目前，我國半導(dǎo)體市場供需兩層不匹配，國產(chǎn)化率亟需提升。一方面，終端產(chǎn)品供需不匹配。2018年中國集成電路市場規(guī)模1550億美元，但國產(chǎn)集成電路規(guī)模僅238億美元，國產(chǎn)化率僅約15%；另一方面，制造端的設(shè)備供需不匹配。國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模約

目前， 我國半導(dǎo)體市場供需兩層不匹配，國產(chǎn)化率亟需提升 。一方面，終端產(chǎn)品供需不匹配。 2018年中國集成電路市場規(guī)模1550億美元，但國產(chǎn)集成電路規(guī)模僅238億美元，國產(chǎn)化率僅約15%；另一方面，制造端的設(shè)備供需不匹配。國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模約145億美元，但國產(chǎn)設(shè)備規(guī)模僅14億美元不到，國產(chǎn)化率僅約10%。因此，從產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度，一方面，國內(nèi)半導(dǎo)體制造領(lǐng)域仍有較大發(fā)展空間；另一方面，制造領(lǐng)域的設(shè)備仍有較大的國產(chǎn)提升空間。

本期的智能內(nèi)參，我們推薦中信建投的研究報告《半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)進(jìn)程加速》，解析半導(dǎo)體國產(chǎn)化現(xiàn)狀，政策、資金、產(chǎn)業(yè)等推動因素，并討論半導(dǎo)體設(shè)備市場格局與國產(chǎn)化進(jìn)度。如果想收藏本文的報告（半導(dǎo)體設(shè)備），可以在智東西頭條號回復(fù)關(guān)鍵詞“nc404”獲取。

一、提升國產(chǎn)化率刻不容緩

1、 我國半導(dǎo)體市場規(guī)模和占比不斷提升

2010年起，全球半導(dǎo)體行業(yè)保持穩(wěn)步增長，過去十年（ 2009-2018年）全球半導(dǎo)體銷售額CARG為7.55%，全球GDP CAGR為3.99%，而我國集成電路銷售額CARG為25.03%，我國行業(yè)整體增速為全球半導(dǎo)體行業(yè)增速的3.3倍，而全球半導(dǎo)體行業(yè)整體增速是全球GDP增速的2倍左右；

與此同時，在PC、智能手機(jī)等領(lǐng)域強(qiáng)大的整機(jī)組裝制造能力使我國成為全球最大的半導(dǎo)體消費(fèi)市場，在全球占比達(dá)到了33%，比第二名的美洲高出11個百分點(diǎn)，我國半導(dǎo)體市場無論是絕對規(guī)模增速還是占比都不斷提升。

▲我國半導(dǎo)體規(guī)模和占比不斷提升

▲2018年全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模分布

2、 我國半導(dǎo)體市場供需不匹配

一方面，終端產(chǎn)品供需不匹配。2018年中國集成電路市場規(guī)模1550億美元，但國產(chǎn)集成電路規(guī)模僅238億美元，國產(chǎn)化率僅約15%；

另一方面，制造端的設(shè)備供需不匹配。2018年中國半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模達(dá)到131.1億美元，但據(jù)中國電子專用設(shè)備工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計， 2018 年國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備銷售額預(yù)計為 109 億元，自給率僅約為12%?？紤]到以上數(shù)據(jù)包括集成電路、 LED、面板、光伏等設(shè)備，實(shí)際上國內(nèi)集成電路設(shè)備的國內(nèi)自給率僅有 5%左右，在全球市場僅占 1-2%份額。半導(dǎo)體設(shè)備進(jìn)口依賴長期看將嚴(yán)重阻礙中國半導(dǎo)體行業(yè)的自主發(fā)展，國內(nèi)需求與國內(nèi)供給的缺口昭示著巨大的國產(chǎn)化空間。

▲2018年國產(chǎn)半導(dǎo)體集成電路自給率僅15%

▲2018年國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備自給率僅12%

3、 貿(mào)易戰(zhàn)對我國半導(dǎo)體核心技術(shù)“卡脖子”

美國制裁中興華為反映創(chuàng)新“短板”，華為事件影響深遠(yuǎn)，引發(fā)全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈“地震”，暴露出核心技術(shù)被“卡脖子”的風(fēng)險，催化國內(nèi)半導(dǎo)體等核心科技領(lǐng)域發(fā)展，國產(chǎn)自主可控替代有望加速；

半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中上游為我國薄弱環(huán)節(jié)，其中上游半導(dǎo)體設(shè)備和中游制造對美依存度高，核心領(lǐng)域國產(chǎn)芯片占有率多數(shù)為0%；相比之下，中游封測和下游終端市場領(lǐng)域?qū)γ酪来娑刃?，受到影響相對較小。

▲半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)苜Q(mào)易戰(zhàn)影響分化

4、 后貿(mào)易戰(zhàn)時期，國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備廠商的一些變化

設(shè)備企業(yè)前瞻布局非美國地區(qū)零部件采購 。一般來說，半導(dǎo)體設(shè)備的零部件分為四大部分。在這四大類中，精密加工件、普遍加工件現(xiàn)在基本沒有制約，通用外購件（包括接頭、氣缸、馬達(dá)等）占比比較小，因此現(xiàn)階段供應(yīng)管理關(guān)注的重點(diǎn)是外購大模塊， 包括設(shè)備專用模塊和通用模塊（機(jī)械手、泵等）。外購大模塊數(shù)量上占比不高，可能只有10-20%，但價值占比60-80%；

所以我們講零部件的國產(chǎn)化，主要是講外購大模塊的國產(chǎn)化。預(yù)防產(chǎn)業(yè)風(fēng)險和成本控制需要通過對外購大模塊進(jìn)行供應(yīng)鏈拓展、批量采購等方式實(shí)現(xiàn)。

▲外購大模塊受產(chǎn)業(yè)影響風(fēng)險較大

大部分品類現(xiàn)階段國內(nèi)基礎(chǔ)差，沒有成熟技術(shù)，沒有產(chǎn)品。從進(jìn)口比例來看，前十大子系統(tǒng)供應(yīng)商中，美國市場和日本市場占比最高。設(shè)備企業(yè)正逐漸將采購鏈條從美國轉(zhuǎn)移至日本、英國等地區(qū)。

▲前十大零部件采購需求占比及前十大子系統(tǒng)供應(yīng)商占比

二、國產(chǎn)化的推動因素

1、 全球半導(dǎo)體行業(yè)景氣度有望觸底回暖

理論上看，全球半導(dǎo)體行業(yè)具有技術(shù)呈周期性發(fā)展、市場呈周期性波動的特點(diǎn) 。1998~2000年，隨著手機(jī)的普及和互聯(lián)網(wǎng)興起，全球半導(dǎo)體產(chǎn)值不斷上升，尤其在2000年增長38.3%；隨著互聯(lián)網(wǎng)泡沫的破裂， 2001年全球半導(dǎo)體市場下跌32%；隨后Window XP的發(fā)布，全球開始新一輪PC換機(jī)潮，半導(dǎo)體市場2002~2004年處于高速增長階段；2005年半導(dǎo)體市場出現(xiàn)了周期性回落， 2008年和2009年受金融危機(jī)的影響出現(xiàn)了負(fù)增長；

2010年，隨著全球經(jīng)濟(jì)的好轉(zhuǎn)，全球半導(dǎo)體產(chǎn)值增長34.4%。2011-2012年受歐債危機(jī)、美國量化寬松貨幣政策、日本地震及終端電子產(chǎn)品需求下滑影響，半導(dǎo)體銷售增速分別下降為 0.4%和-2.7%；

2013年以來， PC、手機(jī)、液晶電視等消費(fèi)類電子產(chǎn)品需求不斷增加，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)恢復(fù)增長，增速達(dá) 4.8%。2014年全球半導(dǎo)體銷售市場繼續(xù)保持增長態(tài)勢，增速達(dá) 9.9%；2015-2016年，全球半導(dǎo)體銷售疲軟。

2017年，隨著AI芯片、 5G芯片、汽車電子、物聯(lián)網(wǎng)等下游的興起，全球半導(dǎo)體行業(yè)重回景氣周期。

2018年下半年，受到存儲器價格下降、全球需求疲軟和中美貿(mào)易戰(zhàn)的影響，全球半導(dǎo)體發(fā)展動力不足。但展望2019年下半年，受益于消費(fèi)領(lǐng)域、智能手機(jī)需求回暖，全球半導(dǎo)體市場發(fā)展趨穩(wěn)并有望實(shí)現(xiàn)增長。

2、 上游半導(dǎo)體設(shè)備銷售有望隨之向好

數(shù)據(jù)上看， 2019年全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售同比負(fù)增長， 2020年將大幅反彈 。2018年，全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額達(dá)645億美元，同比增速高達(dá)14%，創(chuàng)下歷史最高；受到多因素影響， 2019年半導(dǎo)體設(shè)備廠商短期承壓， SEMI預(yù)計2019年全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售下降18.4%至529億美元。

展望2020年，由于存儲器投資復(fù)蘇和在中國大陸新建及擴(kuò)建工廠， SEMI預(yù)計半導(dǎo)體制造設(shè)備2020年的全球銷售額為588億美元，比2019年增長12％。其中，包括外資工廠在內(nèi)的對中國大陸銷售將達(dá)到145億美元， 預(yù)計中國大陸成為半導(dǎo)體制造設(shè)備的最大市場。

3、 我國政策、資金、市場環(huán)境三面扶持

對標(biāo)海外：政策支持、資金幫扶、下游產(chǎn)業(yè)支撐是推動行業(yè)進(jìn)步不可或缺的幾個方面 。 80年代工業(yè)PC時代，日本半導(dǎo)體以存儲器（DRAM為主）為切入口，在日本政府和產(chǎn)業(yè)界聯(lián)合推動下，吸收美國技術(shù)并整合日本工業(yè)高質(zhì)量品控體系，實(shí)現(xiàn)IC產(chǎn)品超高可靠性，順利實(shí)現(xiàn)趕超美國；

90年代消費(fèi)電子大潮，韓國半導(dǎo)體在韓國政府和財團(tuán)的共同推動下，積極開拓高性價比IC產(chǎn)品，帶動亞洲電子產(chǎn)業(yè)鏈崛起，實(shí)現(xiàn)了長達(dá)20多年的持續(xù)崛起。而此時的臺灣則通過創(chuàng)新的產(chǎn)業(yè)模式，從IDM轉(zhuǎn)為垂直分工，依靠大量投資建成了世界領(lǐng)先的晶圓代工廠臺積電和聯(lián)電，在技術(shù)水平上達(dá)到世界頂尖；

▲政策支持、資金幫扶、下游產(chǎn)業(yè)支撐是推動行業(yè)進(jìn)步不可或缺的幾個方面

政策：產(chǎn)業(yè)政策頻發(fā)，彰顯扶持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)決心 。“十二五”期間，政府開始大力支持IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展，先后出臺了《國家IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》 和“國家重大科技專項”等政策。其中以2014年發(fā)布的綱要最為詳細(xì)，被視為國家為IC產(chǎn)業(yè)度身定制的一份綱要，明確顯示了政策扶持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的決心。

2014年9月，國家IC產(chǎn)業(yè)基金正式成立。以直接入股方式，對半導(dǎo)體企業(yè)給予財政支持或協(xié)助購并國際大廠。

目前我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的自給率才只有不到15%， 《中國制造2025》 的目標(biāo)是2020年自給率達(dá)40%，2050年達(dá)到50% 。

▲根據(jù)規(guī)劃， 2015-2020年， IC產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值CAGR達(dá)20%以上

資金：截至2018年5月，一期大基金已累計投資70個項目，承諾出資1200億，實(shí)際出資1387億 。已實(shí)施項目覆蓋設(shè)計、制造、封裝測試、設(shè)備、材料、生態(tài)建設(shè)各環(huán)節(jié)；一期大基金主要投向芯片制造環(huán)節(jié)，占全部承諾投資額的67%，目前已經(jīng)支持了中芯國際、上海華虹、長江存儲等；在設(shè)計領(lǐng)域，大基金主要在CPU、 FPGA等高端芯片領(lǐng)域展開投資，占承諾投資額的17%；在封裝測試產(chǎn)業(yè)方面，大基金則重點(diǎn)支持長電科技、華天科技、通富微電等項目，占承諾投資額的10%；

相比之下，大基金在裝備和材料環(huán)節(jié)的投資規(guī)模和力度要小很多，但仍然在推進(jìn)光刻、刻蝕、離子注入等核心裝備抓住產(chǎn)能擴(kuò)張時間窗口，擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域。

▲國家大基金資金主要投向集成電路制造環(huán)節(jié)

資金：大基金二期募資規(guī)模2000億左右，加強(qiáng)設(shè)備領(lǐng)域投資 。

▲二期大基金將加強(qiáng)設(shè)備領(lǐng)域投資

資金：大基金撬動地方基金，集成電路產(chǎn)業(yè)正迎來密集投資期 。IC產(chǎn)業(yè)屬于資本開支較重的產(chǎn)業(yè)，“大投入，大收益；中投入，沒收益，小投入，大虧損” ； 全球看，每年半導(dǎo)體資本開支接近600億美元，而英特爾、臺積電、三星等巨頭每年的資本開支均在100 億美元左右，只憑大基金的支持仍然投入有限； 根據(jù)我們的統(tǒng)計，除了規(guī)模近1400億的大基金之外，各集成電路產(chǎn)業(yè)聚集的省市亦紛紛成立地方集成電路基金，截至到2019年4月，全國有15個以上的省市成立了規(guī)模不等的地方集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金，總計規(guī)模達(dá)到了5000億元左右。通過大基金、地方基金、社會資金以及相關(guān)的銀行貸款等債券融資，未來10年中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)新增投資規(guī)模有望達(dá)到10000億元水平。

▲中國各省市開始密集投資布局半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)

市場：大陸建廠潮為半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)提供了巨大的市場空間 。根據(jù)SEMI發(fā)布的全球晶圓廠預(yù)測報告預(yù)估， 2017 -2020年的四年間，全球預(yù)計新建 62 條晶圓加工線，其中中國大陸將新建26座晶圓廠，成為全球新建晶圓廠最積極的地區(qū)，整體投資金額預(yù)計占全球新建晶圓廠的 42%，為全球之最。

市場：大陸半導(dǎo)體資本開支持續(xù)增長，拉動半導(dǎo)體設(shè)備發(fā)展 。當(dāng)前大陸成為全球新建晶圓廠最積極的地區(qū)，以長江存儲/合肥長鑫為代表的的存儲器項目和以中芯國際/華力為代表的代工廠正處于加速擴(kuò)產(chǎn)的階段，預(yù)計帶來大量的設(shè)備投資需求。

三、半導(dǎo)體設(shè)備市場競爭格局與國產(chǎn)化進(jìn)度

1、IC制造流程復(fù)雜，大多數(shù)設(shè)備被國外廠商壟斷

晶圓制造（前道,Front-End） :

▲晶圓制造環(huán)節(jié)具體設(shè)備及主要廠商

封裝（后道,Back-End ）測試 :

▲封裝測試環(huán)節(jié)具體設(shè)備及主要廠商

全球集成電路裝備市場總體高度壟斷 。特點(diǎn)：技術(shù)更新周期短帶來的極強(qiáng)技術(shù)壁壘，市場壟斷程度高帶來的極大市場壁壘，以及客戶間競爭合作帶來的極高認(rèn)可壁壘。因此，集成電路裝備市場高度壟斷，細(xì)分市場一家獨(dú)大；從分布看，全球前十大集成電路裝備公司基本上被美國、日本、歐洲企業(yè)占據(jù)； 從比例看，全球前十大拿走行業(yè)80%的份額；應(yīng)用材料（美國）、 ASML（荷蘭）、 TEL東京電子、泛林（美國）、科磊（美國）位列前五，前五名拿走68%的份額；前30拿走92%的份額，前20拿走87%的份額。

▲全球IC裝備市場高度壟斷

全球IC制造細(xì)分設(shè)備市場也高度壟斷 。從細(xì)分設(shè)備來看，每個具體設(shè)備基本上大部分份額被前三大企業(yè)占據(jù)，基本上都是80-90%的份額； 前三大廠商中，也基本都是一家獨(dú)大，第一占據(jù)了40-50%的份額。

▲細(xì)分設(shè)備市場也高度壟斷

我國集成電路裝備市場高端占比偏小，且大部分為國外廠商 。2018年中國半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模達(dá)到131.1億美元，但據(jù)中國電子專用設(shè)備工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計， 2018 年國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備銷售額預(yù)計為109億元；預(yù)計2020年中國半導(dǎo)體設(shè)備總市場規(guī)模將超1000億。

▲國內(nèi)廠商規(guī)模普遍較小，且大部分在光伏、 LED領(lǐng)域占比較高

邊際變化：在諸多工藝環(huán)節(jié)中，開始出現(xiàn)了一些國產(chǎn)廠商 。分地區(qū)看，形成三個產(chǎn)業(yè)集群：北京：北方華創(chuàng)、中電科集團(tuán)、天津華海清科(CMP)；上海：上海微電子、上海中微半導(dǎo)體、上海盛美、上海睿勵科學(xué)儀器；沈陽：沈陽拓荊、沈陽芯源；

▲主流65-28nm客戶不定量的采購的12類設(shè)備清單

▲國內(nèi)已有9項應(yīng)用于14nm的裝備開始進(jìn)入生產(chǎn)線步入驗(yàn)證

75-80%的資本開支使用在設(shè)備投資里，設(shè)備投資中的70-80%在晶圓制造環(huán)節(jié)設(shè)備里 。光刻設(shè)備、刻蝕設(shè)備、薄膜設(shè)備（ ALD/CVD 53%、 PVD 47%）占比最高，分別20-25%、 25%、 20-25%；擴(kuò)散設(shè)備、拋光設(shè)備、離子注入設(shè)備各占設(shè)備投資的5%，量測設(shè)備占設(shè)備投資的5~10%。

▲晶圓生產(chǎn)線各類設(shè)備投資占比

2、 光刻設(shè)備：光刻機(jī)是生產(chǎn)線上最貴的機(jī)臺， ASML全球領(lǐng)先

光刻工藝是最復(fù)雜的工藝，光刻機(jī)是最貴的機(jī)臺 。主流微電子制造過程中， 光刻是最復(fù)雜、昂貴和關(guān)鍵的工藝，占總成本的1/3；目前的28nm工藝則需要20道以上光刻步驟，耗費(fèi)時間約占整個硅片工藝的40~60%。光刻工藝決定著整個IC工藝的特征尺寸，代表著工藝技術(shù)發(fā)展水平；

具體流程： 首先要在硅片上涂上一層耐腐蝕的光刻膠，隨后讓強(qiáng)光通過一塊刻有電路圖案的鏤空掩模板照射在硅片上。被照射到的部分(如源區(qū)和漏區(qū))光刻膠會發(fā)生變質(zhì)，而構(gòu)筑柵區(qū)的地方不會被照射到，所以光刻膠會仍舊粘連在上面。接下來就是用腐蝕性液體清洗硅片，變質(zhì)的光刻膠被除去，露出下面的硅片，而柵區(qū)在光刻膠的保護(hù)下不會受到影響。

光刻機(jī)是生產(chǎn)線上最貴的機(jī)臺，千萬-億美元/臺。主要是貴在成像系統(tǒng)（由15～20個直徑為200～300mm的透鏡組成）和定位系統(tǒng)（定位精度小于10nm）。一般來說一條產(chǎn)線需要幾臺光刻機(jī)，其折舊速度非?？?，大約3～9萬人民幣/天，所以也稱之為印鈔機(jī)。

ASML占據(jù)70-80%市場份額，且領(lǐng)先地位無人撼動 。荷蘭ASML占據(jù)超過70%的高端光刻機(jī)市場，且最新的產(chǎn)品EUV光刻機(jī)售價高達(dá)1億美元，依舊供不應(yīng)求。緊隨其后的是Nikon和Canon。 光刻機(jī)研發(fā)成本巨大， Intel、臺積電、三星都主動出資入股ASML支持研發(fā)，并有技術(shù)人員駐廠；格羅方德、聯(lián)電及中芯國際等的光刻機(jī)主要也是來自ASML；

國內(nèi)光刻機(jī)廠商有上海微電子、中電科集團(tuán)四十五研究所、合肥芯碩半導(dǎo)體等。在這幾家公司中，處于技術(shù)領(lǐng)先的是上海微電子，其已量產(chǎn)的光刻機(jī)中性能最好的是90nm光刻機(jī)。由于技術(shù)難度巨大，短期內(nèi)還是處于相對劣勢的地位。

▲1970年起，光刻機(jī)價格每4.4年翻一倍

3、 刻蝕設(shè)備：機(jī)臺國產(chǎn)化率已達(dá)15%

國產(chǎn)刻蝕機(jī)的機(jī)臺市場份額已約15% 。工藝流程： 所謂刻蝕，狹義理解就是光刻腐蝕，先通過光刻將光刻膠進(jìn)行曝光處理，然后通過其它方式實(shí)現(xiàn)腐蝕處理掉所需除去的部分?？涛g可分為干法刻蝕和濕法刻蝕。顯而易見，它們的區(qū)別就在于濕法使用溶劑或溶液來進(jìn)行刻蝕。

刻蝕設(shè)備分類： 在8寸晶圓時代，介質(zhì)（40%）、多晶硅（50%）及金屬刻蝕（10%）是刻蝕設(shè)備三大塊；進(jìn)入12寸后，隨著銅互連的發(fā)展，介質(zhì)刻蝕份額逐漸加大，目前已近50%；

中微半導(dǎo)體的16nm刻蝕機(jī)已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化量產(chǎn)并在客戶的產(chǎn)線上運(yùn)行， 7-10nm刻蝕機(jī)設(shè)備以達(dá)到世界先進(jìn)水平。截至2018年末，中微半導(dǎo)體累計已有1100多個反應(yīng)臺服務(wù)于國內(nèi)外40余條先進(jìn)芯片生產(chǎn)線。目前中微產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入第三代10nm、 7nm工藝（臺積電）， 5納米等離子體刻蝕機(jī)已經(jīng)臺積電驗(yàn)證；除中微外，北方華創(chuàng)在硅刻蝕機(jī)方面也有突破。

4、 成膜設(shè)備：機(jī)臺國產(chǎn)化率約10-15%

成膜設(shè)備分兩大類， 機(jī)臺市場份額約10-15% 。工藝流程： 在集成電路制備中，很多薄膜材料由淀積工藝形成。主要包括化學(xué)氣相 (CVD)淀積和物理氣相淀積 (PVD)兩大類工藝； 一條投資70億美元的芯片制造生產(chǎn)線，需用約5億美金采購100多臺PECVD設(shè)備； 從全球范圍看， AMAT在CVD設(shè)備和PVD設(shè)備領(lǐng)域都保持領(lǐng)先；北方華創(chuàng)、中微公司等企業(yè)等小有突破：其中北方微電子的PVD可用于28nm的hard mask工藝，并且可以量產(chǎn)；中微兩條線推進(jìn)CVD，一方面中微應(yīng)用于LED領(lǐng)域的MOCVD市占率已經(jīng)全球領(lǐng)先 ，另一方面投資沈陽拓荊，完善產(chǎn)品線布局。

▲AMAT在CVD設(shè)備和PVD設(shè)備領(lǐng)域都保持領(lǐng)先

▲總體看， PVD是國產(chǎn)化進(jìn)展較快的一類設(shè)備

5、 檢測設(shè)備

半導(dǎo)體中的檢測可分為前道量測和后道測試兩大類 。其中前道檢測更多偏向于外觀性/物理性檢測，主要使用光學(xué)檢測設(shè)備、各類inspection設(shè)備；后道測試更多偏向于功能性/電性測試，主要使用ATE設(shè)備及探針臺和分選機(jī)；從價值量占比看，前道量測設(shè)備也可稱為工藝控制檢測設(shè)備，是晶圓制造設(shè)備的一部分，占晶圓制造設(shè)備投資占比約10%；后道測試設(shè)備獨(dú)立于晶圓制造設(shè)備，占全部半導(dǎo)體設(shè)備比例約8%。

▲可以簡單把加工過程劃分為前道晶圓制造與后道封裝測試

▲量測設(shè)備和測試設(shè)備屬于兩個不同環(huán)節(jié)

前道晶圓量測(Wafer Metrology)主要在wafer制造環(huán)節(jié)。在芯片制造過程中，為了保證晶圓按照預(yù)定的設(shè)計要求被加工，必須進(jìn)行大量的檢測和量測，包括芯片線寬度的測量、各層厚度的測量、各層表面形貌測量，以及各個層的一些電子性能的測量；用到的設(shè)備：缺陷檢測設(shè)備、晶圓形狀測量設(shè)備、 掩膜板檢測設(shè)備、 CD-SEM（微距量測掃描式電子顯微鏡）、顯微鏡等。

后道測試主要在封測環(huán)節(jié)，分為中測和終測 。后道中測（CP， circuit probe），主要在芯片封裝前： 主要是測試整個晶圓片（wafer）上每個芯粒(die)的邏輯。簡單來說， CP是把壞的Die挑出來并標(biāo)記出來，后續(xù)只封裝好的die。這樣做可以減少封裝和測試的成本，也可以更直接的知道Wafer的良率。用到的設(shè)備：測試機(jī)（IC Tester / ATE）、探針卡（Probe Card）、探針臺（Prober）以及測試機(jī)與探針卡之間的接口等。

后道終測（FT， final test），主要在芯片封裝后：測試每顆封裝好的芯片（chip）的邏輯。簡單來說， FT是把壞的封裝好的chip挑出來，可以直接檢驗(yàn)出封裝環(huán)節(jié)的良率；用到的設(shè)備：測試機(jī)（IC Tester）、分揀機(jī)/分類機(jī)（Handler）等。

測試設(shè)備三大設(shè)備之ATE競爭格局：測試設(shè)備包括三大類：測試機(jī)、探針臺、分選機(jī)，其中測試機(jī)市場空間占比過半；全球集成電路測試設(shè)備市場主要由美國泰瑞達(dá)和日本愛德萬占據(jù)，兩者總體合計市占率超過50%。細(xì)分來看，在測試機(jī)市場中， SOC測試機(jī)、存儲器測試機(jī)的市場占比合計近90%，而愛德萬+泰瑞達(dá)的市場份額超過80%；目前國內(nèi)已經(jīng)裝配的測試系統(tǒng)主要偏重在低檔數(shù)字測試系統(tǒng)、模擬及數(shù)?；旌蠝y試系統(tǒng)等，領(lǐng)先廠商包括長川科技、華峰測控、上海中藝等。本土廠商在中高檔測試能力部分目前仍十分薄弱，尚無法與國外業(yè)者相抗衡（包括愛德萬Advantest、泰瑞達(dá)Teradyne、 Verigy、居諾JUNO半導(dǎo)體等）。但目前國產(chǎn)中、高檔測試系統(tǒng)已經(jīng)研制成功，正進(jìn)入小批量生產(chǎn)階段。上市公司中，國產(chǎn)廠商長川科技正全面布局?jǐn)?shù)模混合、模擬、數(shù)字信號測試機(jī)+探針臺；精測電子已布局memory ATE和面板驅(qū)動IC ATE，期待后續(xù)產(chǎn)品出貨。

測試設(shè)備三大設(shè)備之探針臺競爭格局：探針測試臺(Prober)是前后道工序之間用于對半導(dǎo)體器件芯片的電參數(shù)特性進(jìn)行測試的關(guān)鍵設(shè)備，它可以將電參數(shù)特性不符合要求的芯片用打點(diǎn)器(INKER)做一明顯標(biāo)記， 便于在后道工序中及時將其剔除， 這樣就有效地提高了半導(dǎo)體器件生產(chǎn)的成品率，大大降低器件的制造成本。在具體測試的時候，晶圓被固定在真空吸力的卡盤上，并與很薄的探針電測器對準(zhǔn)，同時探針與芯片的每一個焊盤相接觸。 電測器在電源的驅(qū)動下測試電路并記錄下結(jié)果。 測試的數(shù)量、順序和類型由計算機(jī)程序控制。

一般來說，探針臺的單價在百萬級別，遠(yuǎn)高于分選機(jī)。根據(jù)統(tǒng)計，探針臺的市場份額約占總測試機(jī)+探針臺+分選機(jī)的市場空間的15-20%左右。以東京電子(TEL)為代表的廠商雄霸全球探針測試設(shè)備市場，而國內(nèi)廠商中，長川科技已有探針臺產(chǎn)品布局。

智東西認(rèn)為，國內(nèi)集成電路設(shè)備的國內(nèi)自給率僅有 5%左右，在全球市場僅占 1-2%份額，而且，產(chǎn)業(yè)鏈中上游核心領(lǐng)域芯片多數(shù)占有率基本為0%。半導(dǎo)體設(shè)備進(jìn)口依賴長期看將嚴(yán)重阻礙中國半導(dǎo)體行業(yè)的自主發(fā)展，國內(nèi)需求與國內(nèi)供給的缺口昭示著巨大的國產(chǎn)化空間。集成電路領(lǐng)域?qū)ν庖蕾囀謬?yán)重，現(xiàn)在，集成電路已經(jīng)成為我國進(jìn)口金額最大的產(chǎn)品種類，進(jìn)出口的貿(mào)易逆差逐年擴(kuò)大，逆差增速還在持續(xù)提升。但是，在資金、政策、市場環(huán)境三方面利好下，市場格局正在發(fā)生深刻的變化，希望在未來的5-10年內(nèi)，半導(dǎo)體行業(yè)被“卡脖子”的局面不復(fù)存在。