集成电路设备包含前道制作设备与后道封测设备。前道集成电路制作设备可进一步细分为晶圆制作设备与晶圆加工设备。其间，晶圆制作设备收买方为硅片工厂，用于出产镜面晶圆；晶圆加工设备收买方为晶圆代工厂/IDM，以镜面晶圆为基材完结关于带有芯片晶圆的制作；后道检测设备收买方为专业的封测工厂，并终究构成各类芯片产品。

  晶圆加工设备占集成电路设备总规划约 80%。依据 SEMI 的计算数据，2018 年全球晶圆加工设备总规划为 521.5 亿美元，占设备投资总额约 81%；测验设备总规划为 56.32 亿美元，占比约 9%；封装设备总规划为 40.13 亿美元，占比约 6%；其他前道设备（硅片制作）总规划为 26.93 亿美元，占比约 4%。

  2018 年全球集成电路设备商场规划为 645.3 亿美元。自 2016 年以来，全球集成电路设备商场坚持比年添加态势，从区间底部 365.3 亿美元添加至 2018 年的 645.3亿美元。2019 年受制于存储器价格下降导致的本钱扩张减缩，上半年销售规划为271 亿美元，同比下降 19.66%。

  2018 年我国集成电路设备商场规划为 131.1 亿美元。国内商场自 2013 年以来商场规划逐年提高，截止至 2018 年年底已占全球总商场约 20.32%。国产化方面，2018年国产集成电路设备销售额 45.10 亿元，同比添加 58.41%，估计至 2020 年将添加至 90 亿元。另一方面，现在集成电路设备国产化率仅为 4.88%。

  集成电路硅片制作工艺杂乱，包含硅提炼与熔炼、单晶硅成长与成型。集成电路硅片制作工艺流程包含拉拉晶→切片→磨片→倒角→刻蚀→抛光→清洗→检测。各环节中，要害流程为拉晶、抛光、检测，相对应的设备别离为单晶炉、CMP 抛光机、检测设备。

  集成电路硅片出产以直拉法为主。将多晶硅拉制成单晶硅包含两种工艺，别离为区熔法与直拉法，其间，集成电路范畴硅片首要选用直拉法制成。拉晶环节工序首要为将纯洁硅加热成熔融状况→籽晶伸入装有熔融硅的旋转坩埚中→新晶体在初期籽晶上均匀延伸成长→出产单晶硅锭。

  晶圆制作设备占设备投资总额约 3%~5%。正如本文 3.1 末节所说到的，2018 年全球集成电路设备价值构成中，晶圆加工设备、晶圆制作设备占比别离为 81%、4%。详细来看，晶圆制作设备包含单晶炉、切割机、滚圆机、切断机、研磨体系、倒角机、刻蚀机、抛光机、清洗设备、检测设备等。其间，单晶炉、CMP 抛光机别离占晶圆制作设备额约 25%、25%。单晶炉由炉体、热场、磁场、操控设备等部件构成，其间，操控炉内温度的热场与操控晶体成长形状的磁场为决议单晶炉功能的要害目标之一。

  竞赛格式：内资供货商在太阳能单晶炉范畴已具有彻底竞赛力，其间，归纳实力居前企业包含晶盛机电、南京晶能等。另一方面，国内集成电路范畴能够供给 12 英寸单晶炉的供货商现在数量尚小。

  集成电路晶圆加工包含七个彼此独立的工艺流程，别离为（a）分散（Thermal Process）；（b）光刻（Photo-Lithography）；（c）刻蚀（Etch）；（d）离子注入（IonImplant）；（e）薄膜成长（Dielectric Deposition）；（f）化学机械抛光（CMP）；（g）金属化（Metalization）。集成电路晶圆加工进程中触及到的设备包含光刻机、刻蚀机、薄膜设备、分散/离子注入设备、湿法设备、CMP 抛光设备、进程检测设备等。

  集成电路晶圆加工设备占设备总投资约 75%~80%，其间，刻蚀设备、光刻设备、薄膜堆积设备为前道工序三大中心设备。依据 SEMI 的计算数据，2018 年晶圆加 工设备价值构成中，刻蚀、光刻、CVD 设备占比别离为 22.14%、21.30%、16.48%。

  全球竞赛格式：集成电路晶圆加工设备商场高度集中。咱们计算了全球集成电路晶圆加工设备供货商在各自细分品类的职业集中度，职业出现典型的寡头独占格式。整体来看，职业前十大设备供货商商场占有率逾 80%。光刻机商场尤为典型，荷兰ASML 根本完结了关于全球高端光刻机商场的独占。

  我国竞赛格式：我国集成电路晶圆加工设备职业仍处于开展初步阶段的高速开展期，出现较为显着的地域集聚性，供货商首要集中于北京、上海、辽宁等城市。现在，国内集成电路 12 英寸、28 纳米制程首要设备已成功进入量产线，详细包含薄膜堆积设备、CMP 抛光设备、刻蚀机、清洗设备、离子注入机等，其间，刻蚀机已具有必定的世界竞赛力。

  光源作为光刻机的中心构成，很大程度上决议了光刻机的工艺水平。光源的变迁先后阅历：（a）紫外光源（UV：Ultraviolet Light），波长最小缩小至 365nm；（b）深紫外光源（DUV：Deep Ultraviolet Light），其间ArF Immersion 实践等效波长为 134nm；（c）极紫外光源（EUV：Extreme UltravioletLight），现在大部分最高工艺制程半导体芯片均选用 EUV 光源。

  竞赛格式：全球龙头为荷兰 ASML，其他包含日本 Nikon、日本 Canon 等。国内从事集成电路光刻机出产制作的企业首要为上海微电子（SMEE）与中国电科（CETC）旗下的电科配备。

  ASML2017 年光刻机全球市占率 87.4%，其 EUV 光刻机完结全球独占；

  Nikon2017 年光刻机全球市占率 10.3%，相较 ASML 在价格方面具有必定优势；

  SMEE 为全球 LED 光刻机首要供货商，作为国内高端光刻机的龙头，2018 年 3月其所承当的“02 专项”“90nm 光刻机”经过国家验收，为全球第四家把握光刻机体系规划与体系集成技能的企业，但相较于 ASML 代表的先进水平仍有距离。

  刻蚀机为晶圆制作三大首要设备之一，包含两种根本的刻蚀工艺，别离为干法刻蚀与湿法腐蚀。其间，干法刻蚀（代表为等离子体干法刻蚀）为干流刻蚀技能，湿法腐蚀常用于尺度较大（大于 3 微米）场景或去除干法刻蚀后的残留物。依据被刻蚀资料的不同，干法刻蚀还能够进一步分为金属刻蚀、介质刻蚀、硅刻蚀。

  竞赛格式：依据 The Information Network 的计算数据，2017 年全球刻蚀机首要供货商包含泛林半导体（Lam Research）、东京电子（Tokyo Electron）、使用资料（Applied Materials），其全球市占率别离为 55%、20%、19%。国内供货商以中微公司、北方华创为代表，估计国内市占率挨近 20%。其间，中微公司以介质刻蚀机为主，5nm 刻蚀机产品已经过台积电验证；北方华创以硅刻蚀机为主，14nm 等离子硅刻蚀机已进入集成电路干流工厂。

  价值构成：集成电路器材互连层数的增多，将带来刻蚀设备需求量的增大。跟着芯片线宽的缩小以及新制作工艺的选用，关于刻蚀技能的精确度与重复性提出了更高的要求。一起，3D NAND 经过添加堆叠的层数添加集成度，要求刻蚀技能完结更高的深宽比。

  集成电路薄膜资料制作广泛选用的工艺为物理气相堆积 PVD（Physical VaporDeposition）与化学气相堆积 CVD（Chemical Vapor Deposition）等。物理气相堆积指将资料源外表气化并经过低压气体/等离子体在基体外表堆积，包含蒸腾、溅射、离子束等；化学气相堆积指将含有薄膜元素的气体经过气体流量计送至反响腔晶片外表反响堆积，包含低压化学气相堆积 LPCVD、金属有机化合物气相堆积MOCVD、等离子体增强化学气相堆积 PECVD 等。

  原子层堆积 ALD 归于化学气相堆积的一种，差异在于化学吸附自约束（CS）与依次反响自约束（RS），每次反响只堆积一层原子，然后具有成膜均匀性好、薄膜密度高、台阶覆盖性好、低温堆积等长处，适用于具有深邃宽比、三维结构基材。

  全球竞赛格式：集成电路 PVD 范畴首要被美国使用资料（Applied Materials）、瑞士 Evatec、日本爱发科（Ulvac）所独占，其间使用资料占比约 85%；CVD 范畴全球首要供货商为美国使用资料（Applied Materials）、东京电子（Tokyo Electron）、泛林半导体（Lam Research），其间使用资料占比约 30%。

  北方华创：集成电路范畴 14nm 工艺制程等离子硅刻蚀机、单片退火体系、LPCVD成功进入干流代工厂。

  掺杂工艺的完结包含高温热分散法、离子注入法。其间，离子注入即经过对半导体资料外表进行某种元素的离子注入掺杂的工艺制程，意图为改动半导体的载流子浓度与导电类型。依据能量凹凸离子注入机包含低能/中能/高能/兆伏离子注入机；依据束流巨细包含小/中/大束流离子注入机，其间。大束流离子注入机包含强/超强流离子注入机，低能大束流技能难度最高。

  商场规划：离子注入机作为集成电路要害制程设备之一，价值占比一般为设备总投资额约 2.5%~3.0%。现在，全球集成电路离子注入机商场规划约 18 亿美元。

  竞赛格式：集成电路范畴离子注入机竞赛格式高度集中。供货商首要为美国使用资料（Applied Materials）与美国亚舍立科技（Axcelis），其全球市占率别离为 70%、 17%。其间，AMAT 曾于 2011 年作价 42 亿美元完结关于美国瓦里安（Varian）的并购。一般来说，技能难度最高的低能大束流离子注入机占比约为 55%，首要供货商包含 AMAT、Axcelis、AIBT，市占率别离为 40%、32%、25%。北京中科信为国内离子注入机龙头，此外，供货商还包含凯世通等。

  湿法设备分为槽式湿法设备与单片式湿法设备，因为集成电路线宽的不断缩小，单片式湿法设备成为干流。湿法晶圆清洗指经过离子水、清洗机等清洗晶圆外表并随之湿润再枯燥，为干流的清洗办法。构成来看，湿法设备包含首要包含清洗设备、去胶机、湿法刻蚀机。半导体加工环节中，清洗占总工序超越三成。

  商场规划：依据 SEMI 的计算数据，2017 年全球半导体清洗设备商场规划为 32.3亿美元，较 2016 年添加 19.63%，估计至 2020 年将进一步提高至 37 亿美元。VLSI的数据显现，2018 年全球前道单片式清洗设备销售额为 22.69 亿美元，估计至 2023年将提高至 23.14 亿美元。一般，清洗设备占晶圆加工设备总投资约 5%~6%。

  竞赛格式：湿法清洗设备范畴，全球龙头首要包含日本迪恩士（Dainippon Screen）、日本东京电子（Tokyo Electron Limited）、美国泛林半导体（Lam Research）等，其间，SCREEN 全球市占率约 60%，职业前三市占率达 87.7%。国内企业方面，首要包含盛美半导体、北方华创、屹唐半导体等。其间，

  盛美半导体依据 SAPS 与 TEBO 技能的单片清洗设备销量抢先，其 2017 年全球市占率约 1.5%； 北方华创于 2018 年完结关于美国 Akrion 的收买；

  亦庄国投经过屹唐半导体于 2016 年作价 3 亿美元成功收买美国 Mattson，其在刻蚀、快速热处理（RTP）、光刻胶剥离与清洗等范畴具有技能优势。

  化学机械抛光技能用于晶片外表平整化，所需要用到的设备与耗材包含 CMP 设备、研浆、抛光垫、后 CMP 清洗设备、抛光结尾检测及工艺操控设备、研浆散布体系、废物处理和丈量设备等。其间，耗材首要为抛光浆料与抛光垫。

  商场规划：一般，化学机械抛光设备占晶圆加工设备投资额约 4%。2018 年，全球化学机械抛光设备商场规划 18.4 亿美元，其间，中国商场占比 25%位居第二。

  竞赛格式：全球化学机械抛光设备商场出现寡头独占竞赛格式，供给方首要为美国使用资料（Applied Materials）与日本荏原（Ebara），其 2017 年全球市占率别离为71.3%、26.8%。职业出现高度集中首要因为曩昔 20 年间企业间并购频率较高。相较于 AMAT，荏原在亚洲商场更具有竞赛优势，比例也相对更高。国内方面，供货商首要有 2 家，别离为华海清科与中电科 45 所。其间，

  中电科 45 所：2017 年公司具有彻底自主知识产权的 200mm 化学机械抛光设备完结所内测验送至中芯世界天津验证，其为国产 CMP 设备初次进入集成电路大出产线 年，经过一年出产线工艺验证，设备经过中芯世界天津验证。

  华海清科：2018 年，继在中芯世界顺利完结 IMD/ILD/STI 工艺产品批量出产后,公司 Cu&Si CMP 设备进入上海华力。

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