摘要： 半導體設備是芯片制造的基礎，全球主要生產廠商集中在歐美、日本、韓國以及中國臺灣等地，國外比較知名的企業如美國應用材料(AMAT)、荷蘭阿斯麥(ASML)、東京電子等憑借資金、技術優勢逐漸壟斷了全球半導體設備市場，我國在高端半導體制造設備領域與國外還有很大差距。

芯片制造流程包括：硅片制造、晶圓制造、封裝測試三個環節，整個制造流程中晶圓代工廠設備占比最高約為80%、檢測設備占8%、封裝設備約占7%，硅片制造設備及其他占5%。

硅片生產自主可控助推國產硅片制造設備發展

硅片制造工序大致可分為拉晶、切片、磨片、倒角、刻蝕、拋光、清洗和檢測，其中拉晶、拋光、檢測是硅片制造的核心環節，對應的設備為單晶爐(占整個工序設備價值量的25%)、CMP 拋光機(25%)、檢測設備(15%)。

表1 硅片制造設備國內外廠商

(資料來源：公開資料整理)

全球硅片制造設備及技術被歐美、日韓企業所壟斷，包括德國CGS公司、日本SPEEDFAM、日本 Advantest、美國 MTI等。國內的硅片設備商主要有晶盛機電、北方華創、中電科45所、華峰測控等企業，技術水平還處于發展階段。

其中晶盛機電的8英寸單晶爐已經實現國產化替代，12寸單晶爐開始小批量生產，并研制出了滾圓機、截斷機、雙面研磨機、全自動硅片拋光機等新品設備，進一步向硅片制造全產業鏈延伸。北方華創是國內唯一硅刻蝕機的設備供應商，12英寸硅片用硅刻蝕設備已經進入東南亞市場，14nm制程的硅刻蝕機也開始進入生產線驗證。檢測設備方面長川科技打破了長期由日本愛德萬、美國泰瑞達壟斷的檢測設備市場，取得了技術突破，且預收購新加坡半導體公司STI，STI廣泛的客戶基礎、良好的業界口碑和全面的市場布局，將顯著加速長川科技在海外市場的拓展步伐。

晶圓制造設備國產化有待突破

在晶圓制造設備中光刻機、刻蝕機、薄膜沉積設備為核心設備，分別占晶圓制造環節的約30%、25%和25%。其中光刻機是最核心設備，ASML公司在這一領域占據絕對壟斷地位，其最新的EUV光刻機可用于試產7nm制程，每臺售價高達3-4億美元。國內唯一具備光刻機生產能力的是上海微電子公司，性能最好的僅能加工90nm制程芯片，差距較為明顯。

其次在刻蝕機方面，晶圓刻蝕的精度要求遠高于硅片刻蝕，全球刻蝕機龍頭企業是美國Lam Researc泛林集團。國產刻蝕機廠商中微半導體的16nm刻蝕機已經實現商業化量產，7-10nm設備也已經能趕上國際先進水平。

最后是薄膜沉積(CVD、PVD)設備，一個中等規模的晶圓廠需要30臺左右，我國晶圓廠建設速度加快，但薄膜沉積設備供給卻遠遠達不到市場需求。全球市場中美國應用材料公司(AMAT)占據壟斷地位，而北方華創、沈陽拓荊等國內企業正在尋求技術突破，其中北方華創可應用于14nm制程的PVD設備開始進入生產線驗證，應用于28nm制程的PVD設備已逐步量產。

表2 晶圓制造設備國內外廠商

(資料來源：公開資料整理)

封裝測試設備國產化加速

封裝測試是芯片制造的最后一步，為確保芯片的功能，要對每一個被封裝的集成電路進行測試，包括結構檢測、光罩檢測等，以滿足制造商的電學和環境特性參數要求。封測是我國半導體產業率先突破壟斷且發展最成熟的環節，每年市場銷售額增長穩定。2018年我國集成電路封裝測試業的銷售規模為2194億元，同比增長16%，銷售規模僅次于中國臺灣。封測產值占全球比例超過16%，是全球第三大封測市場。

表3 封測設備國內外廠商

(資料來源：公開資料整理)

結語

半導體芯片國產化發展是大勢所趨，在國家產業政策的推動下，半導體制造設備的國產化進程將會不斷加速。而國內企業唯有加強研發水平、提高技術能力，才能提高國產設備競爭力，以盡快達到全產業鏈設備國產化。