一、半導(dǎo)體設(shè)備是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的基石,屬于上游支撐性產(chǎn)業(yè)
半導(dǎo)體設(shè)備位于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈最上游,是支撐集成電路制造、先進(jìn)封裝等環(huán)節(jié)順利進(jìn)行的關(guān)鍵基礎(chǔ)。從產(chǎn)業(yè)鏈角度看,半導(dǎo)體生產(chǎn)制造涵蓋設(shè)計(jì)、制造和封測(cè)三大流程,并需要上游的半導(dǎo)體設(shè)備、材料作為支撐。其中,半導(dǎo)體設(shè)備指晶圓制造、封裝測(cè)試、檢測(cè)計(jì)量等環(huán)節(jié)所需的核心裝備,其技術(shù)水平直接決定芯片制造的工藝能力與良率水平。
資料來源:觀研天下數(shù)據(jù)中心整理
根據(jù)觀研報(bào)告網(wǎng)發(fā)布的《中國半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)發(fā)展深度分析與投資前景研究報(bào)告(2025-2032年)》顯示,集成電路制造工藝可分為前道、后道工藝。集成電路制造指將設(shè)計(jì)好的電路圖轉(zhuǎn)移到硅片等襯底材料上的環(huán)節(jié),即將電路所需要的晶體管、二極管、電阻器和電容器等元件用一定工藝方式制作在一小塊硅片、玻璃或陶瓷襯底上,再用適當(dāng)?shù)墓に囘M(jìn)行互連,然后封裝在一個(gè)管殼內(nèi),使整個(gè)電路的體積大大縮小,引出線和焊接點(diǎn)的數(shù)目也大為減少。
從工藝流程看,集成電路制造工藝一般分為前道工藝(FrontEndofLine,FEOL)和后段工藝(BackEndofLine,BEOL)。前道工藝主要指在硅片(晶圓)上形成各種微小元器件(如晶體管、電阻、電容等)的過程,是芯片制造的核心環(huán)節(jié),包括氧化、光刻、刻蝕、離子注入/擴(kuò)散、薄膜沉積、化學(xué)機(jī)械拋光和清洗等工藝步驟;后道工藝則是在前道工藝完成后,對(duì)芯片進(jìn)行金屬互連、封裝和測(cè)試等操作,確保最終生產(chǎn)出的芯片符合規(guī)格要求。
半導(dǎo)體設(shè)備可分為前道設(shè)備與后道設(shè)備,前者占據(jù)主要市場(chǎng)份額。與集成電路制造工藝相對(duì)應(yīng),半導(dǎo)體設(shè)備可分為前道設(shè)備和后道設(shè)備,其中,前道工藝設(shè)備側(cè)重于半導(dǎo)體的制造和加工,涵蓋氧化/擴(kuò)散,光刻,刻蝕,清洗,離子注入,薄膜生長和拋光等步驟,設(shè)備品類包括光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、CVD設(shè)備、PVD設(shè)備、離子注入設(shè)備和CMP研磨設(shè)備等,后道設(shè)備則主要用于半導(dǎo)體的封裝和性能測(cè)試,包括測(cè)試機(jī)、探針臺(tái)和分選機(jī)等。一般來說,前道設(shè)備的技術(shù)難度較高,生產(chǎn)工序繁多,在芯片出產(chǎn)過程中也是資金投入最多的環(huán)節(jié)。從銷售額來看,前道設(shè)備在半導(dǎo)體專用設(shè)備中成本占比約為80%(國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)),占據(jù)半導(dǎo)體專用設(shè)備主要市場(chǎng)份額。
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二、全球半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模創(chuàng)新高,中國占比市場(chǎng)擴(kuò)大
全球半導(dǎo)體銷售額穩(wěn)步增長,2024年首次突破6,000億美元大關(guān)。半導(dǎo)體行業(yè)銷售規(guī)模與下游景氣度密切相關(guān),近年來,受益于AI、IoT、5G和汽車電子等新興技術(shù)的快速發(fā)展和普及,尤其是AI芯片、數(shù)據(jù)中心等高性能計(jì)算領(lǐng)域需求激增,全球半導(dǎo)體銷售額實(shí)現(xiàn)穩(wěn)步增長。根據(jù)美國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)(SIA)數(shù)據(jù),2024年全球半導(dǎo)體銷售金額為6,188.9億美元,同比增長19.09%,首次突破6,000億美元大關(guān)。其中,中國2024年半導(dǎo)體銷售金額為1,822.4億美元,同比增長20.03%,占全球銷售額比重接近30%。
數(shù)據(jù)來源:美國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)(SIA),觀研天下數(shù)據(jù)中心整理
全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額增速高于同期行業(yè)增速,且行業(yè)產(chǎn)值向中國大陸轉(zhuǎn)移趨勢(shì)明顯。根據(jù)國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)(SEMI)數(shù)據(jù),2024年全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額為1,171.4億美元,同比增長10.25%,2015-2024年全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額復(fù)合增長率為13.82%,高于同期半導(dǎo)體整體銷售額復(fù)合增速(同期半導(dǎo)體整體銷售額復(fù)合增速約為7.00%)。分地區(qū)來看,中國大陸2024年半導(dǎo)體設(shè)備銷售額為495.4億美元,同比增長35.37%,占全球比重從2015年的13.42%提升至42.29%。近年來,受益于內(nèi)資晶圓廠建廠潮興起以及多品類半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)替代的旺盛需求,中國大陸半導(dǎo)體設(shè)備銷售額增速遠(yuǎn)高于全球平均水平,行業(yè)產(chǎn)值轉(zhuǎn)移趨勢(shì)明顯。
數(shù)據(jù)來源:國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)(SEMI),觀研天下數(shù)據(jù)中心整理
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三、半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)替代已見成效,但部分品類自主可控率仍然偏低
我國集成電路出口增速超過進(jìn)口增速,國產(chǎn)替代初見成效。近年來,集成電路進(jìn)口金額超過原油、汽車整車與汽車零部件等商品,成為我國進(jìn)口金額最大的商品品類,旺盛的下游市場(chǎng)需求與較低的自給率之間形成巨大缺口。據(jù)海關(guān)總署數(shù)據(jù),2024年我國集成電路進(jìn)口金額為3,586.45億美元,同比增長2.18%,出口金額為1,594.99億美元,同比增長17.30%,出口增速超過進(jìn)口增速。受益行業(yè)國產(chǎn)替代逐步推進(jìn),近年來我國集成電路出口/進(jìn)口金額比值逐步提高,從2011年的19.14%提升至2024年的44.47%。
數(shù)據(jù)來源:海關(guān)總署,觀研天下數(shù)據(jù)中心整理
半導(dǎo)體設(shè)備方面,光備、檢測(cè)與量測(cè)、涂膠顯影、離子注入等環(huán)節(jié)國產(chǎn)化率偏低。近年來,我國在半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域國產(chǎn)替代取得一定進(jìn)展,尤其是在刻蝕設(shè)備、薄膜沉積、清洗設(shè)備等細(xì)分環(huán)節(jié)國產(chǎn)替代進(jìn)程較快,國產(chǎn)化率達(dá)到 20%及以上,但光刻設(shè)備、檢測(cè)與量測(cè)、涂膠顯影、離子注入等環(huán)節(jié)國產(chǎn)化率偏低,仍處于國產(chǎn)替代的初級(jí)階段,行業(yè)主要市場(chǎng)份額被美國、歐洲、日本等國家或地區(qū)占據(jù)。
我國主要半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)及國產(chǎn)化率情況(按國產(chǎn)化率從低至高排序)
設(shè)備品類 | 海外龍頭廠商 | 本土代表性企業(yè) | 國產(chǎn)化率 |
光刻機(jī) | ASML,尼康、索尼等 | 上海微電子 | 小于3% |
檢測(cè)與量測(cè)設(shè)備 | KLA,應(yīng)用材料 | 精測(cè)電子,中科飛測(cè) | 不足5% |
涂膠顯影設(shè)備 | TEL,DNS 等 | 芯源微,盛美上海 | 不足10% |
離子注入設(shè)備 | 應(yīng)用材料 | 萬業(yè)企業(yè) | 不足10% |
刻蝕機(jī) | 泛林半導(dǎo)體,應(yīng)用材料,TEL | 中微公司,北方華創(chuàng),屹唐半導(dǎo)體等 | 約20 |
薄膜沉積設(shè)備 | 應(yīng)用材料,泛林半導(dǎo)體,TEL等 | 拓荊科技,北方華創(chuàng),中微公司,盛美上海 | 約20% |
清洗設(shè)備 | 泛林半導(dǎo)體,TEL,DNS等 | 盛美上海,北方華創(chuàng),芯源微 | 約30% |
熱處理設(shè)備 | KE,TEL | 北方華創(chuàng),盛美上海,屹唐半導(dǎo)體 | 約30%-40 |
去膠設(shè)備 | 泛林半導(dǎo)體 | 屹唐半導(dǎo)體,浙江宇謙,上海稷以 | >80% |
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從復(fù)合增速來看,刻蝕、薄膜沉積設(shè)備復(fù)合增速高于其他設(shè)備品類。根據(jù) Gartner統(tǒng)計(jì),2013-2023年全球半導(dǎo)體設(shè)備年均復(fù)合增速前五分別為:干法刻蝕(15.34%)、化學(xué)薄膜(14.47%)、光刻機(jī)(14.18%)、化學(xué)機(jī)械拋光(13.68%)和熱處理(12.32%),干法刻蝕和化學(xué)薄膜設(shè)備增速高于其他半導(dǎo)體設(shè)備品類。由于光刻機(jī)的波長限制,更小的微觀結(jié)構(gòu)要靠等離子體刻蝕和薄膜的組合“二重模板”和“四重模板”工藝技術(shù)來加工,刻蝕機(jī)和薄膜設(shè)備的重要性不斷提高。同時(shí),存儲(chǔ)器件從 2D 至 3D 的轉(zhuǎn)換的過程中,需要大量采用多層材料薄膜沉積和極高深寬比結(jié)構(gòu)的刻蝕,等離子體刻蝕和薄膜制程成為最關(guān)鍵的步驟。
數(shù)據(jù)來源:Gartner,觀研天下數(shù)據(jù)中心整理
四、政策推動(dòng)行業(yè)發(fā)展,中國半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化潛力巨大
近年來,中央及地方政府對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)給予了高度重視和大力支持,出臺(tái)了一系列扶持政策,相關(guān)政策和法規(guī)為半導(dǎo)體及行業(yè)及專用設(shè)備行業(yè)提供了資金、稅收、技術(shù)和人才等多方面的有力支持,為國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)營造了良好的經(jīng)營環(huán)境,大力促進(jìn)了國內(nèi)半導(dǎo)體及其專用設(shè)備產(chǎn)業(yè)發(fā)展,提升國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。
中國半導(dǎo)體設(shè)備相關(guān)政策
政策名稱 | 發(fā)布時(shí)間 | 發(fā)布部門 | 重點(diǎn)內(nèi)容 |
《關(guān)于推動(dòng)技能強(qiáng)企工作的指導(dǎo)意見》 | 2025年1月 | 人力資源社會(huì)保障部等8部門 | 支持企業(yè)數(shù)字人才培育。聚焦大數(shù)據(jù)、人工智能、智能制造、集成電路、數(shù)據(jù)安全等領(lǐng)域挖掘培育新的數(shù)字職業(yè)序列。 |
《支持蘇州工業(yè)園區(qū)深化開放創(chuàng)新綜合試驗(yàn)的若干措施》 | 2024年11月 | 商務(wù)部 | 建設(shè)未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新試驗(yàn)區(qū),前瞻布局細(xì)胞和基因治療、先進(jìn)半導(dǎo)體技術(shù)及應(yīng)用、新一代人工智能等重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)。 |
《關(guān)于促進(jìn)非銀行金融機(jī)構(gòu)支持大規(guī)模設(shè)備更新和消費(fèi)品以舊換新行動(dòng)的通知》 | 2024年9月 | 國家金融監(jiān)管總局 | 鼓勵(lì)以融資租賃方式推進(jìn)重點(diǎn)行業(yè)設(shè)備更新改造。鼓勵(lì)金融租賃公司積極探索與大型設(shè)備、國產(chǎn)飛機(jī)、新能源船舶、首臺(tái)(套)設(shè)備、重大技術(shù)裝備、集成電路設(shè)備等適配的業(yè)務(wù)模式,提升服務(wù)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造升級(jí)、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和先進(jìn)制造業(yè)的能力和水平。 |
《貫徹實(shí)施〈國家標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展綱要>行動(dòng)計(jì)劃(2024-2025年)》 | 2024年3月 | 市場(chǎng)監(jiān)管局、中央網(wǎng)信辦等部門 | 強(qiáng)化關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)攻關(guān)。在集成電路、半導(dǎo)體材料、生物技術(shù)、種質(zhì)資源、特種橡膠,以及人工智能、智能網(wǎng)聯(lián)汽車、北斗規(guī)模應(yīng)用等關(guān)鍵領(lǐng)域集中攻關(guān),加快研制一批重要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 |
《關(guān)于推動(dòng)未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見》 | 2024年1月 | 工信部等七部門 | 推動(dòng)有色金屬、化工、無機(jī)非金屬等先進(jìn)基礎(chǔ)材料升級(jí),發(fā)展高性能碳纖維、先進(jìn)半導(dǎo)體等關(guān)鍵戰(zhàn)略材料,加快超導(dǎo)材料等前沿新材料創(chuàng)新應(yīng)用。 |
《河套深港科技創(chuàng)新合作區(qū)深圳園區(qū)發(fā)展規(guī)劃》 | 2023年8月 | 國務(wù)院 | 推動(dòng)新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)突破發(fā)展。發(fā)揮好市場(chǎng)導(dǎo)向、企業(yè)主體、產(chǎn)學(xué)研深度融合優(yōu)勢(shì),瞄準(zhǔn)集成電路設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)、封測(cè)及中試、第五代移動(dòng)通信(5G)等,加快建設(shè)5G中高頻器件測(cè)試、先進(jìn)顯示研發(fā)驗(yàn)證、集成電路科研試驗(yàn)、高端芯片設(shè)計(jì)驗(yàn)證、半導(dǎo)體先進(jìn)封測(cè)、微機(jī)電系統(tǒng)研發(fā)、機(jī)器人檢測(cè)認(rèn)證等中試公共服務(wù)平臺(tái),開展產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),加快實(shí)現(xiàn)信息產(chǎn)業(yè)前沿共性技術(shù)突破,推動(dòng)形成相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 |
《制造業(yè)可靠性提升實(shí)施意見》 | 2023年6月 | 工信部等五部門 | 聚焦核心基礎(chǔ)零部件和元器件,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈、價(jià)值鏈融合,借鑒可靠性先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),著力突破重點(diǎn)行業(yè)可靠性短板弱項(xiàng),推動(dòng)大中小企業(yè)“鏈?zhǔn)健卑l(fā)展。 |
《關(guān)于推動(dòng)能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》 | 2023年1月 | 工信部等六部門 | 加快功率半導(dǎo)體器件等面向光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、電力傳輸、新能源汽車、軌道交通推廣。提高長壽命、高效率的LED技術(shù)水平,推動(dòng)新型半導(dǎo)體照明產(chǎn)品在智慧城市、智能家居等領(lǐng)域應(yīng)用,發(fā)展綠色照明、健康照明。 |
資料來源:觀研天下數(shù)據(jù)中心整理(wys)
盡管中國大陸半導(dǎo)體制造設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模在不斷提升之中,但主要核心半導(dǎo)體制造設(shè)備仍依賴于進(jìn)口,國產(chǎn)化能力亟待提升。在政策紅利、全球貿(mào)易摩擦、社會(huì)資本涌入等內(nèi)外部因素綜合推動(dòng)下,中國大陸半導(dǎo)體行業(yè)生態(tài)圈逐步優(yōu)化,各類國產(chǎn)半導(dǎo)體制造設(shè)備加速客戶導(dǎo)入,國內(nèi)企業(yè)實(shí)力逐步增強(qiáng)。根據(jù)中國半導(dǎo)體設(shè)備年會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),近年來國產(chǎn)半導(dǎo)體制造設(shè)備銷售規(guī)模保持高速增長。在國內(nèi)日益增長的半導(dǎo)體制造需求及保障行業(yè)供應(yīng)鏈安全的戰(zhàn)略目標(biāo)下,國產(chǎn)半導(dǎo)體制造設(shè)備發(fā)展空間廣闊。隨著國產(chǎn)半導(dǎo)體制造設(shè)備產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,未來國產(chǎn)集成電路制造設(shè)備種類將不斷增加,性能也將不斷提升,市場(chǎng)占有率將顯著提高。

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