半导体晶圆制造两大核心设备梳理

SIA半导体行业协会最新数据显示，

此外，中芯国际业绩超预期，Q4营收159亿元，同比+31%；中芯给出2025年Q1营收展望，环比增加6%到8%，去年Q1营收134.76亿，对应同比增长是 25.02%到27.42%。中芯公告指出，2025年的资本开支和去年类似，中芯作为重资产公司给出的指引有望加速带动半导体设备增长。

根据制造流程，半导体设备通常分为前道工艺设备（晶圆制造）和后道工艺设备（封装测试）两大类。

在芯片出产过程中，前道设备技术难度较高，生产工序多，是资金投入最多的环节。 前道工艺设备一般分为11类，共50多种机型，核心包括光K机、刻蚀机、薄膜沉积机、离子注入机、CMP设备、清洗机、前道检测设备和氧化退火设备等。

刻蚀设备、薄膜沉积设备及光K设备是芯片制造三大核心设备，决定了芯片制造工艺的先进程度。本文重点梳理刻蚀和薄膜沉积两大设备。

在半导体制造中，刻蚀设备的主要功能是将电路图案精确地刻在硅片上，形成所需的电路结构。

主要分为干法刻蚀机和湿法刻蚀机两大类：常见的干法刻蚀技术包括等离子体刻蚀（如CCP和ICP刻蚀）和反应离子刻蚀（RIE）；湿法刻蚀成本低、设备简单和易于控制。

根据SEMI，全球刻蚀机市场份额中，拉姆研究占比46.7%，东京电子占比26.6%，应用材料占比16.7%。国内两家刻蚀机龙头厂商为中微公司和北方华创。

中微公司是国内唯一掌握7nm/5nm介质刻蚀技术的企业，已经成功进入台积电生产线，实现国产刻蚀设备在高端制程领域的突破。当前3nm刻蚀机实现100%自主可控量产，进入量产阶段，预计在国内电容耦合等离子体（CCP）刻蚀设备市场的市场份额将增至60%。中微刻蚀设备已应用在国际一线客户从65nm到14nm、7nm和5nm及其他先进的集成电路加工制造生产线及先进封装生产线。中微主要客户除了台积电，还包括中芯国际、联华电子、华力微电子、海力士、长江存储、华邦电子、晶方科技、格罗方德、博世、意法半导体等。

北方华创自2001 年起研发 ICP 刻蚀设备，2005 年实现首台设备量产，是国内技术领先的刻蚀机制造商。目前公司产品覆盖 12 英寸硅、金属和介质刻蚀机，用于逻辑、存储、功率和先进封装等 领域，已有超过 2000 腔产品在数十家客户端实现量产应用。

薄膜沉积设备在硅片表面沉积各种功能薄膜，如导电薄膜、绝缘薄膜和阻挡层薄膜等。这些薄膜为芯片提供基础的电学性能，还起到保护芯片免受环境影响的作用。

薄膜沉积设备的发展支撑集成电路制造工艺向更小制程发展，对于90nm COMOS工艺，大约需要40道薄膜沉积工序；对于3nm FinFET工艺，需要超过100道薄膜沉积工序，涉及的薄膜材料由6种增加到近20种。

全球薄膜沉积设备头部厂商为应用材料公司、东京电子、泛林半导体等。

国内主要布局厂商包括拓荆科技、北方华创、中微公司、微导纳米、盛美上海、屹唐股份等。

拓荆科技是国内CVD（化学气相沉积）设备龙头企业，PECVD设备市场占有率领先，是国内唯一产业化应用集成电路PECVD设备的厂商，产品性能对标国际一线大厂，产品已应用于国内14纳米及以上工艺集成电路生产线，正积极推进10纳米及以下工艺产品的验证测试工作。拓荆推出的PECVD、ALD、SACVD及HDPCVD等薄膜设备可支持逻辑/存储芯片所需全部介质薄膜材料约100多种工艺应用。主要客户包括中芯国际、华虹集团、长江存储、厦门联芯、长鑫存储、燕东微电子等。

北方华创PVD（物理气相沉积）设备引领市场，2015年就打入国际先进的集成电路生产线，主要客户包括中芯国际、长江存储、华虹集团、积塔半导体等。

中微公司是MOCVD设备细分领域全球龙头企业，已组建团队开始布局外延设备（EPI）、低压化学气相沉积（LPCVD）设备，主要客户包括三安光电、华灿光电等LED制造企业。

盛美上海管式LPCVD设备已实现出货，ALD设备处于研发阶段，目前已研发布局两款ALD设备，分别为thermal-ALD和PE-ALD。

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