隨著集成電路芯片的特征尺寸不斷縮小，芯片的集成規模越來越大，對應的集成電路芯片制程設備的技術壁壘越高、制造難度越大、研發投入也越來越高。一條先進半導體產品的生產線投資中設備價值約占總投資規模的75%以上，由此衍生出巨大的設備需求市場。在集成電路制程設備中，晶圓制造設備的最終產品為硅片，主要受眾為晶圓制造廠，如日本信越化學（Shin-Estu）、日本三菱住友（SUMCO）、上海新昇等；光刻、刻蝕、鍍膜等設備主要用于芯片制造，主要受眾為芯片代工廠，如臺積電、中芯國際、上海華虹等，或為整合元件制造商，如英特爾（Intel）、三星（Samsung）等；封測設備主要用于芯片制造中與芯片制造完成后的系列工序，后者包括揀選、測試、貼片、鍵合等多個環節，設備受眾為專門的封測廠，如日月光、Amkor、長電科技等。

據智研咨詢發布的《2020-2026年中國半導體設備行業發展現狀調查及投資發展潛力報告》表示：5G/物聯網/人工智能等新技術的出現將驅動半導體行業發展，目前全球半導體設備已進入新一輪增長周期。如下圖所示，2021年，全球半導體制造設備銷售額高達約670億美元，約4200億元人民幣，相較于2020年，同比增長11%。半導體設備市場增長主要受益于三點：（1）新一代芯片制程工藝提升半導體設備的價格和數量。（2）5G/IoT/AI等新應用帶來芯片制造商擴產需求。（3）中國集成電路芯片自主可控趨勢下，中國半導體Fab大規模擴產時對半導體設備的增量需求。

國外市場分析

全球半導體設備市場集中度高，美日歐五大巨頭引領全球半導體設備市場。據Bloomberg數據，2020年全球五大半導體設備制造商分別為應用材料（AMAT）、阿斯麥（ASML）、泛林半導體（Lam Research）、東京電子（TEL）、科磊（KLA），這五大半導體制造商憑借其領先的技術、強大的資金支持占據著全球半導體設備制造業超過65%的份額。下表1所示為2020年全球前十大半導體設備供應商排名，表2給出了2020年全球半導體設備企業主要產品分布情況。

細分領域術業有專攻，全球設備行業龍頭各顯神通占據世界領先地位。下面將對相關領域的主要企業作簡要介紹。

1.應用材料

美國應用材料公司（Applied Materials INC， AMAT）成立于1967年，目前是世界上最大的半導體設備供應商之一。其主營業務涵蓋三大模塊，具體包括：半導體系統（Semiconductor Systems）、應用材料全球服務（Applied Global Services ）、顯示及相關市場（Display and Adjacent Markets），分別占營業收入的63%，22%，14%，其中半導體系統主要開發、制造和銷售用于制造半導體芯片的各種設備，包括淀積（CVD、PVD等）、離子注入、刻蝕、快速熱處理、化學機械平整、計量檢驗等。全球服務模塊主要提供一系列提高晶圓廠效率的解決方案以及軟件服務，顯示器相關業務主要生產用于制造LED、OLED和其他顯示器件的設備。下圖所示為2020年應用材料業務構成占比。

按照應用材料公司的產品來看，主要有包括CVD、ALD、CMP等在類的12類設備，幾乎涵蓋集成電路芯片制造的全過程。

AMAT長期位居設備銷售額榜首，多種設備技術領先。近年來，AMAT一直憑借著在淀積、刻蝕、離子注入、熱處理等設備領域的領先技術獲得高市占率，名列銷售額榜首。2020年，全球前十大半導體設備生產商中，AMAT以163.6億美元的銷售額位居全球第一。

一直以來，美國應用材料在離子刻蝕和薄膜淀積領域都是行業中的佼佼者，在公司成立之初就專注于薄膜淀積領域，其產品占全球PVD設備市場近55%的份額和全球CVD設備市場近30%的份額。淀積設備利用氣相中發生的物理、化學過程，在工件表面形成功能性或裝飾性的金屬、非金屬或化合物涂層。在2011年，公司研發Centura系統原子淀積技術（ALD），一次可只淀積一層原子；2014年，公司研發Endura系統，能夠完成連續薄的阻擋層和種子層的硅通孔淀積。在2018年，公司推出采用全新設計的新型CENTURA 200毫米常壓厚硅外延反應室PRONTO。該反應室專為生產工業級高質量厚硅（厚度為20～150μm）外延膜而設計，能使當前的外延膜生產效率最大化。

在刻蝕、清洗、平整化設備、離子注入設備、過程控制設備與自動化裝備市場，AMAT也占有一席之地。應用材料公司是除LAM和東京電子之外的該領域的第三大設備生產商，三家公司市占率占全球90%以上。公司研發的Etch系統能夠實現先進FinFET的原子級刻蝕控制，進一步縮減3D邏輯和存儲芯片尺寸，進而延續摩爾定律的勢頭。公司生產的VIISTA系列產品采用高密度、低能量工藝，在整個晶圓表面快速注入高濃度摻雜物，且產品注入系統的技術部署在通用的VIISTA平臺之上，這種通用性有助縮短第一次硅晶的時間，提升應用的生產效率，在離子注入工藝中存在廣泛的應用。

2.阿斯麥

阿斯麥（ASM Holding NV， ASML）是世界領先的半導體設備制造商之一，總部位于荷蘭，主要向全球集成電路生產企業提供領先的綜合性關鍵設備。公司的產品主要包括***、量測設備和計算光刻解決方案等。作為全球***行業龍頭，ASML生產的***主要包括EUV***和DUV***，其中DUV***分為浸入式和干式兩類，在EUV***市場中表現出壟斷地位；公司的量測設備主要包括光學和電子束兩大類，ASML于2020年推出了具有九束光的第一代多光束檢測系統HMIeScan1000，可以用于5nm及以下工藝制程節點的檢測。

ASML的營業收入主要分為兩個部分，第一部分是系統收入，包括***以及量測設備；第二部分是軟件和服務，主要包括計算光刻的軟件以及***的維修升級服務等。近幾年，公司系統收入占比一直增加，2019年，系統收入達到89.96億歐元，占比76.12%；軟件和服務的收入達到28.24億歐元，占比33.88%。2010-2014年，受市場需求影響，公司***出貨量連續下降。2015年后，市場需求開始反彈，2018年公司***出貨量為224臺，已經恢復到了2010年的水平。2019年ASML***出貨量為229臺，創歷史新高。下圖1為ASML公司***市場及2019年營業收入結構，圖2為ASML公司發展歷程。

3.泛林半導體

泛林半導體（LAM Research Corp）成立于1980年，是美國一家從事設計、制造、營銷和服務用于制造集成電路的半導體加工設備的公司，是向世界半導體產業提供晶圓制造設備和服務的主要供應商之一，也是全球最大的半導體刻蝕機廠商。Lam Research公司產品主要用于前端晶片處理，涉及有源元件的半導體器件和布線。同時為后端晶圓級封裝和相關制造市場提供設備。

Lam Research的產品結構中，主要由硅基刻蝕、介質刺蝕、CVD，ALD、清洗和鍍銅設備組成，如下圖所示。根據2018年Gather數據，刻蝕設備在Lam Research收入中占比62%，隨著集成電路中器件互連層數增多，刻蝕設備的使用量不斷增大，Lam Research由于其刻蝕設備品類齊全，從65nm、45nm設備市場起逐步超過應用材料和東京電子成為行業第一。此外，Lam Research公司的CVD設備占比27%，清洗、鍍銅等工藝設備占比11%，Lam Research在硅基刻蝕中的市占率超過50%，穩居第一，在介質刻蝕中的市占率接近40%，住居第二，在CVD中的市占率約為27%，僅次于應用材料。

隨著半導體技術節點的進步，也極大促進了Lam Research公司的發展。1981年，FCC批準手機用于商業開發，同年Lam Research就開發出了第一臺自動刻蝕機；1995年，Lam Research半導體制程達到350nm，同年發布首款雙頻受限介質蝕刻產品，技術節點為350nm；1999年半導體制程達到180nm，第二年Lam Research發布了2300蝕刻平臺，并且推出了VECTORPECVD系統；2010年，半導體工藝節點達到32nm，同年推出用于晶圓級封裝的SABRE 3D ECD系統。

4.日本東京電子

東京電子公司（TOKYO Electron Inc）成立于1963年，是日本最大、世界第三的半導體設備公司。該公司的產品幾乎覆蓋了半導體制造流程中的所有工序。其主要產品包括：涂布/顯像設備、熱處理成膜設備、干法刻蝕設備、CVD、濕法清洗設備及測試設備，如下圖所示。東京電子的涂布設備在全球占有率達到87%。另外，FPD制造設備中，蝕刻機設備占有率達到71%。其他設備的占有率也有相當的份額。

編輯：黃飛