因為半導體制造工藝復雜，各個不同環(huán)節(jié)需要的設備也不同，從流程分類來看，半導體設備主要可分為硅片生產過程設備、晶圓制造過程設備、封測過程設備等。這些設備分別對應硅片制造、集成電路制造、封裝、測試等工序，分別用在集成電路生產工藝的不同工序里。

以集成電路各類設備銷售額推算各類設備比例，在整個半導體設備市場中，晶圓制造設備為主體占比81%，封裝設備占6%，測試設備占8%，其他設備占5%。而在晶圓制造設備中，***、刻蝕機、薄膜沉積設備為核心設備，大約分別占晶圓制造環(huán)節(jié)設備成本的24%、24%、18%。

上文提到，不同設備在半導體制造過程中分工不同，那么，***、刻蝕機和薄膜沉積設備會在各個工藝環(huán)節(jié)起到什么作用呢？國內外各大半導體設備廠商，又在哪些子領域較為突出？

一分鐘帶你讀懂半導體設備“分工”

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半導體芯片在制作過程中需要經歷材料制備、掩膜、光刻、刻蝕、清洗、摻雜、機械研磨等多個工序，其中以光刻流程最為關鍵，***是半導體芯片制造中最精密復雜、難度最高、價格最昂貴的設備，是整個制造流程工藝先進程度的重要指標。

目前市場最為廣泛應用的是浸入式***和EUV***。EUV***是最新的技術應用，其出現原因是隨著制程不斷微縮，在從32/28nm節(jié)點邁進22/20nm節(jié)點時，由于光刻精度不足，需使用二次曝光等技術來實現，設備與制作成本雙雙提高，摩爾定律失效，晶體管的單位成本首次出現不降反升。

雖然EUV***早已開始出貨，但由于其成本昂貴且交期長，一般的公司難以采購，因此現在***市場主要以193nmArF***為主。

刻蝕機

刻蝕也是集成電路制造工藝中的重要流程，是與光刻相聯(lián)系的圖形化處理的一種主要工藝?？涛g利用顯影后的光刻膠圖形作為掩模，在襯底上腐蝕掉一定深度的薄膜物質，隨后得到與光刻膠圖形相同的集成電路圖形。

刻蝕技術按工藝分類可分為濕法刻蝕與干法刻蝕，其中濕法刻蝕又包括化學刻蝕與電解刻蝕，干法刻蝕包括離子銑刻蝕、等離子體刻蝕與反應離子刻蝕。干法刻蝕則是目前主流的刻蝕技術，其中以等離子體干法刻蝕為主導。

等離子體刻蝕機是一種大型真空的全自動的加工設備，一般由多個真空等離子體反應腔和主機傳遞系統(tǒng)構成。等離子體刻蝕設備的分類與刻蝕工藝密切相關，其原理是利用低溫等離子體中處于激發(fā)態(tài)的游離基和化學性質活潑的中性原子團，與被刻蝕材料間發(fā)生化學反應。

根據產生等離子體方法的不同，干法刻蝕主要分為電容性等離子體刻蝕和電感性等離子體刻蝕。電容性等離子體刻蝕主要是以高能離子在較硬的介質材料上，刻蝕高深寬比的深孔、深溝等微觀結構；而電感性等離子體刻蝕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和較薄的材料。這兩種刻蝕設備涵蓋了主要的刻蝕設備應用。

薄膜沉積設備

薄膜沉積工藝，是一連串涉及原子的吸附、吸附原子在表面的擴散及在適當的位置下聚結，在晶圓上沉積一層待處理的薄膜的過程。薄膜制備包括沉積法與生長法，其中以沉積法最為常見，涵蓋物理沉積（PVD）與化學沉積（CVD）。

PVD與CVD技術各有優(yōu)缺，PVD通過加熱源材料，使原子或分子從源材料表面逸出，從而在襯底上生長薄膜，包括真空蒸鍍和濺射鍍膜。真空蒸鍍指在真空中，把蒸發(fā)料（金屬）加熱，使其原子或分子獲得足夠的能量，克服表面的束縛而蒸發(fā)到真空中成為蒸氣，蒸氣分子或原子飛行途中遇到基片，就淀積在基片上，形成薄膜。濺射鍍膜則利用高能粒子（通常是由電場加速的正離子如Ar+）撞擊固定表面，使表面離子（原子或分子）逸出。

CVD單獨的或綜合地利用熱能、等離子體放電、紫外光照射等形式，使氣態(tài)物質在固體表面發(fā)生化學反應并在該表面上沉積，形成穩(wěn)定固態(tài)薄膜。

除了上述提到的***、刻蝕機和薄膜設備，還有離子注入、過程控制、表面處理、化學機械研磨和測試設備等等。

半導體設備巨頭們的“占座”游戲

多數半導體設備廠商會在某個細分領域表現較為突出，比如阿斯麥（ASML），在***領域占全球75%的市場份額，EUV***更是占了100%，應用材料（AMAT）在薄膜沉積設備方面，處于領先地位，泛林半導體（LAMRESEARCH）是全球刻蝕機設備龍頭等等。

阿斯麥（ASML）

成立于1984年，是荷蘭一家先進的半導體設備系統(tǒng)提供商，1995年在納斯達克市場公開上市。阿斯麥（ASML）主要提供光刻系統(tǒng)，為制造復雜的集成電路提供了一個產品組合。產品可分為DUV、EUV和應用三大類，自上世紀80年代以來，阿斯麥一共研發(fā)了4代***技術，具體涵蓋TWINSCANXT-NXT（DUV）、TWINSCANNXE（EUV）、PAS5500、PAS2500/5000等產品。

目前全球半導體制造流程用***的生產廠商有3家，分別是阿斯麥、尼康、佳能，其中阿斯麥占有明顯的壟斷優(yōu)勢，一家獨占約75%的市場；而尼康、佳能則分別享有11%與6%的市場分額。

在高端***方面，阿斯麥占有更高的市場份額，2017年，阿斯麥的高端市場份額88%。其中EUV***方面，阿斯麥占有率100%，在ArFi機臺方面，阿斯麥市占率92%。

2017年單臺EUV機臺平均售價超過1億歐元，2018年一季度的售價更是接近1.2億歐元。而尼康與佳能的***主要以i-line***產出為主，僅集中于中低端市場。

應用材料（AMAT）

成立于1967年，是全球最大的半導體生產器材制造商。1972年納斯達克上市，1992年成為世界上第一大半導體設備生產商并保持至今。該公司為全球半導體、平板顯示器、太陽能光伏發(fā)電及相關行業(yè)提供制造設備、服務以及軟件產品，產品包括：半導體圓片的化學蒸氣沉積系統(tǒng)設備，半導體薄片裝配，刻蝕及離子注入設備和Precision5000單芯片處理等。

在PVD鍍膜領域，應用材料（AMAT）約占全球市場份額的85%，Evatec與真空技術則分別占比約6%和5%。

在CVD鍍膜領域，頭部三家約占全球市場份額的70%以上，其中，應用材料占比30%，東京電子占比21%，泛林半導體占比20%。

泛林半導體（LAMRESEARCH）

成立于1980年，是一家提供晶圓制造設備和服務的供應商，1984年在納斯達克首次公開上市。泛林半導體（LAMRESEARCH）致力于生產、銷售和維修制造集成電路時使用的半導體處理設備，以刻蝕機與薄膜沉積設備為主?？蛻羧喊I先的半導體存儲器、代工廠和制造產品的集成設備制造商。

當前全球刻蝕機市場集中度較高，設備供應商主要有泛林半導體、東京電子、應用材料、日立先端、牛津儀器，五家企業(yè)已經可以實現7nm制程。而其中，泛林半導體利用利用其較低的設備成本和簡單的設計，已經逐漸在65nm、45nm設備市場超過東京電子等企業(yè)，成為行業(yè)龍頭。2017年數據顯示，泛林半導體市場份額為55%，東京電子、應用材料市占率依次為20%與19%。

目前，全球半導體設備市場主要還是由國外廠商主導，根據VLSIResearch統(tǒng)計，2018年排名前十的半導體設備供應商，主要集中在北美、日本和歐洲，除了上述提到的3家，還有東電電子（TokyoElectron）、科磊（KLA）、愛得萬測試（Advantest）、迪恩士（SCREEN）、泰瑞達（Teradyne）、日立國際電氣（KokusaiElectric）、日立高新（HitachiHighTechnologies）。

國內半導體設備廠商如何了

雖然與國際巨頭存在差距，國內還是有不少半導體設備廠商值得關注，比如，在***領域，有上海微電裝備、中電科48所、中電科45研究所等，在刻蝕機領域，有北方華創(chuàng)、中微半導體、金盛微納科技等，另外還有沈陽拓荊、晶盛機電、長川科技等等。

上海微電裝備

成立于2002年，主要致力于半導體裝備、泛半導體裝備、高端智能裝備的開發(fā)、設計、制造、銷售及技術服務。公司設備廣泛應用于集成電路前道、先進封裝、FPD面板、MEMS、LED、PowerDevices等制造領域。

目前我國面臨著同樣的困局，國產裝備主要布局中低端，在其他***設備上主要依賴進口。國內***廠商主要為上海微電裝備、中電科48所、中電科45研究所等。而中電科研究所雖然產出***，但主要集中在離子注入機、CMP、ECD等設備上，***競爭力較弱。

上海微電裝備的發(fā)展在國內最為領先，是我國唯一一家生產高端前道***整機的公司，其目前可生產加工90nm工藝制程的***，同時承擔國家科技重大專項“極大規(guī)模集成電路制造裝備與成套工藝專項”（02專項）的65nm***研制，代表國產***最高水平。但與阿斯麥7nm工藝制程EUV***相比，仍存在非常大的差距。

中電科48所

成立于1964年5月24日，由原國防科委第14研究院北京新工藝研究室和公安部湖南實驗工廠合并而成，是我國主要以集成電路、半導體照明、太陽能光伏、磁性材料、新型儲能材料、特種傳感器和SOI材料等技術為主的骨干科研生產機構。

48所是我國以離子注入機為主的微電子裝備供應商、以MOCVD設備為主的光電子裝備供應商，是我國太陽能光伏制造裝備供應商、磁性材料制造裝備供應商。48所太陽電池制造裝備具備了"整線交鑰匙"工程的能力，國內市場占有率達到80％以上，擴散爐、刻蝕機、PECVD等裝備批量供應國際著名的無錫尚德太陽能電力有限公司等。

磁性材料制造裝備的國內市場占有率也達70％以上，氮氣氛保護推板窯批量供應浙江橫店東磁股份有限公司、浙江天通控股股份有限公司等上市企業(yè)。同時，48所利用自身的裝備和工藝優(yōu)勢，不斷開發(fā)具有自主知識產權的裝備上伸下延產品，成為了國內大的太陽能光伏產品、高檔磁性材料、新型儲能材料、特種傳感器、SOI材料及高性能氮化釩添加劑的制造企業(yè)和國家科技部、北京市太陽能光伏電池示范生產單位及湖南省太陽能光伏產業(yè)、磁性材料產業(yè)和新型儲能材料產業(yè)的牽頭單位。

48所現已具備年產各類大型電子專用裝備3,000臺（套）、1,000MW完整太陽能光伏產業(yè)鏈、10,000噸高檔磁性材料、5,000噸完整新型儲能材料產業(yè)鏈、10,000支特種傳感器、50,000片SOI材料、5,000噸氮化釩添加劑的生產能力，是總裝備部"軍用電子元器件科研生產先進單位"和《軍用電子裝備科研生產許可證》單位。

中電科45研究所

創(chuàng)立于1958年，是國內專門從事電子元器件關鍵工藝設備技術、設備整機系統(tǒng)以及設備應用工藝研究開發(fā)和生產制造的國家重點科研生產單位。

45所以光學細微加工和精密機械與系統(tǒng)自動化為專業(yè)方向，以機器視覺技術、運動控制技術、精密運動工作臺與物料傳輸系統(tǒng)技術、精密零部件設計優(yōu)化與高效制造技術、設備應用工藝研究與物化技術、整機系統(tǒng)集成技術等六大共性關鍵技術為支撐，圍繞集成電路制造設備、半導體照明器件制造設備、光伏電池制造設備、光電組件制造和系統(tǒng)集成與服務等五個重點技術領域，開發(fā)出了電子材料加工設備、芯片制造設備、光/聲/電檢測設備、化學處理設備、先進封裝設備、電子圖形印刷設備、晶體元器件和光伏電池等八大類工藝設備和產品，服務于集成電路、光電元器件與組件、半導體照明和太陽能光伏電池四大行業(yè)。

北方華創(chuàng)

北方華創(chuàng)科技集團股份有限公司（以下簡稱“北方華創(chuàng)”）是由北京七星華創(chuàng)電子股份有限公司（以下簡稱“七星電子”）和北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司（以下簡稱“北方微電子”）戰(zhàn)略重組而成，是目前國內集成電路高端工藝裝備的領先企業(yè)。

北方華創(chuàng)在硅刻蝕和金屬刻蝕領域較強，其55/65nm高密度等離子硅刻蝕機已進入中芯國際產線；28nm硅刻蝕機進入產業(yè)化階段，14nm硅刻蝕機正在產線驗證中；金屬硬掩膜刻蝕機攻破28-14nm制程；深硅刻蝕設備也進入東南亞市場。

PVD鍍膜設備方面，北方華創(chuàng)也很有代表性。該公司在濺射源、等離子產生與控制技術、腔室設計與仿真模擬技術等多項關鍵技術領域取得了一定突破，獲得了優(yōu)秀的薄膜沉積工藝結果。公司成功開發(fā)的TiNHardmaskPVD、AlpadPVD、AlNPVD、TSVPVD等一系列磁控濺射PVD產品，實現了在集成電路、先進封裝、半導體照明等領域的全面產品布局。其中應用于28nm/300mm晶圓生產的HardmaskPVD設備已成為國內主流芯片代工廠的Baseline設備，代表著國產集成電路工藝設備的最高水平，并成功進入國際供應鏈體系。

CVD鍍膜領域，北方華創(chuàng)已經先后完成PECVD、APCVD、LPCVD、ALD等設備的開發(fā)，其自主開發(fā)的臥式PECVD已成功進入海外市場，為多家國際領先光伏制造廠提供解決方案。

中微半導體

中微半導體生產的是制造芯片的關鍵設備——刻蝕機。由于西方國家對刻蝕機產品出口中國進行管制，一些最先進的刻蝕機無法第一時間出口到中國。公開資料顯示，在全球可量產的最先進晶圓制造7納米生產線上，中微半導體是被驗證合格、實現銷售的全球五大刻蝕設備供應商之一，另外四家企業(yè)是來自美日的泛林、應用材料、東京電子、日立。目前，該公司正在準備科創(chuàng)板上市。

自2004年成立伊始，中微首先開發(fā)甚高頻去耦合等離子體刻蝕設備PrimoD-RIE，到目前為止已成功開發(fā)了雙反應臺PrimoD-RIE、雙反應臺PrimoAD-RIE和單反應臺PrimoSSCAD-RIE三代刻蝕設備，涵蓋65納米、45納米、32納米、28納米、22納米、14納米、7納米和5納米微觀器件的眾多刻蝕應用。

國內排名靠前的刻蝕機供應商屈指可數，主要為中微半導體、北方華創(chuàng)和金盛微納科技，不斷向高端制程上發(fā)力，提高市場份額。其中，中微半導體在介質刻蝕領域較強，其產品已在包括臺積電、海力士、中芯國際等芯片生產商的20多條生產線上實現了量產；其16nm刻蝕機已經實現商用量產，7-10nm刻蝕機設備幾乎可與世界前沿技術比肩；5nm等離子體蝕刻機已成功通過臺積電驗證，將用于全球首條5nm工藝生產線。

CVD鍍膜領域，中微半導體的MOCVD設備在國內已實現***。

金盛微納科技

國家高新技術企業(yè)、中關村高新技術企業(yè)，中國真空學會理事單位，中國電子專用設備工業(yè)協(xié)會、中國微米納米技術學會會員單位。

主要從事半導體設備、微細加工設備的產品研制、設計開發(fā)、生產銷售，并開展相關工藝的研究及應用。主要產品：勻膠機（SC）、烘膠臺(BP)、曝光機、刻蝕機(RIE、ICP、IBE)、等離子體淀積臺（PECVD）、磁控濺射臺（Sputter）、去膠機、濺射/刻蝕/淀積一體機、鍵合爐等。

應用范圍涉及微電子、光電子、LED、MEMS、傳感器、平板顯示、通訊等領域，主要用于科研機構、大專院校、生產企業(yè)和公司進行各種器件的研究、開發(fā)和批量生產。公司建有“微細加工工藝示范線”以“開放實驗室”的形式對各大專院校、研究院所、企業(yè)等相關研究、生產單位開放。在“開放實驗室”里用戶可獲得：設備選型、項目預研與立項、合作攻關、工藝培訓、外協(xié)加工等服務支持。

沈陽拓荊

成立于2010年4月，是由海外專家團隊和中科院所屬企業(yè)共同發(fā)起成立的國家高新技術企業(yè)。公司致力于研究和生產世界領先的薄膜設備，兩次承擔國家科技重大專項。

公司擁有12英寸PECVD（等離子體化學氣相沉積設備）、ALD（原子層薄膜沉積設備）、3DNANDPECVD（三維結構閃存專用PECVD設備）三個完整系列產品。65nmPECVD設備已實現銷售。

產品廣泛應用于集成電路前道和后道、TSV封裝、光波導、LED、3D-NAND閃存、OLED顯示等高端技術領域。公司在北京、天津、廈門、武漢、深圳、合肥、重慶、長三角等地區(qū)都設有技術服務中心。

晶盛機電

成立于2006年12月14日，是一家以“打造半導體材料裝備領先企業(yè)，發(fā)展綠色智能高科技制造產業(yè)”為使命的高端半導體裝備和LED襯底材料制造的高新技術企業(yè)。公司于2012年5月11日在創(chuàng)業(yè)板上市，下屬11家子公司，3個研發(fā)中心，其中一個海外研發(fā)中心，擁有工業(yè)4.0方向的省級重點研究院、省級晶體裝備研究院、博士后工作站等研究平臺。

晶盛機電以技術創(chuàng)新作為持續(xù)發(fā)展的動力源泉。相繼開發(fā)出具有完全自主知識產權的全自動單晶爐、多晶鑄錠爐、區(qū)熔硅單晶爐、藍寶石爐、碳化硅爐等晶體生長設備，同時開發(fā)并銷售晶體加工、光伏電池和組件等裝備，致力于打造光伏產業(yè)鏈裝備技術和規(guī)模雙領先的裝備龍頭企業(yè)；

在半導體產業(yè)實現8-12英寸大硅片制造用晶體生長及加工裝備的國產化，并取得半導體材料裝備的領先地位；成功掌握國際領先的300kg、450kg級超大尺寸泡生法藍寶石晶體生長技術，藍寶石材料業(yè)務具備較強的成本競爭力并逐步形成規(guī)模優(yōu)勢；在工業(yè)4.0方向，公司為半導體產業(yè)、光伏產業(yè)和LED產業(yè)提供智能化工廠解決方案，滿足了客戶對“網絡化+智能制造”“機器換人”的生產技術需求。

長川科技

成立于2008年4月，是一家致力于提升我國集成電路專用測試技術水平、積極推動集成電路裝備業(yè)升級的國家高新技術企業(yè)和軟件企業(yè)，主要從事集成電路專用設備的研發(fā)、生產和銷售。

主要產品為集成電路封裝測試企業(yè)、晶圓制造企業(yè)、芯片設計企業(yè)等提供測試設備，集成電路測試設備主要包括測試機、分選機、探針臺、自動化生產線等，目前主要產品包括測試機、分選機及自動化生產線。其中，測試機占主營業(yè)務收入比重最大，為54.40%。分選機占比稍低，為40.00%，二者相差較小。