利 EVG 和德國 SUSS，國內(nèi)則 有深圳創(chuàng)異佳、蘇州美圖和上海微電子裝備。

引線鍵合機(jī)是芯片封裝互連核心設(shè)備，關(guān)鍵參數(shù)為鍵合精度、工作臺定位精度、鍵合速度、鍵合間距、 焊線直徑、每小時產(chǎn)出（UPH）等。目前全自動鍵合機(jī)主要為 K&S 和 ESEC 兩家主導(dǎo)，ASM、SHIKAWA 和 KAIJO 等公司緊隨其后，其他種類鍵合機(jī)廠商主要有中電科、大族激光、北京創(chuàng)世杰科技、深圳開玖自動 化等，國產(chǎn)鍵合機(jī)與國際技術(shù)差距仍然較大。中電科 Octopus 系列晶圓鍵合機(jī)在 3D 封裝、WLP Fan-out 技 術(shù)、多芯片堆疊技術(shù)及 Panel 級 Fan-out 技術(shù)等先進(jìn)封裝工藝應(yīng)用，已批量向國內(nèi)龍頭封裝廠提供。

2）貼片機(jī)（黏片機(jī)）：主要功能是將芯片安裝固定在封裝基板或外殼上。國際上貼片機(jī)型涵蓋 150mm、 200mm 和 300mm 晶圓，主流為 300mm，其關(guān)鍵技術(shù)是整機(jī)運(yùn)動控制、芯片拾放和圖像識別。對于芯片拾 放，要求速度快、精度高。黏片機(jī)的主要廠商包括 Besi、ASM、ECSC、Hoson 等廠商，國內(nèi)廠商主要有大 連佳峰自動化、上海螣芯電子等，其定位精度、生產(chǎn)效率和適用芯片尺寸與國際廠商產(chǎn)品仍有差距。

3）劃片機(jī)（切割機(jī)）：分為砂輪劃片機(jī)和激光劃片機(jī)，主要功能為利用砂輪/激光對晶圓等被加工物 進(jìn)行切割或開槽。砂輪劃片機(jī)用于 IC、LED、太陽能電池、電阻等，主要國際廠商有日本 Disco、東京精密、 日本 OKAMOTO、以色列 Camtek 等，國內(nèi)有北京中科電、盛美半導(dǎo)體、上海新陽、沈陽芯源、蘇州偉仕泰 克等。激光劃片機(jī)精度、效率更高，用于切割晶圓、藍(lán)寶石晶圓、MEMS、薄膜太陽能電池等，主要國際 廠商有日本 Disco、美國 JPSA、瑞士 Synova 等，國內(nèi)廠商包括中電科 45 所、北京科創(chuàng)源光電、沈陽儀器 儀表工藝研究所、西北機(jī)器、匯盛電子、蘭州蘭新華工激光、大族激光等。

以中電科為代表的的國內(nèi)廠商，晶圓劃片機(jī)取得了一定突破。以國產(chǎn) 12 英寸晶圓劃片機(jī)為例，12 英 寸劃片機(jī)具有多片切割、效率高、精度高、節(jié)約人力成本等特點(diǎn)，國內(nèi)封裝企業(yè)迫切需要便宜的 12 英寸 晶圓劃片機(jī)。中電科在國家“02 專項(xiàng)”的支持下，從 2014 年投入研發(fā) 12 英寸劃片機(jī)，突破雙軸結(jié)構(gòu)工作 臺橋接技術(shù)、大直徑薄晶圓傳輸技術(shù)、高剛度氣浮主軸技術(shù)以及刀痕識別分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)。2017 年底在蘇州晶方完成工藝驗(yàn)證，經(jīng)過 2018 年一年的技術(shù)積累，在 2019 年取得重要技術(shù)突破和市場突破， 實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)，簽訂合同金額過千萬元。

3.2 測試探針分選設(shè)備：長川科技/華峰測控逐漸突破，高端產(chǎn)品正大力布局 （略）

集成電路芯片的生產(chǎn)主要分為 IC 設(shè)計(jì)、IC 前道制造和 IC 后道封裝測試，檢測貫穿生產(chǎn)流程的始終。 集成電路檢測根據(jù)工藝所處的環(huán)節(jié)可以分為設(shè)計(jì)驗(yàn)證、前道量檢測和后道檢測。設(shè)計(jì)驗(yàn)證用于 IC 設(shè)計(jì)階段， 前道量檢測貫穿晶圓制造過程始終，后道檢測主要運(yùn)用于晶圓制造之后、IC 封裝環(huán)節(jié)內(nèi)。

測試機(jī)在測試設(shè)備中占主要市場，其中 SoC 測試機(jī)占比最大。測試機(jī)按應(yīng)用可分為存儲器測試機(jī)（包 括 DRAM 和 NAND 等非易失性存儲器）和非存儲器測試機(jī)（包括 SoC、數(shù)字芯片、模擬/混合電路芯片）， 從測試設(shè)備市場看，測試機(jī)占比最大，合計(jì) 64%以上，其中 SoC 測試機(jī)占主導(dǎo)，分選機(jī)和探針臺分別占 16% 和 15%。

從市場空間看，測試機(jī)市場快速成長，2018 年達(dá) 37 億美元。根據(jù) VLSI，2018 年全球測試機(jī)市場規(guī)模 達(dá) 37 億美元，同比增長 25.5%。愛德萬預(yù)計(jì) 2019 年存儲器測試機(jī)將成為高增長點(diǎn)，存儲器測試機(jī)市場將 增長 20%，非存儲器測試設(shè)備市場增長 5%，測算 2019 年全球測試機(jī)市場規(guī)模達(dá) 39.5 億美元。隨著封測產(chǎn) 業(yè)開始新一輪景氣周期，測試設(shè)備進(jìn)入上升周期。國內(nèi)模擬測試機(jī)市場規(guī)模為 4.3 億元，國內(nèi) SoC 類測試 機(jī)市場規(guī)模約為 8.5 億元，約為模擬測試機(jī)市場 2 倍，本土企業(yè)有望從模數(shù)混合逐漸向 SoC 測試機(jī)突破。

從競爭格局看，測試機(jī)市場由國際廠商主導(dǎo)。國際廠商如日本愛德萬、美國泰瑞達(dá)、科利登和科休等 占主導(dǎo)地位，合計(jì)市占率可達(dá) 75%。各家廠商側(cè)重不同，泰瑞達(dá)在 SoC 測試機(jī)領(lǐng)域具有絕對優(yōu)勢，市占率 接近 50%，能夠提供模擬、混合信號、存儲器及超大規(guī)模集成電路測試；愛德萬側(cè)重存儲器測試機(jī)，其存 儲器測試機(jī)市占率達(dá) 60%，SoC 測試機(jī)市占率達(dá) 35%；科利登和科休則布局測試機(jī)和分選機(jī)。

國內(nèi)廠商在模擬/混合電路測試和分立器件測試領(lǐng)域可實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代，國產(chǎn)化率較高，但在存儲器和 SoC 測試機(jī)鄰域?qū)嵙Ρ∪?。其中華峰測控、長川科技和宏測半導(dǎo)體等模擬/混合電路測試機(jī)年出貨量接近 700 臺，占國內(nèi)模擬測試機(jī)市場份額的 85%，聯(lián)動科技、宏邦電子分立器件測試機(jī)國內(nèi)市場份額超過 90%。而在 SoC 和存儲器鄰域，本土企業(yè)還尚未形成成熟的產(chǎn)品和市場突破。華峰測控正計(jì)劃進(jìn)入 SoC 測試機(jī)市 場，其募投項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)后可實(shí)現(xiàn) 200 套 SoC 測試機(jī)的產(chǎn)能；長川科技聚焦于模擬/混合電路和大功率測試機(jī)；而精測電子和華興源創(chuàng)則深耕面板檢測設(shè)備。（略）

考慮到產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移背景下，本土設(shè)備需求增速將顯著高于全球，根據(jù)測算，我們預(yù)計(jì)探針臺大陸市場規(guī) 模將從 18 年 10.8 億元增長至 2020 年 18 億元，CAGR 接近 30%，而分選機(jī)大陸市場規(guī)模有望從 18 年 11.5 億元增長至 2020 年 22.2 億元，CAGR 約 40%。

國產(chǎn)替代為本土廠商帶來良機(jī)。國內(nèi)測試設(shè)備制造龍頭自 2012 年以來實(shí)現(xiàn)了年復(fù)合超過 50%的快速 增長，這種增長主要受益于國產(chǎn)替代，但目前國內(nèi) 90%以上市場份額仍被海外公司占據(jù)。測試設(shè)備中，探 針臺精度要求在 1 微米級別，因此技術(shù)壁壘高，市場被日本東京電子和東京精密壟斷，分選機(jī)則一定程度 上實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)替代，長川科技在國內(nèi)市場份額約 12%。在國家政策支持本土半導(dǎo)體公司發(fā)展的大背景下， 國產(chǎn)替代正在加速推進(jìn)且空間十分廣闊，當(dāng)前是切入測試設(shè)備領(lǐng)域的黃金時期。

探針臺國產(chǎn)自給率幾乎為 0，本土廠商處于市場導(dǎo)入階段。國內(nèi)主要有三家：中電 45 所曾一度在國內(nèi) 市占率達(dá)到 67%，但因技術(shù)劣勢，市占率被壓縮；長川科技已研發(fā) 8 英寸和 12 英寸探針臺，8 英寸已開始 發(fā)貨；深圳矽電可量產(chǎn)探針臺。分選機(jī)方面，本土廠商國內(nèi)市占率約 12%，國內(nèi)廠商有一定突破。本土分 選機(jī)企業(yè)主要有長川科技（重力式和平移式）、華興源創(chuàng)（平移式、轉(zhuǎn)塔式）、金海通（平移式）、上海中藝（重力式）等。其中，長川科技已通過長電科技的驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了批量銷售，華興源創(chuàng)實(shí)現(xiàn)了小批量銷售。（略）

四、硅片設(shè)備在 6-8 寸具備自給能力，12 寸大硅片建設(shè)帶動配套機(jī)會

4.1 硅片生長加工設(shè)備：長晶爐 8 寸往 12 寸突破，研磨拋光設(shè)備國產(chǎn)化較低

硅片制造設(shè)備將純凈的多晶硅材料制造成一定直徑和長度的硅單晶棒，然后將硅單晶棒經(jīng)過一系列的 機(jī)械加工、化學(xué)處理等工序，制造成具有一定幾何精度要求的硅片或外延片，為集成電路制造提供所需硅 襯底。硅片制備的一般流程為：晶體生長→滾磨/整形→切片→退火→倒角→研磨→刻蝕→拋光→清洗→檢 測，涉及眾多專用設(shè)備，其中單晶爐、拋光機(jī)和檢測設(shè)備是核心設(shè)備，其投資額分別占設(shè)備投資的 25%、 25%和 15%。

晶體生長工藝主要有直拉法和區(qū)熔法，對應(yīng)設(shè)備為直拉單晶爐和區(qū)熔單晶爐。直拉法是目前主要的晶 體生長工藝，目前 85%以上的單晶硅通過直拉法生長。熱場系統(tǒng)是直拉單晶爐硅單晶成晶的最重要條件之 一，熱場的溫度直接影響硅單晶直拉過程和成品單晶的質(zhì)量，因而熱場的結(jié)構(gòu)和效能是直拉單晶爐的核心 技術(shù)之一。直拉單晶爐目前的供應(yīng)商國際上有美國 Linton Crystal 、日本菲洛泰克和德國 PVA TePla，國內(nèi) 主要有西安理工晶體科技、晶盛機(jī)電、京運(yùn)通、七星華創(chuàng)等。

區(qū)熔法生產(chǎn)的硅單晶純度較高，但直徑較小、工藝成本較高，目前能制備的單晶棒直徑最大為 200mm， 主要用于電力電子期間、光敏二極管、射頻探測器和紅外探測器等，供應(yīng)商國際上有德國 PVA TePla，國內(nèi) 有西安理工晶體科技、晶盛機(jī)電、京運(yùn)通。

1）單晶爐市場規(guī)模約 30 億，國產(chǎn)化率較高，可達(dá) 77%。國內(nèi) 8 英寸單晶爐已逐步開始實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化替 代，12 寸單晶爐開始小批量生產(chǎn)（國內(nèi)僅晶盛機(jī)電和南京晶能）。代表廠商晶盛機(jī)電 8 英寸單晶爐已產(chǎn)業(yè) 化，12 寸單晶爐小批量生產(chǎn)，此外還布局硅片制造其他專用設(shè)備，成功研發(fā) 6-12 英寸晶體滾圓機(jī)、截?cái)?機(jī)、雙面研磨機(jī)及 6-8 英寸的全自動硅片拋光機(jī)，已逐步批量銷售。

2） 拋光機(jī)市場規(guī)模約20億，目前國產(chǎn)化率幾乎為0。國內(nèi)拋光機(jī)采購依賴日本Speedfam、日本Fujikoshi、 美國 PR Hoffman、德國 Lapmaster 等，國內(nèi)廠商如晶盛機(jī)電成功研發(fā) 6-8 英寸拋光機(jī)，中電科、蘇州赫瑞 特電子、湖南宇晶機(jī)器等也有生產(chǎn)。

3）檢測設(shè)備市場空間巨大，依賴進(jìn)口，國產(chǎn)化空間較大。檢測環(huán)節(jié)設(shè)備與前道測試/過程控制設(shè)備貫 穿于芯片制造環(huán)節(jié)，檢測設(shè)備在前述章節(jié)論述。

晶盛機(jī)電：布局硅片環(huán)節(jié)，包括長晶設(shè)備、切片設(shè)備、加工設(shè)備等。2007 年研制出國內(nèi)首臺全自動直 拉式單晶爐；2009-2011 年承擔(dān)了 02 專項(xiàng)中“300mm 硅單晶直拉生長裝備的開發(fā)”和“8 英寸區(qū)熔硅單晶 爐國產(chǎn)化設(shè)備研制”兩個項(xiàng)目；2012 年實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體級單晶硅棒的研制，次年成功研制區(qū)熔單晶爐；2014 年區(qū)熔單晶爐商業(yè)化。目前，晶盛機(jī)電已成長為國內(nèi)單晶爐研制的龍頭企業(yè)，產(chǎn)品應(yīng)用于光伏、集成電路、 LED 等，客戶包括有研半導(dǎo)體、鄭州合晶、金瑞泓、天津環(huán)歐、中環(huán)、宜昌南玻、包頭晶澳等，其中中環(huán) 為第一大客戶。

大硅片單晶爐國內(nèi)供應(yīng)商稀少，晶盛機(jī)電可供應(yīng)大尺寸硅片單晶爐，業(yè)務(wù)布局延伸至磨切拋光等設(shè)備。國內(nèi)僅少數(shù)半導(dǎo)體設(shè)備廠商能供應(yīng)單晶爐，僅限于 6-10 英寸小硅片，切大硅片均勻性和缺陷密度等關(guān)鍵 指標(biāo)達(dá)不到客戶要求。晶盛機(jī)電單晶爐可制備 6-18 英寸硅片，滿足下游廠商需求。此外，晶盛機(jī)電成功研 發(fā)了 6-12 英寸晶體滾圓機(jī)、截?cái)鄼C(jī)、雙面研磨機(jī)及 6-8 英寸的全自動硅片拋光機(jī)，已逐步批量銷售，出貨 體量和營收規(guī)模相對于晶體生長設(shè)備還比較小。

晶體硅生長設(shè)備出貨和營收年年攀升，毛利維持在高水平。收入方面，晶盛機(jī)電晶體硅生長設(shè)備， 2018 年實(shí)現(xiàn)晶體硅生長設(shè)備銷售 1344 臺，收入 19.40 億元，同比增長 23.4%。毛利方面，晶盛機(jī)電毛利率保持 在 40%-50%的水平，整體穩(wěn)健。未來隨著國產(chǎn)大硅片項(xiàng)目陸續(xù)推進(jìn)，帶動晶盛相關(guān)硅片設(shè)備營收增長。

全球?qū)?12 寸大硅片需求強(qiáng)勁，長期維持供需偏緊態(tài)勢。而硅片產(chǎn)能和份額主要被日本信越（28%） 、 日本 SUMCO（25%）、中國臺灣環(huán)球晶（17%）、德國 Siltronic（15%）和韓國 LG Siltron（9%）占據(jù)，合計(jì) 94% 的份額，而 12 英寸大硅片前五家合計(jì)份額高達(dá) 98%，其他硅片廠商包括法國 Soitec、上海硅產(chǎn)業(yè)、北京有 研、浙江金瑞泓等。硅片尺寸看，12 寸占比 63%，8 寸占比 27%，6 寸占比 10%；下游應(yīng)用領(lǐng)域看，12 寸 硅片以先進(jìn)邏輯芯片、存儲芯片為主，而 8 寸硅片使用中，23%用于模擬器件，21%用于 MOS 管，17%用 于光電器件，16%用于分立器件。全球硅片市場規(guī)模在百億美金，本土半導(dǎo)體晶圓線產(chǎn)能建設(shè)力度較大， 帶動對大硅片及國產(chǎn)化的需求，硅片相關(guān)設(shè)備國產(chǎn)化空間巨大。

2020 年國內(nèi)對 12 寸大硅片需求預(yù)計(jì)為 105 萬片，對 8 寸硅片需求預(yù)計(jì)為 96.5 萬片，本土規(guī)劃的 12 寸和 8 寸硅片產(chǎn)線若滿產(chǎn)，可完全覆蓋國內(nèi)市場對硅片需求。目前，國內(nèi)規(guī)劃中的 12 寸大硅片合計(jì)：662 萬片，包括：新昇 60 萬片，金瑞泓 40 萬片，中環(huán)領(lǐng)先 52 萬片，奕斯偉 50 萬片，寧夏銀和 20 萬片，鄭 州合晶 20 萬片，有研德州 30 萬片，杭州中芯 20 萬片，超硅 85 萬片、中晶嘉興 100 萬片等。國內(nèi)規(guī)劃中 的 8 寸大硅片合計(jì)：345 萬片，包括：超硅 50 萬片，中環(huán)領(lǐng)先 105 萬片，金瑞泓 52 萬片，寧夏銀和 50 萬片，鄭州合晶 20 萬片，有研德州 23 萬片，杭州中芯 35 萬片。

目前規(guī)劃硅片項(xiàng)目總投資額在 1400 億，其中設(shè)備相關(guān)投資約 1100 億元，如果按照 4-5 年的投資計(jì)劃 來看，預(yù)計(jì)年均設(shè)備需求在 225 億元左右。具體看：硅片制造設(shè)備—單晶爐 56 億元；整型設(shè)備—滾輪截 斷機(jī) 25 億元，切片機(jī) 11 億元，磨片機(jī)+倒角機(jī) 23 億元，拋光機(jī) 34 億元，清洗機(jī) 23 億元；檢測設(shè)備 34 億元。晶盛機(jī)電、北方華創(chuàng)、京運(yùn)通、中電 45 所等長晶、切磨拋、清洗等環(huán)節(jié)廠商的硅片設(shè)備廠商，有 望受益與本土硅片產(chǎn)線大規(guī)模興建。

五、投資建議

站在 2020 年當(dāng)下展望未來，疫情雖影響部分下游終端出貨節(jié)奏及需求，但 5G 商業(yè)化正在開啟，5G 換機(jī)和創(chuàng)新周期長線趨勢確定，終端側(cè)和功能端迎來需求增量，核心半導(dǎo)體元件迎來量價提升。另一方面， 19 年半導(dǎo)體景氣度逐漸好轉(zhuǎn)，20 年貿(mào)易環(huán)境和行業(yè)供需的不確定性雖有增加，但長維度的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈 國產(chǎn)替代邏輯正在加速兌現(xiàn)。本土在設(shè)計(jì)、制造、封測、存儲等環(huán)節(jié)大力布局不斷突破，部分領(lǐng)域已追趕 至國際水平。設(shè)備和材料環(huán)節(jié)作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上游核心部分，也正受到重視和扶持，有望加速本土配套。

2019 年全球半導(dǎo)體設(shè)備市場約 576 億美金，大陸地區(qū)約 130 億美金，占比約 22.4%，但泛半導(dǎo)體設(shè)備 國產(chǎn)率約16%， IC設(shè)備僅為5%，全球Top5設(shè)備廠商份額約80%集中度較高。設(shè)備投資中晶圓制造約占80%， 封裝約占 6%，測試約占 9%。未來三年大陸將新建多條晶圓線，年均設(shè)備需求在千億元，國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備 企業(yè)不斷突破呈現(xiàn)營收高速增長趨勢，在國內(nèi)產(chǎn)線的份額不斷提升，未來有望持續(xù)受益于本土配套機(jī)會。

本土企業(yè)在特色工藝具備競爭力，存儲投資力度大規(guī)劃明確，先進(jìn)/成熟制程逐漸進(jìn)步，晶圓產(chǎn)能新建 給本土設(shè)備企業(yè)帶來配套機(jī)會。目前國內(nèi)設(shè)備商 28nm 產(chǎn)線批量供應(yīng)，14nm 逐步驗(yàn)證，看好國產(chǎn)設(shè)備在 28nm 及以上產(chǎn)線機(jī)會。我們認(rèn)為半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化容易程度：（1）產(chǎn)品上，功率器件>數(shù)字模擬器件>邏 輯芯片；（2）制程上，特色工藝>成熟制程（28nm 及以上）>先進(jìn)制程；（3）尺寸上，4-6 寸>8 寸> 12 寸。

從技術(shù)水平看，刻蝕/鍍膜/清洗/CMP/熱處理等設(shè)備的國產(chǎn)化水平較高，在先進(jìn)的 28/14nm 晶圓線和 存儲線批量應(yīng)用，份額逐年提升，基本超過 15%；而光刻、涂膠顯影、離子注入、量測設(shè)備、測試分選等 環(huán)節(jié)相較國際水平有一定差距，但也有份額突破，不超過 5%。國產(chǎn)光刻機(jī)目前最高到 90nm 節(jié)點(diǎn)，在功率 等特色工藝線有所突破；離子注入在光伏及 45-22nm 低能大束流方面取得突破；量測設(shè)備主要集中在膜厚 等關(guān)鍵尺寸測量上。而其他封測設(shè)備如探針臺、測試機(jī)、分選機(jī)等在數(shù)字芯片等先進(jìn)應(yīng)用上仍有差距。

大陸半導(dǎo)體進(jìn)口替代正加速，建議關(guān)注：北方華創(chuàng)（刻蝕/鍍膜/熱處理/清洗）、中微公司（刻蝕/鍍膜）、 盛美（清洗）、至純科技（高純工藝/清洗） 、上海微電子（光刻機(jī)）、華海清科/中科信（CMP）、中電 48 所 /萬業(yè)企業(yè)（離子注入）、屹唐（刻蝕/熱處理/去膠）、 沈陽拓荊（PECVD）、 芯源微（涂膠顯影/去膠/清洗） 、 上海精測/上海睿勵（過程控制測試）、長川科技/華峰測控/華興源創(chuàng)（測試分選）、晶盛機(jī)電（硅片長晶） 。