半导体设备产业全景（五）

栏目：行业洞察发布时间：2022-12-22

前言：

本报告作为半导体设备研究的第五篇，将从以下几个方面对国内半导体设备厂商进行介绍分析：

第1部分对国内具备发展潜力的设备厂商进行介绍；

第2部分将对国内半导体设备厂商的发展路径进行分析与探讨。

一、国内具备发展潜力的设备厂商

随着我国半导体产业持续快速发展，国内半导体设备业呈现出较快发展的势头。在国家科技重大专项以及各地方政府、科技创新专项的大力支持下，国产半导体设备销售快速稳步增长，多种产品实现从无到有的突破，甚至有些已经通过考核进入批量生产，在国内集成电路大生产线上运行使用。下面就对国内具备发展潜力的设备厂商进行介绍：

1.1、沈阳拓荆

沈阳拓荆是国内领先半导体薄膜设备供应商，主要产品包括 8 英寸和 12 英寸PECVD（等离子体化学气相沉积）设备、 ALD（原子层薄膜沉积）设备、 3D NANDPECVD（三维结构闪存专用 PECVD）设备等，产品广泛应用于集成电路前道和后道、TSV 封装、光波导、 LED、 3D-NAND 闪存、 OLED 显示等领域的生产制造，下游客户覆盖晶圆制造、芯片封装、显示面板等多个领域。公司 CVD 设备在长江存储中标3 台，市占率 1%，华虹无锡中标 2 台，市占率 6%，上海华力二期中标 3 台，市占率 4%。公司设备正在加速渗透。

沈阳拓荆 2018 年营业收入为 1.04 亿元，净利润-0.47 亿， 2019 年至 9 月 30 日营业收入 0.29 亿，净利润-0.33 亿元。公司目前处于非盈利状态，考虑公司 CVD 设备已中标长江存储、华虹半导体、上海华力等国内一线晶圆厂，沈阳拓荆仍处于高速发展阶段，成长可期。

1.2、中科仪

中国科学院沈阳科学仪器股份有限公司是一家集真空仪器装置研发、生产、销售、服务为一体的高科技企业，其前身是中国科学院沈阳科学仪器研制中心，创建于 1958 年。多年来，公司依靠自身的技术和人才优势，创造了多项国内第一，多次打破发达国家技术封锁。曾先后获得国家科技进步奖十余项，中国科学院及省部级科技进步奖五十余项，国家级新产品三十余项，拥有专利 80 余项，是辽宁省、沈阳市的高新技术企业。（资料来源：公司官网）

公司为了研发、生产和销售应用于高端领域的集成电路装备 PECVD 设备，更好地承接相关科研项目，投资设立了沈阳拓荆。对于相关科研项目，拓荆科技与母公司合作完成。公司尤其在科研高端真空装备方面占据国内领先地位。公司以高真空、超高真空、洁净真空技术为基础，主要研发生产各类薄膜材料制备设备、纳米材料制备设备、真空冶金设备、单晶炉、太阳能光伏设备、集成电路装备、大科学工程装备、无油真空获得及系统集成。干式真空泵产品集成了机械制造、自动控制、材料、热力学、振动等多个学科的最新科技成果，在半导体、光电、光伏、科研及医药化工等领域中具有广泛的应用前景。

中科仪真空获得设备可用于半导体封装设备和薄膜制备设备无油抽气系统的配泵，实现不同苛刻程度条件下的洁净真空环境的取得；碳化硅晶体生长炉专门用于拉制碳化硅晶体，将碳化硅粉末加热至升华，气相成分在浓度梯度的作用下进行物质传输，最后在温度较低的碳化硅籽晶表面中结晶，促使晶体长大，并应用于半导体领域；PVD 镀膜设备用于纳米级单层及多层半导体膜、功能膜、硬质膜等新型薄膜材料的制备；CVD 镀膜设备可在真空环境下，通过反应气体，利用等离子体增强化学气相沉积、气相外延生长等技术制备各种介质膜、半导体膜等。

1.3、华海清科

天津华海清科机电科技有限公司成立于 2013 年，主要从事 CMP 设备和工艺及配套耗材的研发、生产、销售与服务。公司核心团队成员来自清华大学摩擦学国家重点实验室及业内专业人才，产品可广泛应用于极大规模集成电路制造、封装、微机电系统制造、晶圆平坦化、基片制造等领域。公司现有 CMP 设备覆盖 2-6 英寸、8 英寸以及 12 英寸的晶圆抛光工序，拥有完全自主知识产权，技术水平高、产量高、性能稳定，可以满足不同客户的工艺需求，具有强大的市场竞争力。

公司 CMP 设备已先后进入中芯国际、上海华力等本土企业。2017 年 2 月公司首台国产12 英寸 CMP 工艺设备正式进入中芯国际北京厂，华海清科与中芯国际团队密切配合，在短短 78 天内实现了首台国产 CMP 工艺设备产品过百片的阶段性目标，客户企业的累计生产量从 1000 到破万只用了不到 50 天。此外，2017 年 8 月公司国产首台 8 英寸 Universal-200 型 CMP 设备也实现了销售出厂。2018 年 1 月，公司在中芯国际顺利完成 IMD/ILD/STI工艺产品大批量量产之后，Cu&Si CMP 设备进入上海华力，这也是国产 CMP 机台第一次进入华力，标志着国产首台 12 英寸铜制程工艺 CMP 设备正式进入集成电路大生产线。（资料来源：公司官网）

1.4、南京晶升能源

南京晶升能源设备有限公司是一家专业的晶体生长设备及解决方案的提供商。公司主要为客户提供高效率、高附加值的新能源设备及技术方案，提供从设备安装调试到工艺技术培训的一整套高质量解决方案。公司核心团队来自于欧美知名企业，晶升能源已成功地开发研制出具有自主知识产权、国内领先、国际先进的晶体生长设备，包括国内首台 12 英寸350KG 半导体单晶硅炉，采用国际领先技术的蓝宝石晶圆体生长炉等等。

公司在晶圆模拟生长业务具有多种优势：公司能为晶体生长设备的机械、电气设计提供支持，确保设备设计的可靠使用。在此基础上，公司可为实际晶体生长提供可行的工艺配方。在整个机械结构设计、电气控制设计和工艺配方制定等改造升级过程中，公司为客户提供有效的理论分析。

1.5、胜达克（上海）

胜达克半导体科技（上海）有限公司（胜达克 (Sandtek)），成立于2016-02-22，是专业从事半导体技术和设备开发、销售、咨询和服务的全球化公司，为客户提供自动化测试设备（ATE）。

公司在中国上海、苏州、台湾新竹、日本和美国硅谷设有办公室，并拥有一支全球化的高素质专业团队。公司为客户提供多种测试系统和解决方案，满足数字、模拟和混合信号测试需求。公司高层管理团队平均有20年以上的ATE行业经验，在战略、市场、产品开发、业务、销售渠道和客户服务支持都有过长期的一线工作经历。

公司的主力产品Astar具备独特的板上DPS/PMU架构，使系统更简化，减少净化间面积和成本；ADAPTSTAR已经得到全球MCU大厂的认可, 并签署开发和试验量产的合同，国内著名设计公司已经导入，胜达克在国内客户已经超过30家（包括前三大封测厂）。

1.6、芯源微

芯源微成立于 2002 年， 2019 年 12 月于科创板上市。公司主要产品包括光刻工序涂胶显影设备（涂胶/显影机、喷胶机）和单片式湿法设备（清洗机、去胶机、湿法刻蚀机），产品可用于 6 英寸及以下单晶圆处理（LED 芯片制造）及 8/12 英寸单晶圆处理（集成电路制造前道晶圆加工及后道先进封装）。 LED 客户主要包括华灿光电、乾照光电、澳洋顺昌等，集成电路客户主要包括台积电、上海华力、中芯国际、长江存储、华为、华天科技、长电科技、通富微电等。

公司是由中科院沈阳自动化研究所发起创建的国家高新技术企业。 2002 年 12 月 1 日，先进制造、韩国 STL 签订《中外合资经营沈阳芯源先进半导体技术有限公司合同》、《中外合资经营沈阳芯源先进半导体技术有限公司章程》，约定共同出资设立芯源半导体，投资总额为 840万美元，注册资本为 420 万美元。设立时，先进制造持股 71.43%，韩国 STL 持股 28.57%。

公司股东中有大部分为国有资本背景。其中，具有中科院背景的股东包括中科院沈自所（持股 17.06%）、国科投资（持股 8.12%）、国科瑞祺（持股 5.36%），上述中科院背景股东持有发行人股份不以控股为主要目的。另外，辽宁科发实业（持股 11.82%）为辽宁省国资委控股单位，无锡市国资委间接持股国科瑞祺。

根据适用晶圆尺寸的不同，公司产品可进一步细分为 6 英寸及以下单晶圆处理设备（主要为LED 芯片制造环节）及 8/12 英寸单晶圆处理设备（主要为集成电路制造前道晶圆加工及后道先进封装环节）。其中，公司 6 英寸及以下单晶圆处理设备主要用于 LED 芯片制造（包括LED 芯片图形化蓝宝石（PSS）衬底制备和 LED 芯片晶圆处理）、化合物半导体制造以及功率器件制造。 8/12 英寸单晶圆处理设备主要用于集成电路后道封装和前道制造工艺中，公司生产的涂胶/显影机、湿法刻蚀机、去胶机、清洗机已成功应用于 Bumping、 WLCSP、 Fanout等后道先进封装工艺的涂胶、显影、刻蚀、去胶以及清洗环节。另外，公司的前道产品涵盖涂胶/显影、清洗环节，其中 I-line 涂胶显影机已长江存储上线进行工艺验证，可满足 0.18μm 技术节点工艺； Barc（抗反射层）涂胶设备在已通过上海华力工艺验证，可满足 28nm 技术节点工艺；前道单片式清洗机已通过中芯国际（深圳厂）的技术测试验证，目前已经上线应用。

1.7、上海睿励

上海睿励是国内技术领先的集成电路工艺检测设备供应商，其目前拥有的主要产品包括光学检测设备、硅片厚度及翘曲测量设备及子公司宏观缺陷检测设备等。上海睿励自主研发的 12 英寸光学测量设备 TFX3000 系列产品，已应用在 28 纳米芯片生产线并在进行 14 纳米工艺验证，在 3D 存储芯片上达到 64 层的检测能力。产品目前已成功进入世界领先芯片客户 3D 闪存芯片生产线，并取得 7 台次重复订单，是目前进入该国际领先芯片生产企业唯一的国产集成电路设备产品。上海睿励产品还进入国内多家领先芯片生产企业生产线，其产品和技术能力已获得业界的认可。此外，上海睿励应用于 LED 蓝宝石衬底图形检测的自动光学检测设备，也已成功进入众多客户国内 LED 外延芯片生产线。

1.8、福州派利德

福州派利德电子科技有限公司成立于2009年3月，专业从事半导体测试系统、测试分选机、编带机等设备研发、生产、销售的国家级高新技术企业，拥有一支软件、电子、机械、半导体方面丰富经验的优秀研发团队，公司已获得过国家科技部科技创新项目以及省重点项目的支持，现拥有9项发明专利以及20多项实用新型专利和计算机软件著作权。

公司主要的产品包括：集成电路测试分选机、集成电路编带机；

公司产品系列：

■ PH-112BS系列 SOT系列自动分选机

■ PH-212P系列单轨双测位并联IC自动分选机

■ PH-212PS系列单轨双测位串联IC自动分选机

■ PH-314U系列直背多测位串联器件自动分选机

■ PTR-410系列集成电路自动编带机

■ PH-513P系列测试打印/光检IC自动分选机

■ PH-640P系列四轨四测位并联IC自动分选机

■ PH-8240系列自动测试分选打标编带一体机

■ PTRV-013P系列光耦测试打标光检一体机

以上设备分别适用于SOP、ESOP、DIP、MSOP、HSOP、SSOP、TSSOP、SOT、TO-220、TO-220F、TO-263、TO-262、TO-3P、TO-247、TO-252、TO-251、TO-92系列等封装外形产品的测试分选或编带。

图：公司的分选机及编带机

二、国内半导体设备厂商的发展路径

半导体行业的技术升级、需求扩张和产能转移的趋势在中国大陆市场是确定的。全球各大集成电路企业已陆续在我国建设工厂或代工厂，向我国转移产能，据不完全统计大陆现有8寸以上晶圆厂总规划投资额超过6000亿元。SEMI预计到2021年，中国将以超过160亿美元的设备销售额升至首位，超过台湾和韩国。且由于中美政治环境恶化所带来的高端装备禁运，国内半导体设备厂商有望迎来加速进口替代的历史性机遇。

纵观国内外半导体设备巨头的成长史，最大最成功的企业必然是将业务定位于半导体制造流程中价值量占比最大的设备之中，如阿斯麦的光刻机，拉姆研究的刻蚀机，应用材料的薄膜沉积设备和全产业链布局等。同时他们也会深度服务和绑定下游核心制造商，并努力在设备研发和生产中解决客户的核心关切，引领行业技术发展。

虽然目前本土半导体设备厂商仍与国际巨头有相当大的差距，但目前国内设备产业链格局已初步形成，一些优势企业已初步具备进口替代能力。能够进入主流客户供应体系并契合未来工艺方向的优势企业主要包括：中微公司（刻蚀机供应国内外一线晶圆厂）、北方华创（产品品类覆盖广的本土装备龙头）、长川科技（探针台、数字测试机新品蓄力）、晶盛机电（硅片制造设备），上海微电子（光刻设备）、沈阳拓荆（薄膜沉积设备）、中科仪（真空获得设备、薄膜沉积设备）、盛美半导体（清洗设备）、华海清科（CMP设备）、南京晶升能源（硅片制造设备）等。

国产半导体设备厂商底子薄，如何实现国产替代，提升市场份额，在市场、产品、技术、人才上赶上国际巨头？

2.1、在提升性价比的同时，贴紧客户需求，加大技术创新和服务方面的投入

过去，我国半导体设备自主创新能力较弱，且由于半导体设备属于精密仪器，零部件整合、组装、测试中的任一细微环节少有瑕疵，都可以导致设备性能“差之毫厘谬以千里”，国内半导体厂商长期致力于缩小和国外设备厂商的可靠性、稳定性差距，大多数设备都属于反向设计、研发，导致仿制设备盛行，由于缺乏自主研发能力及客户定制能力，只能以“性价比”优势进入晶圆厂进行简单的试产、测试或切入零件供应。

同时，由于国外设备厂商有先发优势，积累了大量受法律保护的专利，有完善的专利布局，国内设备厂商只能千方百计的“绕开”国外厂商的专利布局，由于专利问题，也只能小规模出货。

随着产业链逐步对国产半导体厂商打开，国产化配套带来的性价比优势是国内半导体设备厂商实现进口替代的关键法宝。但随着国内客户对产品质量、性能的要求越来越高，国内半导体设备商逐渐认识到需要转变发展模式，即紧密贴合客户需求，加大技术创新和客户服务方面的投入。例如，国内的半导体设备厂商投入与存储厂进行深度的工艺开发，对技术细节和工艺难点进行联合攻关，国产设备对国内产品而言是“深度定制化的”，设备的“设配性“提升，产品的稳定性和可靠性都得到了提高；同时，国内半导体设备商要强化服务能力，具体体现在测试阶段有高素质技师来维护高良率和稳定性，出现故障维修人员能及时响应，且派遣技术人员在下游客户晶圆厂长期驻点，以确保及时处理突发性问题以及应对技术变化的可能带来的挑战。

产品性价比固然重要，而国内半导体设备厂商紧密贴合客户，加大技术创新和服务方面的投入更是当务之急。

2.2、降低客户转换成本，加快客户验证周期

过去，大家认为国产半导体厂商和国际巨头之间的差距主要体现在技术能力的差异。随着国内半导体设备技术水平与国际先进水平之间的差距逐渐缩小，国内半导体设备商面临的最大壁垒在于下游客户的认证壁垒，即高昂的客户转换成本。

现代先进的IC制程大约有400~500道，一种设备仅负责其中一道或几道。评估新设备除了要花费大量验证时间（甚至牺牲部分产能）与其他设备商的产品进行“一致性”整合，同事一台设备一旦出现问题可能导致整条产线无法运作，报废的产品价值可能远超过新设备能提供的经济价值。因此，除非原厂供应商出现重大技术缺陷或新设备具备突破性进展，几乎没有晶圆厂商愿意花大量人力、时间并承担新设备上线风险去评估新的设备。

不过由于中美贸易摩擦，国内半导体设备产业链不确定性增加，国内晶圆厂出于供应链安全角度考虑，对国内设备供应商的认证意愿相比过去已大大增强。

从国内半导体设备厂商而言，要抓住历史窗口期。尽可能降低客户的转换成本，比如先做工艺流程、硬件参数等兼容，从“小客户转成成本”的机会入手，先进入市场。要熟悉客户生产流程，缩短客户验证周期。

附录：参考资料

1. 招商证券2019半导体设备专题系列之一：“自主可控“支撑长期成长

2. 招商证券-招商证券2019半导体设备专题系列之二：冲云破雾的检测设备

3. 国信证券-国信证券半导体专题研究系列八：正在崛起的中国半导体设备

4. 方正证券-方正证券半导体设备行业研究框架总论：半导体景气度反转设备先行

5. 光大证券-光大证券半导体设备行业深度报告：国产半导体设备技术加速追赶，国产替代正当时

6. 国元证券-国元证券半导体设备投资地图

7. 兴业证券-电子：探寻中国半导体设备全产业链的发展机遇

8. 华泰证券-华泰证券半导体设备行业深度报告：2020，中国半导体设备的转机之年

9. 申港证券-申港证券机械设备行业深度研究：泛半导体设备行业观察新视角