半導體設備，烽煙四起

受人工智能、物聯網、5G、自動駕駛等領域推動，全球半導體設備需求持續增長，尤其是在高端芯片制造、先進封裝技術等領域。今年來，多個國家開始加大對半導體設備產業的布局，以確保在全球半導體產業鏈中的競爭力。市場來看，上游半導體設備競爭日趨熱烈，中國、俄羅斯近期均傳來聲音。

圖片來源：拍信網

全球半導體設備產業的頭部企業集中在美國、荷蘭、日本和韓國等國，尤其在光刻、刻蝕、沉積等關鍵領域占據主導地位。近些年，在晶圓廠擴產與國產化的雙輪驅動下，中國半導體設備企業正在通過加大研發投入和國產化替代，并逐步取得進展。目前中國在高端光刻設備（特別是EUV光刻機）等領域仍存在一定差距，但在刻蝕、CVD、PVD、封裝測試設備等領域，中國企業已經取得了一定的市場份額，并逐步實現國產化替代。

市場上冒尖的中國半導體設備企業涉及北方華創、中微公司、華海清科、盛美上海、精測電子等等。從各家的產品布局來看，北方華創在半導體設備方面實現了平臺化布局，具體產品包括刻蝕機、PVD、CVD、ALD、清洗機等多款高端半導體工藝裝備。截至2024年上半年末，北方華創半導體裝備產業化基地擴產項目四期、高端半導體裝備研發項目和高精密電子元器件產業化基地擴產項目三期的投資進度分別為59.65%、86.63%和72.7%。

中微公司以刻蝕等前道設備為主，刻蝕設備產品涵蓋了等離子體刻蝕機、干法刻蝕機等，同時目前該公司的TSV設備可以使用在先進封裝領域，并已布局其他應用于先進封裝的設備產品，將根據客戶需求情況逐步導入市場。

華海清科以CMP產品為主，該公司新的拋光系統架構CMP機臺已實現小批量出貨，并獲得多家頭部客戶的批量銷售訂單；12英寸超精密晶圓減薄機已實現首臺驗證，其性能獲得客戶認可，滿足客戶批量化生產的需求；應用于4/6/8英寸化合物半導體的刷片清洗裝和12英寸單片終端清洗機已實現首臺驗收。

盛美上海的半導體清洗設備和電鍍設備可以與全球第一梯隊半導體設備供應商競爭，其清洗設備能夠覆蓋的清洗步驟已達90%-95%左右；立式爐管系列設備已批量進入多家客戶生產線；涂膠顯影Track設備已進入客戶端正在驗證中；等離子體增強化學氣相沉積PECVD設備正在研發中，預計2024年該設備的工藝覆蓋率大概達到50%左右。

值得注意的是，除了上述企業，近期國內半導體設備市場勢如破竹，傳來多條新消息：研微半導體首臺ALD設備交付大客戶；中導光電獲得8英寸碳化硅晶圓缺陷檢測設備訂單；功率半導體核心封裝設備制造商科瑞爾完成新一輪融資；廣州粵升半導體碳化硅外延設備大批量出貨...

具體來看，11月22日，研微半導體自主研發的首臺國內先進納米制程原子層沉積設備發車出廠，交付國內頭部客戶。研微半導體創始人、CEO林興表示，“這臺300mm半導體設備針對芯片中高深寬比結構的臺階覆蓋不良等問題，可以提供優異的沉積均勻性和一致性，在精度、效率及穩定性等方面實現質的飛躍?！睋ぃ壳?，研微半導體已有多款原子層沉積設備產品完成樣片檢測，正逐步進入客戶工廠進行驗證生產。

近日，中導光電宣布成功獲得國內功率半導體頭部客戶的8英寸碳化硅（SiC）晶圓缺陷檢測設備訂單。中導光電NanoPro-1XX設備可以為碳化硅芯片制備產線提供全工藝過程缺陷檢測。相較于6英寸碳化硅晶圓，8英寸碳化硅晶圓的尺寸增大，對制造和檢測過程中的精度與工藝要求更高。中導光電表示，公司投入大量資源研發，力求在晶圓表面納米級缺陷檢測方面達到更高的精確度和更復雜的工藝水平。

11月中旬，由中車資本主發起的中車轉型升級基金，已在本月完成對功率半導體核心封裝設備制造商常州科瑞爾科技有限公司（以下簡稱“科瑞爾”）的投資。資料顯示，科瑞爾是業內同時具備IGBT模塊自動化產線設計和單站核心設備研發能力的企業，主營產品已經獲得國內外排名前十的大多數頭部功率半導體模塊廠商認可，構建了IGBT模塊智能自動化封裝產線，核心主設備車規級IGBT功率模塊分體微米插針機已經服務數家國內知名模塊廠商。

11月18日，廣州粵升半導體設備有限公司宣布，公司已在今年9月實現碳化硅（SiC）外延設備的大批量出貨。此批設備在第一代外延爐基礎上做了進一步優化設計，具備生產高質量、高穩定性的外延片生產能力。廣州粵升表示，公司自主研發的SiC外延設備，已在客戶端連續穩定運行近兩年，能夠滿足厚膜以及3C晶型的外延要求。

此外，11月26日，位于新埭鎮高端裝備智造產業園的晶馳機電半導體材料裝備研發生產項目投產，達產后，預計可形成年產120臺半導體長晶和外延專用設備的生產能力，實現年產值1.4億元。晶馳機電（嘉興）有限公司總經理郭森表示，項目正式投產后，公司將加強技術創新，進一步提升產品質量和服務水平，推進8英寸大尺寸碳化硅外延設備與碳化硅長晶設備、4-6英寸大尺寸金剛石長晶設備、氮化鋁長晶設備等三大類產品生產。

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隨著2024年末將至，中國半導體設備市場發出預警信號。據國際半導體產業協會（SEMI）數據顯示，“2024年中國半導體設備采購額預計將再創新高，首次突破400億美元。不過隨著2025年需求恢復正常，中國半導體設備市場需求將出現衰退。”

對此，業界認為，隨著全球半導體供應鏈的緊張，中國更加重視自主研發與生產設備的建設，這使得中國加大了對國產半導體設備的采購力度，進一步提升了采購額。國產化替代加速、先進制程的需求增長、新廠建設及全球供應鏈安全等這些因素疊加在一起，使得2024年成為中國半導體設備采購的一個高峰期。不過在這些生產線投入使用后，設備采購需求進入了平穩期，不再出現集中采購的高峰。如果新的生產線和設備過剩，廠商可能需要時間來消化現有的產能，從而導致2025年對設備的需求減少。

盡管短期內可能出現衰退，但從中長期來看，隨著中國半導體產業的持續發展、技術進步以及設備國產化的推進，中國半導體設備市場的需求仍將保持較為穩定的增長，尤其是在5G、AI、汽車電子等新興應用領域的推動下。

整體而言，2024年的設備采購高峰并非市場增長的終點，而是一個周期性波動中的高峰。隨著技術的進步和政策的支持，中國半導體設備市場依然具有較大的成長潛力，衰退只是短期的調整，長期趨勢依然看好。

據外媒CNews報道，俄羅斯工業和貿易部已下達開發200毫米直徑晶圓制造設備的任務，用于生產拓撲結構從180納米到90納米的芯片。這項工作獲得了超過17億盧布(約1773萬美元)的資助。此舉是俄羅斯本土光刻生產線構建的一部分。
根據報道，俄羅斯工業和貿易部委托開發的這種半導體設備，用于對二氧化硅、鎢和銅介電層進行化學機械拋光（CMP）。設備的國外功能原型是由美國應用材料公司（Applied Materials）生產的MIRRA Mesa Integrated System200，設備的主要使用方包括Mikron和“HM-TEX”工廠，以及其他使用化學機械拋光（CMP）工藝的企業。

另據CNews 10月報道，俄羅斯政府已撥款超過2400億盧布（25.4億美元）支持國產半導體制造所需設備、CAD工具及原材料研發，目標是到2030年實現對于國外約70%的半導體設備和材料的國產替代。

從目標細節上看，俄羅斯計劃在2026年底實現利用國產設備來生長單晶、切割硅晶圓、研磨和拋光、洗滌和干燥、應用元素并控制輸出產品（X射線衍射儀、缺陷控制），并完成用于350nm和130nm工藝技術的光刻設備和用于150nm生產節點的電子束光刻設備的開發，能夠掌握外延法（即在單個襯底上生長多層半導體材料的過程）工藝；到2030年，俄羅斯能夠自主生產65nm或90nm制程的國產光刻系統，這將顯著提高俄羅斯生產微電子產品的能力，但仍將落后于目前全球行業領先水平25至28年。

該計劃由俄羅斯工業部、貿易部、俄羅斯國際科學技術中心（ISTC）MIET電子工程部制定，涉及半導體制造的多個環節，包括技術設備、材料和化學品、計算機輔助設計（CAD）系統。目前已經有50多個組織參與了該計劃的實施，并已啟動了41個研發項目，2024年將啟動26個，2025-2026年將啟動另外43個，共計110個項目。

從俄羅斯市場來看，俄羅斯芯片制造商Angstrem、Mikron等所能夠生產的最先進的制程工藝依然停留在65nm或90nm等成熟節點，大量依賴于國外的半導體制造設備，尤其是光刻設備。另據ISTC MIET負責人雅科夫·別特連科（Yakov Petrenko）披露，俄羅斯目前至少使用了400種不同型號的半導體制造設備，其中只有12%可以在當地生產。

資料顯示，半導體設備是指用于制造、處理或測試半導體材料和器件的設備，分為前道工藝設備（晶圓制造）和后道工藝設備（封裝測試）：在前道晶圓制造中，分為7大工藝，包括氧化/擴散、光刻、刻蝕、離子注入、薄膜沉積、清洗和金屬化，所對應的專用設備主要包括氧化/擴散設備、光刻設備、刻蝕設備、清洗設備、離子注入設備、薄膜沉積設備、機械拋光設備等；后道設備包括減薄、劃片、打線、Bonder、FCB、BGA 植球、檢查、測試設備等。

在過去幾年中，全球半導體設備市場持續增長，尤其是在先進工藝制程、AI、5G、汽車電子等新興應用的推動下，光刻機、刻蝕機、沉積設備等需求大幅增加。根據業界信息，就整個半導體設備市場而言，晶圓制造設備為主體占比81%，封裝設備占比6%，測試設備占比8%，其他設備占比5%。其中，晶圓制造設備里涉及到光刻機、刻蝕機、薄膜沉積設備皆為核心設備，大約分別占晶圓制造環節設備成本的24%、24%、18%。

從具體分類上看，光刻機是半導體芯片制造中最精密復雜、難度最高、價格最昂貴的設備，是整個制造流程工藝先進程度的重要指標。目前市場最為廣泛應用的是浸入式光刻機和EUV光刻機?？涛g技術按工藝分類可分為濕法刻蝕與干法刻蝕。目前主流的刻蝕技術是干法刻蝕，其中以等離子體干法刻蝕為主導。薄膜制備包括沉積法與生長法，常見的是沉積法，涵蓋物理沉積（PVD）與化學沉積（CVD）。

總體而言，隨著全球半導體技術的不斷進步，尤其是向更先進的制程節點推進，半導體設備廠商面臨著更大的技術挑戰和市場機遇。上述各方加速部署實施方案，未來幾年，隨著全球半導體市場需求的持續增長，半導體設備廠商將繼續推動技術創新，尤其是在高端制造設備和后道封裝領域。