1、前瞻产业研究院出品 2020年中国半导体设备行业 市场研究报告 目目 录录 CONTENT 01 02 03 04 半导体设备行业概述 半导体设备行业发展现状 半导体设备行业细分市场分析 半导体设备行业发展趋势分析 01 半导体设备行业概述半导体设备行业概述 半导体设备简介 半导体设备行业发展驱动因素 1.1.1 半导体设备简介 半导体设备，即在芯片制造和封测流程中应用到的设备，广义上也包括生产半导体原材料所需的机器设备。在整个芯片制造和封测过程中，会 经过上千道加工工序，涉及到的设备种类大体有九大类，细分又可以划出百种不同的机台，占比较大市场份额的主要有：光刻机、刻蚀机、薄膜沉 积设备、离子

2、注入机、测试机、分选机、探针台等。 ICIC设计设计芯片制造芯片制造终端产品终端产品成品测试成品测试芯片封装芯片封装 原材料原材料 设备设备 芯片制造产业链芯片制造产业链 资料来源：网络 前瞻产业研究院整理 1.1.2 半导体设备是半导体行业基石 半导体制造半导体制造 软件、传媒、网络等软件、传媒、网络等 电子系统电子系统 半导体设备半导体设备 半导体设备总市值几百亿美元，支撑着全球上万亿的电子软硬件大生态，设备对整个半导体行业有着放大和支撑作用，其确立了整个半导体产 业可达到的硬性尺寸标准边际值。因此，半导体设备是半导体制造的基石。 资料来源：麦肯锡 前瞻产业研究院整理 半导体行业整体框架半

3、导体行业整体框架 1.1.3 半导体设备在芯片制造中的位置 硅片制造硅片制造 ICIC设计设计 多晶硅多晶硅拉晶拉晶切割切割研磨研磨抛光抛光清洗清洗 芯片封测芯片封测 背面减薄背面减薄 检测设备 贴膜机 减薄机等 切割切割 晶圆安装机 划片机 清洗设备 AOI 贴片贴片 贴片机 烤箱 焊线焊线 引线键合机 微波/等离子 清洗 AOI 封装封装 注塑机 切筋/成型 设备 AOI FTFT 测试设备 氧化扩散氧化扩散 氧化炉 RTP设备 薄膜沉积薄膜沉积 CVD设备 PVD设备 ALD设备 RTP设备 光刻光刻 光刻机 刻蚀刻蚀 刻蚀设备 离子注入离子注入 离子去胶机 离子注入机 金属化金属化 P

4、VD设备 CVD设备 CMPCMP CMP设备 刷片机 逻辑设计逻辑设计电路设计电路设计CADCAD图形设计图形设计光罩制作光罩制作 芯片制造芯片制造 （前道）（前道） 1.2.1 半导体设备发展驱动因素1半导体行业持续增长 1440.2 1572.2 2158.5 2508.5 3015.4 3609.8 4335.5 5411.3 6531.4 7562.3 3539.0 9.2% 37.3% 16.2% 20.2% 19.7% 20.1% 24.8% 20.7% 15.8% 16.1% 0% 10% 20% 30% 40% 0 2000 4000 6000 8000 2010201120

5、001820192020H1 销售额（亿元）增长速度（%） 作为半导体产业的发动机，半导体设备是半导体技术迭代的基石。近年来，半导体行业政策红利不断，随着物联网、可穿戴设备、5G等下游产 业的进一步兴起，半导体行业迎来快速发展阶段。2010-2019年，中国集成电路销售额持续以两位数的增速增长，2019年达到7562.3亿元，同比增长 15.8%；2020年上半年，销售额为3539亿元，尽管受到疫情的影响，但仍同比增长16.1%。 资料来源：半导体行业协会 前瞻产业研究院整理 20102010- -20202020年上半年中国半导体行业发展情况（单位

6、：亿元，年上半年中国半导体行业发展情况（单位：亿元， % %） 1.2.2 半导体设备发展驱动因素2摩尔定律推动行业技术发展 根据摩尔定律演进，每隔18-24个月芯片性能将提升一倍。1971年英特尔发布的第一个处理器4004，就采用10微米工艺生产，仅包含2300多个晶 体管。随后，晶体管的制程节点以0.7倍的速度递减，90nm、65nm、45nm、32nm、22nm、16nm、10nm、7nm等等相继被成功研制出来，目前正向5nm、 3nm、2nm突破。对半导体设备来说，根据半导体行业内“一代设备，一代工艺，一代产品”的经验，半导体设备要超前半导体产品制造开发新一代 产品每更新一代工艺制程，

7、则需更新一代更为先进的制程设备。 资料来源：Ray Kurzweil, DFJ 前瞻产业研究院整理 120120年来半导体行业摩尔定律情况年来半导体行业摩尔定律情况 1.2.3 半导体设备发展驱动因素3产业政策有效扶植推进 从政策环境上来看，随着半导体产业不断深化，我国对于半导体设备行业愈加重视。其主要表现在对于整个IC产业链企业的政策优待以及对于 半导体设备行业的相关规划与推动。其中较为突出的是极大规模集成电路制造装备及成套工艺项目(02专项)，其以专项的形式组织了一批国内 半导体设备公司进行了一系列重点工艺和技术的攻关，有效促进了我国半导体设备行业的发展，使得我国半导体设备行业涌现出了一批

8、拥有国际竞 争力的龙头企业。 政策名称政策名称发布单位发布单位相关内容相关内容 中国制造2025国务院 着力提升集成电路设计水平，掌握高密封度封装及三维（3D）微组装技术；提升封装、测试产业的自主发展能力，形成关键制造 设备的供货能力。 我国集成电路产业“十三五” 发展规划建议 半导体行业协会 到2020年，集成电路产业与国际先进水平的差距逐步缩小，全行业销售收入达到9300亿元；16/14nm制造工艺实现规模量产，封 装测试技术进入全球第一梯队。关键设备和材料进入国际采购体系，基本建成技术先进、安全可靠的集成电路产业体系。 国家高新技术产业开发区业 “十三五”规划 科技部优化半导体产业结构，

9、推进集成电路专用装备关键核心技术突破和应用。 信息产业发展指南 国家发改委、工信 部 要着力提升集成电路设计水平，大力推进封装测试产业的发展以及加快开发关键装备和材料。 “十三五”国家科技创新规划科技部 攻克14nm刻蚀设备、薄膜设备、掺杂设备等高端制造装备及零部件，突破28nm浸没式光刻机及核心部件，研发14nm逻辑与存储芯 片成套工艺相应系统封测技术，形成28-14nm装备、材料、工艺、封测等较完整的产业链。 新时期促进集成电路产业和软 件产业高质量发展的若干政策 国务院 从财税、投融资、研究开发、进出口、人才、知识产权、市场应用、国际合作等方面切入，促进集成电路和软件产业发展。提出 要聚

10、焦高端芯片、集成电路装备和工艺技术、集成电路关键材料等关键核心技术研发。 “极大规模集成电路制造装备及 成套工艺”项目（02专项） 科技部 构建光刻设备和封测等产业技术创新联盟，集合产业链上制造工艺、装备、相关零部件和材料等上下游企业、相关研究机构和高 等院校达200多家单位共同开展产学研协同攻关，引导地方和社会的产业投资跟进，扶植专项支持的企业做大做强，推动成果产 业化，形成产业规模，提高整体产业实力。 半导体设备行业相关政策半导体设备行业相关政策 资料来源：前瞻产业研究院整理 1.2.4 半导体设备发展驱动因素4资本给产业带来新机遇 2014年6月国务院发布了国家集成电路产业发展推进纲要，

11、奠定未来集成电路的战略发展方向，同时提出要设立国家产业投资基金的重要举 措。同年9月，在工信部和财政部的指导下，国开金融、华芯投资等共同签署了国家集成电路产业投资基金股份有限公司发起人协议和国家集 成电路产业投资基金股份有限公司章程，大基金正式设立（一期）。大基金一期共募得普通股987.2亿元，同时发行优先股400亿元，基金总规模 达到1387.2亿元，以IC制造为主。2019年10月22日大基金二期正式成立，总规模高达2041.5亿元，于2020年3月开始进行实质投资，半导体设备、半 导体材料等大基金一期投入相对较少的产业迎来发展机遇。 制造类, 67% 设计类, 17% 封测类, 10%

12、装备材料 类, 6% 半导体设备行业相关政策半导体设备行业相关政策 时间时间投资标的投资标的投资金额（亿元）投资金额（亿元）设备设备 2014.12中微半导体4.80 反应离子刻蚀机、电介质 刻蚀机、硅通孔刻蚀机 2015.07长川科技0.40测试机、自动分选机 2015.11拓荆科技1.65PECVD、ALD 2015.12七星电子6.00ICP、PECVD、CVD 2016年睿励科学仪器承诺投资光学测量设备 2019.01华创科技9.20半导体设备 2019.07长川科技1.63测试机、自动分选机 2019.09精测电子1 膜厚设备、OCD设备、晶圆 散射颗粒检测设备 /盛美半导体/半导体

13、清洗设备 国家集成电路产业投资基金一期投资项目明细：设备领域国家集成电路产业投资基金一期投资项目明细：设备领域 资料来源：集微网 前瞻产业研究院整理 02 半导体设备行业发展现状半导体设备行业发展现状 全球半导体设备行业发展 中国半导体设备行业发展 2.1.1 全球半导体行业周期明显 新一轮上升周期来临 33583352 3389 4122 4688 4121 2085 -12.1% 5.2% -30% -20% -10% 0% 10% 20% 30% 40% 0 1000 2000 3000 4000 5000 2002200320042005200620072008200920102011

14、2000182019 2020H1 全球集成电路销售额（亿美元）增长速度（%） 从全球半导体发展情况来看，受宏观经济变化及技术革新影响，半导体行业存在周期性。2017-2019年，全球半导体行业来到了下滑周期。2019 年，全球固态存储及智能手机、PC需求增长放缓，全球贸易摩擦升温，导致全球半导体需求市场下滑，全年销售额为4121亿美元，同比下降12.1%。 进入2020年，有5G商用化、数据中心、物联网、智慧城市、汽车电子等一系列新技术及市场需求做驱动，将给予半导体行业新的动能。 资料来源：WTST 前瞻产业研究院整理 20122012- -202

15、02020年上半年全球半导体行业发展情况（单位：亿美元，年上半年全球半导体行业发展情况（单位：亿美元，% %） 2.1.2 全球半导体设备行业销售额出现下滑 317.9 375.0 365.3 412.4 566.2 645.3 597.5 155.7 18.0% -2.6% 12.9% 37.3% 14.0% -7.4% 13.0% -10% 0% 10% 20% 30% 40% 0 200 400 600 800 2000192020Q1 全球半导体设备销售额（亿美元）增长速度（%） 根据国际半导体产业协会SEMI统计数据显示，近年来全球半导体设

16、备销售额呈波动态势，2019年为597.5亿美元，比2018年的645.3亿美元的历 史高点下降了7.4%。2020年一季度，全球半导体设备销售额为155.7亿美元，比2019年第四季度减少13%，但与2019年一季度相比，增长了13%。 资料来源：SEMI 前瞻产业研究院整理 20132013- -20202020年一季度全球半导体设备销售额及增长速度情况（单位：亿美元，年一季度全球半导体设备销售额及增长速度情况（单位：亿美元，% %） 2.1.3 前道设备占据主要市场份额 前道装备 85% 测试设备 9% 封装设备 6% 在一个新晶圆投资建设中，设备投资一般占70-80%。按工艺流程分类，

17、在新晶圆的设备投资中，晶圆加工的前道设备占据主要的市场份额，约 85%；封测设备占据约15%的比重，其中测试设备9%，封装设备6%。 全球半导体设备产业构成情况（单位：全球半导体设备产业构成情况（单位：% %） 资料来源：Gartner 前瞻产业研究院整理 2.1.4 全球半导体设备产业主要集中在中国台湾及大陆地区 33.25% 25.09% 26.39% 29.66% 20.29% 15.76% 28.65% 25.82% 10.60% 11.65% 13.41% 15.66% 14.54% 20.32% 22.51% 22.48% 16.42% 18.24% 20.45% 18.65% 3

18、1.70% 27.44% 16.69%21.58% 16.58% 21.76% 14.02% 10.89% 9.87% 9.03% 13.64% 12.40% 10.63%11.15%15.03% 11.23% 11.46% 14.68% 10.49% 10.79% 6.01% 6.35% 5.31% 5.29% 6.48% 6.54% 3.82% 4.11% 6.51%5.73% 5.39% 8.61% 5.65%6.26% 4.22% 2.83% 2000192020Q1 中国台湾中国大陆韩国北美日本欧洲其他地区 资料来源：SEMI 前瞻产业研究

19、院整理 从地区分布来看，2019年中国台湾是半导体设备的最大市场，销售额增长了68%，达到171.2亿美元，占全球市场的比重为28.65%。中国大陆则 以134.5亿美元的销售额保持其第二大设备市场的地位，占比为22.51%。排名第三的是韩国，销售额为99.7亿美元，同比下降44%，占比为16.69%。 尽管日本，欧洲和世界其他地区的新设备市场萎缩，但北美设备销售额在2019年跃升了40%，达到81.5亿美元，占比升到13.64%，这是该地区连续第 三年增长。 20132013- -2020Q12020Q1全球半导体设备行业地区分布情况（单位：全球半导体设备行业地区分布情况（单位：% %） 2

20、.1.5 日美荷品牌占据全球前十大设备制造商地位 20192019年全球半导体设备供应商年全球半导体设备供应商TOP10TOP10（单位：（单位：% %） 资料来源：SEMI 前瞻产业研究院整理 17.3% 15.7% 13.5% 13.4% 5.2% 3.2% 2.7% 1.8% 1.8% 1.7% 18.5% 18.1% 17.3% 16.0% 6.6% 3.7% 3.1% 3.0% 2.6% 2.4% 应用材料 阿斯麦 东京电子 泛林半导体 KLA 斯科半导体 爱德万测试 ASM 泰瑞达 日立高科 2018年 2019年 目前全球半导体设备市场集中度较高，以美国、荷兰、日本为代表的TOP

21、10企业垄断了全球半导体设备市场90%以上的份额。美国著名设备公司 应用材料、泛林半导体、泰瑞达、科天半导体合计占据整个设备市场40%以上份额，而且均处于薄膜、刻蚀、前后道检测三大细分领域的绝对龙头地 位。技术领先和近半的市场占有率，任何半导体制造企业都很难完全脱离美国半导体设备供应体系。 2.1.6 巨头瓜分细分市场 资料来源：Gartner 前瞻产业研究院整理 CMPCMP扩散炉扩散炉 涂胶显影设备涂胶显影设备刻蚀机刻蚀机光刻机光刻机 CVDCVD原子层沉积原子层沉积PVDPVD清洗机清洗机 从半导体设备的各细分行业来看，依旧是被TOP10供应商垄断，应用材料、ASML、东京电子（TEL）

22、头部三家公司合计占比高达60%-90%。其中， 应用材料、TEL等企业横跨多细分领域，成为航母级龙头企业。 20192019年全球半导体设备细分市场品牌竞争格局（单位：年全球半导体设备细分市场品牌竞争格局（单位：% %） 离子注入离子注入 应用材料 50% TYK 30% 其他 20% KE 50% TEL 42% 其他 8% TEL 87% DNS 10% 其他 3% 泛林半导体 50% TEL 25% 应用材料 15% 其他 10% ASML 75% 尼康 13% 佳能 6% 其他 6% 应用材料 30% 泛林半导体 21% TEL 19% 其他 30% TEL 31% ASM 21% 其

23、他 40% DNS 45% 应用材料 85% 其他 15% TEL 25% 泛林半导体 25% 其他 15% 应用材料 50% Axcell 30% 其他 20% 2.2.1 半导体设备发展现状：行业市场规模持续增长 20132013- -20192019年中国大陆半导体年中国大陆半导体设备市场规模占全球设备市场规模占全球比重情况（单位：比重情况（单位：% %）20132013- -20202020年中国半导体设备行业市场规模及增长情况（单位：亿美元，年中国半导体设备行业市场规模及增长情况（单位：亿美元，% %） 10.6% 11.7% 13.4% 15.7% 14.5% 20.3% 22.5

24、% 8% 12% 16% 20% 24% 200019 33.7 43.7 49 64.6 82.3 131.1 134.5 35 29.7% 12.1% 31.8% 27.4% 59.3% 2.6% 48% -50% -30% -10% 10% 30% 50% 70% 0 40 80 120 160 2000192020Q1 中国大陆半导体设备市场规模（亿美元）同比增长（%） 资料来源： SEMI 前瞻产业研究院整理 根据SEMI数据显示，2013-2019年中国大陆半导体设备市场规模呈现逐年增长态势，增

25、速波动变化。2019年行业实现市场规模134.5亿美元，同 比增长2.6%，增速较2018年有所回落。2020年一季度行业实现规模35亿元，较2019年同期增长48%，可见我国半导体设备在2020年初的新冠肺炎事件 中受到的影响并不显著。同时，中国大陆半导体设备市场规模占全球市场规模的比重一直在增长，2019年中国大陆在全球市场占比实现22.5%，较 2018年增长了2.3个百分点。 2.2.2 半导体设备发展现状：国产化率仍处于较低水平 虽然中国半导体专用设备企业销售规模不断增长，但整体国产率还处于较低的水平，目前中国半导体专用设备仍主要依赖进口。根据中国本土 主要晶圆厂设备采购情况的统计数

26、据，目前中国主要本土晶圆厂设备的国产化情况如下： 中国半导体设备国产化情况分析（单位：中国半导体设备国产化情况分析（单位：% %） 序号序号设备名称设备名称销售销售收入占比收入占比(%)(%)国内代表性厂商国内代表性厂商 1去胶设备90%以上北京屹唐半导体科技有限公司 2清洗设备20%左右盛美半导体、北方华创 3刻蚀设备20%左右中微公司、北方华创、北京屹唐半导体科技有限公司 4热处理设备20%左右北方华创、北京屹唐半导体科技有限公司 5PVD 设备10%左右北方华创 6CMP 设备10%左右天津华海清科机电科技有限公司 7涂胶显影设备零的突破芯源微 8光刻设备预计将有零的突破上海微电子装备（

27、集团）股份有限公司 资料来源：盛美公司招股说明书 前瞻产业研究院整理 2.2.3 半导体设备发展现状：前道制程设备占主导地位 20182018年中国半导体设备细分产品比例情况（单位：年中国半导体设备细分产品比例情况（单位：% %） 制程设备, 78% 测试设备, 10% 封装设备, 7% 其他, 5% 资料来源：SEMI 前瞻产业研究院整理 从产品细分结构来看，半导体设备主要分为前道制造设备以及后道封装测试设备。根据SEMI数据，2018年国内半导体设备主要集中在前道制程 设备，其比重为78%，其中以光刻机、刻蚀机和薄膜沉积设备为主。此外，测试设备在半导体设备的占比为10%，封装设备在半导体设

28、备中的比重约 为7%。 2.2.4 半导体设备发展现状：国内企业规模整体偏小 20192019年中国年中国半导体设备销售半导体设备销售收入收入TOP10TOP10企业（企业（单位：亿元）单位：亿元） 序号序号单位名称单位名称销售收入销售收入( (亿元亿元) ) 1浙江晶盛机电股份有限公司28.86 2北方华创科技集团股份有限公司28.42 3深圳市捷佳伟创新能源装备股份有限公司24.34 4中电科电子装备集团有限公司15.71 5中微半导体设备(上海)有限公司15.7 6北京屹唐半导体科技有限公司12.86 7盛美半导体设备(上海)有限公司7.15 8天通吉成机器技术有限公司4.05 9上海微

29、电子装备(集团)股份有限公司3.83 10杭州长川科技股份有限公司2.51 资料来源：中国电子专用设备工业协会 前瞻产业研究院整理 据中国电子专用设备工业协会的数据显示，2019年中国半导体设备TOP10企业共完成销售收入143.43亿元。2019年中国半导体设备制造商销售收入 排列首位的是浙江晶盛机电股份有限公司，其2019年半导体设备销售收入达到28.86亿元，其次为北方华创科技集团股份有限公司，销售收入为28.42 亿元。但对标全球半导体设备企业的销售收入来看，我国半导体设备行业内企业规模仍处于较低水平，行业设备需求多依赖于国际品牌。 2.2.5 半导体设备发展现状：资本市场处于初级阶段

30、 20202020年以来中国半导体设备行业投融资事件汇总年以来中国半导体设备行业投融资事件汇总 序号序号 获投时间获投时间公司名称公司名称获投轮次获投轮次获投金额获投金额投资方投资方 12020/8/12中晟光电新三板定增1.13亿人民币浦东科创领投，海通创新、 张江科投 、中科创星、同祺投资、重庆冠达等跟投 22020/6/16比亚迪半导体A+轮8亿人民币 SK集团，小米，招银国际，联想集团，中信产业基金，ARM，中芯国际，上汽创 投，北汽产投，深圳华强，蓝海华腾，英威腾等 32020/6/16广微集成战略投资4342万人民币民德电子 42020/6/15广奕电子股权转让未披露成都广奕科技合

31、伙企业（有限合伙） 52020/6/4广微集成战略投资2605万人民币民德电子 62020/5/27比亚迪半导体A轮19亿人民币红杉资本，中金资本，国投创新，喜马拉雅资本 等 72020/5/7派瑞股份IPO未披露公开发行 82020/4/21鲁汶仪器B轮1亿人民币 中科创星领投，中冀资本、中域资本、祥晖资本、红星美凯龙、中杰投资等跟 投 92020/4/2概伦电子A轮亿元及以上人民币兴橙资本（领投）、英特尔投资Intel Capital（领投） 102020/3/23普莱信智能Pre-B轮4000万人民币蓝图创投领投，云启资本跟投 112020/3/12埃克斯工业Pre-A轮数千万人民币红杉

32、中国种子基金 122020/3/4兴科半导体战略投资2.4亿人民币国家集成电路产业投资基金股份有限公司，兴森科技，科学城投资 （注：统计时间区间为2020年1月-8月15日） 资料来源：烯牛数据、IT桔子 前瞻产业研究院整理 目前，我国半导体设备行业仍在追赶阶段，多数企业成立时间较短，从融资情况来看，2020年我国半导体设备行业企业的融资轮次多处于A轮以及 战略投资。可见行业的融资情况仍处于初级阶段，从行业发展的情况来看，未来行业或将吸收更多的资金。 03 半导体设备行业细分市场分析半导体设备行业细分市场分析 光刻设备 刻蚀设备 薄膜沉积设备 清洗设备 封装设备 测试设备 3.1 光刻设备简介

33、 光刻工艺是半导体制造中最为重要的工艺步骤之一。光刻的本质是把临时电路结构复制到硅片上，这些结构首先以图形形式制作在掩膜版上； 光源透过掩膜版将图形转移到硅片表面的光敏薄膜上。光刻工艺主要流程有涂胶、软烘、对准曝光、显影、坚膜烘焙、刻蚀、去除清洗等一系列步 骤。 所涉及到的主要设备有光刻、涂布、曝光显影、量测和清洗设备，其中价值量最大且技术壁垒最高的部分是光刻机。 半导体光刻工艺半导体光刻工艺 气相成底膜旋转涂胶曝光后烘焙软烘对准与曝光 显影坚膜烘焙显影检查 等离子体 去胶清洗 返工 离子注入刻蚀 不合格硅片 合格硅片 光刻机、光刻机工作台光刻机、光刻机工作台 涂布显影设备、去胶涂布显影设备、

34、去胶/ /清洗设备清洗设备 资料来源：前瞻产业研究院整理 3.1.1 光刻机发展历程分析 第一代第一代 （接触接近）（接触接近） 第二代第二代 （接触接近）（接触接近） 第三代第三代 （扫描投影）（扫描投影） 第四代第四代 （浸没步进式投影）（浸没步进式投影） 第五代第五代 （极紫外（极紫外/EUV/EUV） 光源：248nm KrF激光 最小工艺：180-130nm 光源： 365nm i-line 最小工艺：800-250nm 光源： 436nm g-line 最小工艺：800-250nm 光源：193nm ArF激光 最小工艺：45-20nm、130-65nm 光源：13.5nm 极紫外

35、光 最小工艺：20-7nm 光刻机发展至今，已经历了5代产品的迭代。第一二代均为接触接近式光刻机，使用光源分别为436nm的g-line和365nm的i-line；第三代为扫描 投影式光刻机，光源改进为248nm的KrF激光，实现了跨越式发展，将最小工艺推进至180-130nm；第四代为浸没步进式投影式光刻机，是最具代表性 的光刻机产品，1986年由ASML首先推出，采用193nmArF激光光源；第五代为EUV光刻机，采用极紫外光光源，是未来光刻机技术发展的主要方向。 2010年ASML推出第一台EUV光刻机NXE:3100, 目前其是全世界唯一一家能够设计和制造EUV设备的厂商。 资料来源：

36、图解芯片技术 前瞻产业研究院整理 3.1.2 全球光刻机需求量在300台左右 136 169 157 198 224 229 57 54 80 64 70 114 84 21 40 32 35 35 30 41 7 230230 281281 256256 303303 368368 354354 8585 0 100 200 300 400 200020Q1 ASMLCanonNikon 20142014- -2020Q12020Q1全球光刻机销售数量情况（单位：台）全球光刻机销售数量情况（单位：台） 目前全球光刻机被ASML、Canon和Niko

37、n三家供应商包揽。从行业需求来看，全球每年光刻机产出量300-400台，2019年，全球TOP3企业光刻机合 计销售量354台，较2018年下降了3.8%。在2019年的354台光刻机设备中，ASML贡献了229台，占据着超60%的市场份额。2020年第一季度，全球光刻 机top3企业销售量实现85台。 资料来源：ASML、Canon、Nikon公司公告&国元证券 前瞻产业研究院整理 3.1.3 ArF、i-line光刻机是主流 近年来，市场上销售的光刻机主要为EUV光刻机、ArF lm光刻机、ArF Dry光刻机、KrF光刻机和i-line光刻机。从2019年这五类光刻机的销量情 况来看，A

38、rF光刻机销量最高，达122台，其中ArF lm光刻机89台， ArF Dry光刻机33台。在这122台中，ASML贡献了大部分的份额。其次为i-line光 刻机，销量为116台。 26 82 22 65 34 22 62 7 11 3 20 EUV ArF Im Arf Dry KrF i-line ASMLCanonNikon 20192019年全球各类光刻机销售数量情况（单位：台）年全球各类光刻机销售数量情况（单位：台） 资料来源：ASML、Canon、Nikon公司公告&国元证券 前瞻产业研究院整理 3.1.4 光刻机国产化进行时 光刻设备光刻设备领先企业领先企业已具备技术已具备技术在

39、研技术在研技术 光刻机上海微电子130-90nm65nm 光刻机工作台华卓精科130-65nm45nm 涂布显影芯源微130-45nm28-14nm 去胶/清洗屹唐半导体130-5nm3nm 中国光刻设备相关领先企业技术进展情况中国光刻设备相关领先企业技术进展情况 从中国市场来看，上海微电子装备有限公司（SMEE）是我国国内唯一能够做光刻机的企业。上海微电已经量产的光刻机中，性能最好的是 SSA600/200工艺，能够达到90nm的制程工艺，而最新的荷兰ASML公司所生产的N+1光刻机是采用最新的制程，能够达到7nm的程度。因此，国内晶圆 厂所需要的高端光刻机完全依赖进口，国产化脚步有待加快。

40、 此外，从光刻机工作台、涂布显影、去胶/清洗等其他光刻设备来看，我国在研企业还有华卓精科、芯源微、屹唐半导体等。 资料来源：公开信息&国元证券 前瞻产业研究院整理 3.2 刻蚀设备简介 刻蚀技术刻蚀技术 干法刻蚀干法刻蚀 湿法刻蚀湿法刻蚀 用等离子体进行薄膜刻蚀技术 介质刻蚀介质刻蚀 硅刻蚀硅刻蚀 金属刻蚀金属刻蚀 将刻蚀材料浸泡在腐蚀液内进行腐蚀，目前逐步被干法替代 90% 10% 刻蚀是利用化学或者物理的方法将晶圆表面附着的不必要的材质进行去除的过程。按照刻蚀工艺划分，刻蚀其主要分为干法刻蚀以及湿法刻蚀， 干法刻蚀主要利用反应气体与等离子体进行刻蚀，利用等离子体与表面薄膜反应，形成挥发性物

41、质，或者直接轰击薄膜表面市值被腐蚀的工艺。湿 法刻蚀工艺主要是将刻蚀材料浸泡在腐蚀液内进行腐蚀，该刻蚀方法会导致材料的横向纵向同时腐蚀，会导致一定的线宽损失。目前来看，干法刻 蚀在半导体刻蚀中占据绝对主流低位，市场占比超过90%。 资料来源：中国半导体协会 前瞻产业研究院整理 3.2.1 全球刻蚀设备市场规模至2025年有望达到155亿美元 40 115 155 0 40 80 120 160 201320192025 20132013- -20252025年全球刻蚀设备市场规模及预测（单位：亿美元）年全球刻蚀设备市场规模及预测（单位：亿美元） 资料来源：SEMI 前瞻产业研究院整理 近年来，

42、全球刻蚀设备市场快速发展。2013年，全球刻蚀设备市场规模约为40亿美元，随着闪存技术突破，存储市场拉动刻蚀设备需求明显增 大，至2019年市场规模突破百亿美元，达到115亿美元。 SEMI预测2025年全球刻蚀设备市场空间达到155亿美元，年复合增速约为12%，市场空间增 量主要来自于存储制造对刻蚀设备的需求激增。 3.2.2 三大巨头垄断市场 从刻蚀设备主要品牌来看，目前该领域被泛林半导体、TEL、应用材料三家海外巨头所垄断。2019年，三家企业合计占全球刻蚀设备市场90%左 右，其中泛林半导体又以50%的市场份额遥遥领先。 泛林半导体 50% TEL 25% 应用材料 15% 其他 10

43、% 20192019年全球刻蚀设备市场品牌竞争格局（单位：年全球刻蚀设备市场品牌竞争格局（单位：% %） 资料来源：Gartner 前瞻产业研究院整理 3.2.3 工艺升级带动刻蚀机用量提升 20 28 40 56 64 117 140 160 0 30 60 90 120 150 180 65nm45nm28nm20nm14nm10nm7nm5nm 不同工艺的刻蚀次数（单位：次）不同工艺的刻蚀次数（单位：次） 资料来源：SEMI 前瞻产业研究院整理 根据中微公司披露的高阶制程刻蚀工艺来看，由于光刻机在20nm以下光刻步骤收到光波长度的限制，因此无法直接进行光刻与刻蚀步骤，而是 通过多次光刻、

44、刻蚀生产出符合人们要求的更微小的结构。目前普遍采用多重模板工艺原理， 即通过多次沉积、刻蚀等工艺，实现10nm线宽的制 程。根据相关数据，14nm制程所需使用的刻蚀步骤达到64次，较28nm提升60%；7nm制程所需刻蚀步骤更是高达140次，较14nm提升118%，工艺升级持 续推动刻蚀机用量提升。 3.2.4 有望率先完成国产替代 从国内市场来看，刻蚀机尤其是介质刻蚀机，是我国最具优势的半导体设备领域，也是国产替代占比最高的重要半导体设备之一。目前我国主 流设备中，去胶设备、刻蚀设备、热处理设备、清洗设备等的国产化率均已经达到20%以上。而这之中市场规模最大的则要数刻蚀设备。我国目前在 刻蚀

45、设备商代表公司为中微公司、北方华创以及屹唐半导体。中微与北方作为我国两家设备龙头企业，偏重领域有一定区别。 设备设备国产化率国产化率设备类型设备类型国内领先企业国内领先企业已具备技术已具备技术在研技术在研技术采购量采购量 刻蚀设备20% 介质刻蚀机中微半导体65-5nm3nm 大于50台，5nm已打 入台积电 硅刻蚀机北方华创65-28nm14-5nm大于20台 金属刻蚀机北方华创65-28nm14nm/ 中国刻蚀设备相关领先企业技术进展情况中国刻蚀设备相关领先企业技术进展情况 资料来源：SEMI 前瞻产业研究院整理 3.3 薄膜沉积设备简介 指标指标原子层沉积（原子层沉积（ALDALD）物理

46、式真空镀膜（物理式真空镀膜（PVDPVD）化学式真空镀膜（化学式真空镀膜（CVDCVD） 原理表面反应沉积蒸发凝固气相反应沉积 过程层状生长形核长大形核长大 台阶覆盖率优秀一般好 速率慢快快 温度低低高 层均匀性优秀一般较好 厚度控制反应回圈次数沉积时间沉积时间，气象分压 成分均匀，杂质少无杂质易含杂质 三种半导体薄膜沉积工艺比较三种半导体薄膜沉积工艺比较 资料来源：国元证券 前瞻产业研究院整理 薄膜的沉积，是一连串涉及原子的吸附、吸附原子在表面扩散及在适当的位置下聚结，以渐渐形成薄膜并成长的过程。薄膜沉积工艺主要有原 子层沉积（ALD）、物理式真空镀膜（PVD）、化学式真空镀膜（CVD）三种

47、工艺。 3.3.1 全球薄膜沉积设备市场规模至2025年有望达到340亿美元 125 145 155 172 190 210 240 270 340 0 70 140 210 280 350 20020202242025 20172017- -20252025年全球薄膜沉积设备市场规模及预测（单位：亿美元）年全球薄膜沉积设备市场规模及预测（单位：亿美元） 资料来源：Maximize Market Research 前瞻产业研究院整理 根据Maximize Market Research数据统计，全球半导体薄膜沉积市场2017年市场空间约为125亿美元

48、，预计到2025年将达到340亿美元，期间以 年复合13.33%的速度增长。其中市场将以存储、AMOLED显示屏以及太阳能电站等新兴应用需求的增加为驱动薄膜沉积市场增长的核心动力。 3.3.2 CVD设备占据过半市场份额 从半导体薄膜沉积设备主要类型来看，CVD设备占据着57%的薄膜沉积设备市场，领先于其他类型设备；其次是PVD，占比为25%；ALD及其他镀膜 设备占据着18%的市场份额。 CVD 57% PVD 25% 其他 18% 20192019年全球半导体薄膜沉积设备市场格局（单位：年全球半导体薄膜沉积设备市场格局（单位：% %） 资料来源：AMAT 前瞻产业研究院整理 3.3.3 薄

49、膜沉积设备品牌竞争格局分析 TEL 31% ASM 29% 其他 40% 20192019年全球年全球ALDALD设备市场占比（单位：设备市场占比（单位：% %）20192019年全球年全球PVDPVD设备市场占比（单位：设备市场占比（单位：% %）20192019年全球年全球CVDCVD设备市场占比（单位：设备市场占比（单位：% %） 应用材料 30% 泛林半导体 21% TEL 19% 其他 30% 应用材料 85% 其他 15% 资料来源：Gartner 前瞻产业研究院整理 从全球市场份额来看，ALD设备龙头TEL和ASM分别占据了31%和29%的市场份额，剩下40%的份额由其他厂商占据；而应用材料则基本垄断了PVD市 场，占85%的比重，处于绝对龙头地位；在CVD市场中，应用材料全球占比约30%，连同泛林半导体的21%和TEL的19%，三大厂商占据了全球70%的市场 份额。 3.3.4 国产薄膜沉积设备取得重大进展 从国内市场看，中国薄膜沉积设备龙头有北方华创和沈阳拓荆。其中，北方华创产品线覆盖CVD、PVD和ALD三类；沈阳拓荆主攻CVD和ALD，目前 技术储备均达到28/14nm节点。近年来两家公司分别在技术储备以及客户认证方面取得良好进