据SEMI披露的数据显示，2021年全球半导体制造设备销售额激增，相比2020年的712亿美元增长了44%，达到1026亿美元的历史新高，中国第二次成为半导体设备的最大市场，销售额增长58%，达到296亿美元。而根据SEMI在SEMICON West 2022 Hybrid上发布的《年中总半导体设备预测报告》，预测原始设备制造商的半导体制造设备全球总销售额将在2022年达到创纪录的1175亿美元。半导体设备作为晶圆制造的利器，正处于快速发展的“黄金时代”，迎来巨大市场空间。
国产替代空间大，自给率亟待提升
在半导体行业中，晶圆制造主要包括薄膜沉积、光刻、刻蚀、离子注入、清洗等流程，其中，薄膜沉积、光刻、刻蚀，被称为“半导体设备三剑客”。根据Gartner统计，2021年全球薄膜沉积、光刻和刻蚀分别占晶圆制造设备价值量约19.19%、18.52%和21.59%，薄膜沉积设备已成为半导体制造工艺的核心设备之一。
根据工作原理不同，薄膜沉积设备分为物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）和外延等，45nm制程以下还需要用到更先进的原子层沉积（ALD）设备。目前，全球薄膜沉积市场被应用材料（AMAT）、泛林半导体（Lam）、东京电子（TEL）、先晶半导体（ASMI）等国际巨头占据，呈现国外供应商寡头格局。
Gartner数据显示，2020年应用材料、泛林半导体、东京电子在全球沉积设备的市场份额分别达到43%、19%和11%。应用材料PVD设备独占85%细分市场份额，在等离子体CVD中也有近49%的份额；泛林半导体在CVD及沉积后处理工艺布局全面，ECD设备一家独大；东京电子在管式CVD设备市场占有率达46%；先晶半导体在适用于先进制程的ALD具备较强的技术储备，在相应细分市场占有率46%。
根据中国电子专用设备工业协会数据统计，2020年国产半导体设备销售额约为213亿元，自给率约为17.5%；如仅考虑集成电路设备，国内自给率仅有5%左右，在全球市场仅占1-2%，技术含量最高的集成电路前道设备则自给率更低。
尽管如此，以拓荆科技、北方华创、中微半导体、微导纳米等企业为代表的国内薄膜沉积设备厂商，依然表现出了极强的发展韧性和较快的市场增速。经过多年的技术积累和规模效应，它们各自在不同领域均已有所突破，并逐步获得国内外客户的认可。
国内厂商差异化布局，加速导入晶圆产线
在薄膜沉积领域，拓荆科技PECVD设备优势明显，是目前国内唯一一家产业化应用的集成电路PECVD设备厂商；北方华创是PVD设备龙头企业，尽管也有PECVD产品，但目前主要应用于光伏、LED、功率半导体等领域；中微半导体则聚焦于MOCVD。三家厂商展现出差异化布局的趋势，彼此之间暂时没有构成直接竞争的关系。
拓荆科技以PECVD设备为核心并加快发展ALD和SACVD设备。客户覆盖中芯国际、华虹集团、长鑫存储、燕东微电子等国内主流晶圆厂。同时，拓荆科技已与某国际领先晶圆厂建立业务联系，发货两台设备至客户先进制程研发产线，为打开国际市场奠定了基础。
PECVD方面，拓荆科技PECVD设备产品已适配国内先进的28/14nm逻辑芯片、19/17nm DRAM芯片及64/128层3D NAND FLASH晶圆制造产线；ALD方面，其开发的PEALD设备可以覆盖逻辑芯片55-14nm SADP、STI工艺及存储领域，已实现产业化应用；SACVD方面，可以覆盖12英寸40/28nm以及8英寸90nm以上的逻辑芯片制造工艺需求。
北方华创的薄膜沉积设备包括PVD、CVD和ALD设备，其14nm薄膜沉积设备已在客户端通过多道制程工艺验证，并实现量产应用。PVD方面，北方华创先后在集成电路、先进封装等领域研制了Polaris B、Polaris 200等系列PVD产品并成功产业化。
中微半导体主要聚焦于MOCVD设备，在照明、显示市场应用广泛。2021年6月，中微半导体发布用于Mini LED量产的MOCVD设备Prismo UniMax，可同时加工164片4英寸或72片6英寸外延片，已收到来自国内多家客户的批量订单合计超过100腔。
在功率器件应用的第三代半导体设备市场，中微半导体也有涉及，目前开发了GaN功率器件量产应用的MOCVD设备，已交付国内外客户进行生产验证。
随着技术方面的各自突破，国内设备厂商正加速导入晶圆产线。近期，上海积塔、华虹无锡、燕东微电子等主流晶圆产线不断有国产设备厂商中标的消息，这也意味着市场对国产设备的需求在不断增强。
集微网根据招投标平台数据统计，今年二季度，国内外设备厂商合计中标28台薄膜沉积设备，其中国产设备厂商拓荆科技和北方华创合计中标13台，国外设备厂商泛林半导体和应用材料合计中标15台，国产设备数量接近国外设备，国产半导体设备正逐步获得市场认可。
小结
目前，中国半导体晶圆厂进入加速建设期，华虹半导体、上海积塔、燕东微电子等本土晶圆厂正在加大设备采购力度。集微网根据招投标平台数据统计，今年二季度，上海积塔、华虹半导体、杭州积海等企业合计招标74台薄膜沉积设备，薄膜沉积市场需求依旧旺盛。
随着本土晶圆厂扩产的热潮持续，拓荆科技、北方华创、中微半导体、微导纳米等国内设备厂商或将持续受益，设备逐步放量、释放经营业绩，迎接高速成长期。（校对/韩秀荣）
