上游半導體設備是什麼意思

A. 半導體設備後起之秀 | 中微半導體「殺入」5nm工藝供應鏈

半導體製造設備和材料是半導體行業最上游的環節。目前來看，集成電路設備製造是中國晶元產業鏈中最薄弱的環節。經過20多年的追趕，中國與世界在晶元製造領域仍有較大差距。雖然中國在該領域整體落後，但刻蝕機方面已在國際取得一席之地。

全球半導體設備市場的後起之秀

隨著近些年 社會 對集成電路的重視和大批海外高端人才的回歸，我國的集成電路在這幾年出現了飛速的發展。在IC設計（華為海思）、IC製造（中芯國際）、IC封測（長電 科技 ）、蝕刻設備（中微半導體）上出現了一批批優秀的企業。

1、半導體設備

我們的主角中微半導體所在的領域就是半導體設備細分行業，這個行業主要有兩種半導體設備，一是光刻機，一個是刻蝕機。中微是以刻蝕機為主要設備的供應商，去年12月公司自主研製的5nm等離子體刻蝕機正式通過台積電驗證，將用於全球首條5nm製程生產線。

晶元，這個從前被戲稱為：除了水和空氣，其他都是進口的行業。最近中美貿易戰的焦點就是在晶元領域，美國政府對華為的封鎖就是下令美國供應商沒有經過國會批准不準買給華為晶元。這也是我們非常氣憤的地方，為什麼中微半導體有了最先進的設備還是會受人制肘呢？

主要是我國的短板在於光刻機，與國外先進技術有非常大的差距。為什麼刻蝕機技術那麼好，不能彌補這個短板嗎？這就是光刻機和蝕刻機的不同，有一部分人把蝕刻機與光刻機搞混。其實兩者的區別非常的大，光刻機是晶元製造的靈魂，而蝕刻機是晶元製造的肉體。

光刻機把電路圖投影到覆蓋有光刻膠的矽片上面，刻蝕機再把剛才畫了電路圖的矽片上的多餘電路圖腐蝕掉。光刻機把圖案印上去，然後刻蝕機根據印上去的圖案刻蝕掉有圖案（或者沒有圖案）的部分，留下剩餘的部分就是集成電路。所以說這是兩個過程要用到的設備，而且這兩個過程是連續的。

我國光刻機的最高水平是上海微電子的90nm製程，世界頂尖的光刻機是ASML的7nm EUV光刻機，ASM已經開始研製5nm製程的光刻機。相對來說，我國在光刻機製造領域與國際先進水平有很大的差距，高端光刻機全部依賴進口。只能說我國的刻蝕機技術領先，中微半導體的介質刻蝕機、硅通孔刻蝕機位於全球前三。但是在整個產業鏈的產能和技術上，與一些大型的企業差距非常的大，所以在中美貿易戰中顯得很吃虧。

那我們說完了中微半導體這個單獨的行業領域，現在放眼整個行業，來看看半導體設備到底在這個行業中扮演者什麼角色？

2、半導體產業

半導體的發展是越來越集成化，越來越小。從早期的電子管到現在的7nm器件，一個小小的晶元上需要有幾百個步驟和工藝，顯示出高端技術的優越性。也正是這樣的行業特點，導致整個行業非常依賴技術的創新。而半導體設備是製作晶元的基石，沒有這一塊晶元不可能出現。

可以看到雖然產值低，但是缺這個還真的沒辦法發展下游。這也是貿易戰在晶元領域為什麼大打出手的原因，沒有先進的技術，很難發展非常廣大的信息系統。可以說這一行創造的價值並不高，但是不能缺少，是高端技術的積累。

大國重器：7nm晶元刻蝕機龍頭

在技術含量極高的高端半導體產業中，能與美歐日韓等國際巨頭同台較量的中國企業鳳毛麟角，而中微半導體是其中一家。中微半導體是一家以中國為基地、面向全球的高端半導體微觀加工設備公司，主要從事半導體設備的研發、生產和銷售。而要了解中微這家公司，先不得不介紹一下公司創始人尹志堯。

尹志堯是一個頗具傳奇色彩的矽谷技術大拿。

1980年赴美國加州大學洛杉磯分校攻讀物理化學博士，畢業後進入英特爾中心研究開發部工作，擔任工藝程師；1986年加盟泛林半導體，開發了包括Rainbow介質刻蝕機在內的一系列成功的等離子刻蝕機，使得陷入困境的泛林一舉擊敗應用材料，躍升為全球最大的等離子刻蝕設備製造商，佔領了全球40%以上的刻蝕設備市場。

以此同時，泛林與日本東京電子合作，東京電子從泛林這里學會了製造介質等離子體刻蝕機，復制其Rainbow設備在日本銷售，後來崛起為介質刻蝕的領先公司。

1991年，泛林遭老對手美國應用材料挖角，尹志堯先後歷任應用材料等離子體刻蝕設備產品總部首席技術官、總公司副總裁及等離子體刻蝕事業群總經理、亞洲總部首席技術官。

為了避免知識產權風險，尹志堯從頭再來，用不同於泛林時期開發的技術，研發出性能更好的金屬刻蝕、硅刻蝕和介質刻蝕設備，應用材料再次擊敗泛林，重返行業龍頭地位，到2000年，應用材料占據了40%以上的國際刻蝕設備市場份額。

目前全球半導體刻蝕設備領域三大巨頭——應用材料、泛林、東京電子，都與尹志堯的貢獻密切相關。

2004年8月，已年屆六旬的尹志堯帶領15名矽谷資深華裔技術工程師和管理人員回國，創立了中微半導體，並在短短數年之間崛起為全球半導體設備領域的重要玩家。

中微從2004年創立時，首先著手開發甚高頻去耦合的CCP刻蝕設備Primo D-RIE，到目前為止己成功開發了雙反應台Primo D-RIE，雙反應台Primo AD-RIE和單反應台的Primo AD-RIE三代刻蝕機產品，涵蓋65nm、45nm、32nm、28nm、22nm、14nm、7nm到5nm關鍵尺寸的眾多刻蝕應用。

從2012年開始中微開始開發ICP刻蝕設備，到目前為止己成功開發出單反應台的Primo nanova刻蝕設備，同時著手開發雙反應台ICP刻蝕設備。公司的ICP刻蝕設備主要是涵蓋14nm、7nm到5nm關鍵尺寸的刻蝕應用。

這裡面看起來是幾個似乎不起眼的數據，但裡面蘊含了滿滿的技術含量。而中微到底是否掌握了5nm刻蝕技術，一時間眾說紛紜。如今，中微半導體與泛林、應用材料、東京電子、日立4家美日企業一起，組成了國際第一梯隊，為全球最先進晶元生產線供應刻蝕機。

B. 從幾個方面判定元器件國產化率

目前， 我國半導體市場供需兩層不匹配，國產化率亟需提升 。一方面，終端產品供需不匹配。 2018年中國集成電路市場規模1550億美元，但國產集成電路規模僅238億美元，國產化率僅約15%；另一方面，製造端的設備供需不匹配。國內半導體設備市場規模約145億美元，但國產設備規模僅14億美元不到，國產化率僅約10%。因此，從產業發展的角度，一方面，國內半導體製造領域仍有較大發展空間；另一方面，製造領域的設備仍有較大的國產提升空間。

我們推薦中信建投的研究報告《半導體設備國產進程加速》，解析半導體國產化現狀，政策、資金、產業等推動因素，並討論半導體設備市場格局與國產化進度。如果想收藏本文的報告（半導體設備），可以在智東西公眾號回復關鍵詞「nc404」獲取。

一、提升國產化率刻不容緩
1、 我國半導體市場規模和佔比不斷提升

2010年起，全球半導體行業保持穩步增長，過去十年（ 2009-2018年）全球半導體銷售額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%，我國行業整體增速為全球半導體行業增速的3.3倍，而全球半導體行業整體增速是全球GDP增速的2倍左右；

與此同時，在PC、智能手機等領域強大的整機組裝製造能力使我國成為全球最大的半導體消費市場，在全球佔比達到了33%，比第二名的美洲高出11個百分點，我國半導體市場無論是絕對規模增速還是佔比都不斷提升。

▲我國半導體規模和佔比不斷提升

▲2018年全球半導體產業市場規模分布

2、 我國半導體市場供需不匹配

一方面，終端產品供需不匹配。2018年中國集成電路市場規模1550億美元，但國產集成電路規模僅238億美元，國產化率僅約15%；

另一方面，製造端的設備供需不匹配。2018年中國半導體設備市場規模達到131.1億美元，但據中國電子專用設備工業協會統計， 2018 年國產半導體設備銷售額預計為 109 億元，自給率僅約為12%。考慮到以上數據包括集成電路、 LED、面板、光伏等設備，實際上國內集成電路設備的國內自給率僅有 5%左右，在全球市場僅占 1-2%份額。半導體設備進口依賴長期看將嚴重阻礙中國半導體行業的自主發展，國內需求與國內供給的缺口昭示著巨大的國產化空間。

▲2018年國產半導體集成電路自給率僅15%

▲2018年國產半導體設備自給率僅12%

3、 貿易戰對我國半導體核心技術「卡脖子」

美國制裁中興華為反映創新「短板」，華為事件影響深遠，引發全球半導體供應鏈「地震」，暴露出核心技術被「卡脖子」的風險，催化國內半導體等核心科技領域發展，國產自主可控替代有望加速；

半導體行業產業鏈中上游為我國薄弱環節，其中上游半導體設備和中游製造對美依存度高，核心領域國產晶元佔有率多數為0%；相比之下，中游封測和下游終端市場領域對美依存度小，受到影響相對較小。

▲半導體產業鏈受貿易戰影響分化

4、 後貿易戰時期，國內半導體設備廠商的一些變化

設備企業前瞻布局非美國地區零部件采購 。一般來說，半導體設備的零部件分為四大部分。在這四大類中，精密加工件、普遍加工件現在基本沒有制約，通用外購件（包括接頭、氣缸、馬達等）佔比比較小，因此現階段供應管理關注的重點是外購大模塊， 包括設備專用模塊和通用模塊（機械手、泵等）。外購大模塊數量上佔比不高，可能只有10-20%，但價值佔比60-80%；

所以我們講零部件的國產化，主要是講外購大模塊的國產化。預防產業風險和成本控制需要通過對外購大模塊進行供應鏈拓展、批量采購等方式實現。

▲外購大模塊受產業影響風險較大

大部分品類現階段國內基礎差，沒有成熟技術，沒有產品。從進口比例來看，前十大子系統供應商中，美國市場和日本市場佔比最高。設備企業正逐漸將采購鏈條從美國轉移至日本、英國等地區。

▲前十大零部件采購需求佔比及前十大子系統供應商佔比

二、國產化的推動因素
1、 全球半導體行業景氣度有望觸底回暖

理論上看，全球半導體行業具有技術呈周期性發展、市場呈周期性波動的特點 。1998~2000年，隨著手機的普及和互聯網興起，全球半導體產值不斷上升，尤其在2000年增長38.3%；隨著互聯網泡沫的破裂， 2001年全球半導體市場下跌32%；隨後Window XP的發布，全球開始新一輪PC換機潮，半導體市場2002~2004年處於高速增長階段；2005年半導體市場出現了周期性回落， 2008年和2009年受金融危機的影響出現了負增長；

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

2013年以來， PC、手機、液晶電視等消費類電子產品需求不斷增加，全球半導體產業恢復增長，增速達 4.8%。2014年全球半導體銷售市場繼續保持增長態勢，增速達 9.9%；2015-2016年，全球半導體銷售疲軟。

2017年，隨著AI晶元、 5G晶元、汽車電子、物聯網等下游的興起，全球半導體行業重回景氣周期。

2018年下半年，受到存儲器價格下降、全球需求疲軟和中美貿易戰的影響，全球半導體發展動力不足。但展望2019年下半年，受益於消費領域、智能手機需求回暖，全球半導體市場發展趨穩並有望實現增長。

2、 上游半導體設備銷售有望隨之向好

數據上看， 2019年全球半導體設備銷售同比負增長， 2020年將大幅反彈 。2018年，全球半導體設備銷售額達645億美元，同比增速高達14%，創下歷史最高；受到多因素影響， 2019年半導體設備廠商短期承壓， SEMI預計2019年全球半導體設備銷售下降18.4%至529億美元。

展望2020年，由於存儲器投資復甦和在中國大陸新建及擴建工廠， SEMI預計半導體製造設備2020年的全球銷售額為588億美元，比2019年增長12％。其中，包括外資工廠在內的對中國大陸銷售將達到145億美元， 預計中國大陸成為半導體製造設備的最大市場。

3、 我國政策、資金、市場環境三面扶持

對標海外：政策支持、資金幫扶、下游產業支撐是推動行業進步不可或缺的幾個方面 。 80年代工業PC時代，日本半導體以存儲器（DRAM為主）為切入口，在日本政府和產業界聯合推動下，吸收美國技術並整合日本工業高質量品控體系，實現IC產品超高可靠性，順利實現趕超美國；

90年代消費電子大潮，韓國半導體在韓國政府和財團的共同推動下，積極開拓高性價比IC產品，帶動亞洲電子產業鏈崛起，實現了長達20多年的持續崛起。而此時的台灣則通過創新的產業模式，從IDM轉為垂直分工，依靠大量投資建成了世界領先的晶圓代工廠台積電和聯電，在技術水平上達到世界頂尖；

▲政策支持、資金幫扶、下游產業支撐是推動行業進步不可或缺的幾個方面

政策：產業政策頻發，彰顯扶持半導體產業決心 。「十二五」期間，政府開始大力支持IC產業發展，先後出台了《國家IC產業發展推進綱要》 和「國家重大科技專項」等政策。其中以2014年發布的綱要最為詳細，被視為國家為IC產業度身定製的一份綱要，明確顯示了政策扶持半導體產業的決心。

2014年9月，國家IC產業基金正式成立。以直接入股方式，對半導體企業給予財政支持或協助購並國際大廠。

目前我國半導體產業的自給率才只有不到15%， 《中國製造2025》 的目標是2020年自給率達40%，2050年達到50% 。

▲根據規劃， 2015-2020年， IC產業產值CAGR達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，實際出資1387億 。已實施項目覆蓋設計、製造、封裝測試、設備、材料、生態建設各環節；一期大基金主要投向晶元製造環節，佔全部承諾投資額的67%，目前已經支持了中芯國際、上海華虹、長江存儲等；在設計領域，大基金主要在CPU、 FPGA等高端晶元領域展開投資，占承諾投資額的17%；在封裝測試產業方面，大基金則重點支持長電科技、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節的投資規模和力度要小很多，但仍然在推進光刻、刻蝕、離子注入等核心裝備抓住產能擴張時間窗口，擴大應用領域。

▲國家大基金資金主要投向集成電路製造環節

資金：大基金二期募資規模2000億左右，加強設備領域投資 。

▲二期大基金將加強設備領域投資

資金：大基金撬動地方基金，集成電路產業正迎來密集投資期 。IC產業屬於資本開支較重的產業，「大投入，大收益；中投入，沒收益，小投入，大虧損」 ； 全球看，每年半導體資本開支接近600億美元，而英特爾、台積電、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； 根據我們的統計，除了規模近1400億的大基金之外，各集成電路產業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模不等的地方集成電路產業投資基金，總計規模達到了5000億元左右。通過大基金、地方基金、社會資金以及相關的銀行貸款等債券融資，未來10年中國半導體產業新增投資規模有望達到10000億元水平。

▲中國各省市開始密集投資布局半導體產業

市場：大陸建廠潮為半導體設備行業提供了巨大的市場空間 。根據SEMI發布的全球晶圓廠預測報告預估， 2017 -2020年的四年間，全球預計新建 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，整體投資金額預計佔全球新建晶圓廠的 42%，為全球之最。

市場：大陸半導體資本開支持續增長，拉動半導體設備發展 。當前大陸成為全球新建晶圓廠最積極的地區，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於加速擴產的階段，預計帶來大量的設備投資需求。

三、半導體設備市場競爭格局與國產化進度
1、IC製造流程復雜，大多數設備被國外廠商壟斷

晶圓製造（前道,Front-End） :

▲晶圓製造環節具體設備及主要廠商封裝（後道,Back-End ）測試 :

▲封裝測試環節具體設備及主要廠商

全球集成電路裝備市場總體高度壟斷 。特點：技術更新周期短帶來的極強技術壁壘，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可壁壘。因此，集成電路裝備市場高度壟斷，細分市場一家獨大；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、歐洲企業占據； 從比例看，全球前十大拿走行業80%的份額；應用材料（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製造細分設備市場也高度壟斷 。從細分設備來看，每個具體設備基本上大部分份額被前三大企業占據，基本上都是80-90%的份額； 前三大廠商中，也基本都是一家獨大，第一占據了40-50%的份額。

▲細分設備市場也高度壟斷

我國集成電路裝備市場高端佔比偏小，且大部分為國外廠商 。2018年中國半導體設備市場規模達到131.1億美元，但據中國電子專用設備工業協會統計， 2018 年國產半導體設備銷售額預計為109億元；預計2020年中國半導體設備總市場規模將超1000億。

▲國內廠商規模普遍較小，且大部分在光伏、 LED領域佔比較高

邊際變化：在諸多工藝環節中，開始出現了一些國產廠商 。分地區看，形成三個產業集群：北京：北方華創、中電科集團、天津華海清科(CMP)；上海：上海微電子、上海中微半導體、上海盛美、上海睿勵科學儀器；沈陽：沈陽拓荊、沈陽芯源；

▲主流65-28nm客戶不定量的采購的12類設備清單

▲國內已有9項應用於14nm的裝備開始進入生產線步入驗證

75-80%的資本開支使用在設備投資里，設備投資中的70-80%在晶圓製造環節設備里 。光刻設備、刻蝕設備、薄膜設備（ ALD/CVD 53%、 PVD 47%）佔比最高，分別20-25%、 25%、 20-25%；擴散設備、拋光設備、離子注入設備各占設備投資的5%，量測設備占設備投資的5~10%。

▲晶圓生產線各類設備投資佔比

2、 光刻設備：光刻機是生產線上最貴的機台， ASML全球領先

光刻工藝是最復雜的工藝，光刻機是最貴的機台 。主流微電子製造過程中， 光刻是最復雜、昂貴和關鍵的工藝，占總成本的1/3；目前的28nm工藝則需要20道以上光刻步驟，耗費時間約占整個矽片工藝的40~60%。光刻工藝決定著整個IC工藝的特徵尺寸，代表著工藝技術發展水平；

具體流程： 首先要在矽片上塗上一層耐腐蝕的光刻膠，隨後讓強光通過一塊刻有電路圖案的鏤空掩模板照射在矽片上。被照射到的部分(如源區和漏區)光刻膠會發生變質，而構築柵區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矽片，變質的光刻膠被除去，露出下面的矽片，而柵區在光刻膠的保護下不會受到影響。

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

ASML占據70-80%市場份額，且領先地位無人撼動 。荷蘭ASML占據超過70%的高端光刻機市場，且最新的產品EUV光刻機售價高達1億美元，依舊供不應求。緊隨其後的是Nikon和Canon。 光刻機研發成本巨大， Intel、台積電、三星都主動出資入股ASML支持研發，並有技術人員駐廠；格羅方德、聯電及中芯國際等的光刻機主要也是來自ASML；

國內光刻機廠商有上海微電子、中電科集團四十五研究所、合肥芯碩半導體等。在這幾家公司中，處於技術領先的是上海微電子，其已量產的光刻機中性能最好的是90nm光刻機。由於技術難度巨大，短期內還是處於相對劣勢的地位。

▲1970年起，光刻機價格每4.4年翻一倍

3、 刻蝕設備：機台國產化率已達15%

國產刻蝕機的機台市場份額已約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行曝光處理，然後通過其它方式實現腐蝕處理掉所需除去的部分。刻蝕可分為干法刻蝕和濕法刻蝕。顯而易見，它們的區別就在於濕法使用溶劑或溶液來進行刻蝕。

刻蝕設備分類： 在8寸晶圓時代，介質（40%）、多晶硅（50%）及金屬刻蝕（10%）是刻蝕設備三大塊；進入12寸後，隨著銅互連的發展，介質刻蝕份額逐漸加大，目前已近50%；

中微半導體的16nm刻蝕機已實現商業化量產並在客戶的產線上運行， 7-10nm刻蝕機設備以達到世界先進水平。截至2018年末，中微半導體累計已有1100多個反應台服務於國內外40餘條先進晶元生產線。目前中微產品已經進入第三代10nm、 7nm工藝（台積電）， 5納米等離子體刻蝕機已經台積電驗證；除中微外，北方華創在硅刻蝕機方面也有突破。

4、 成膜設備：機台國產化率約10-15%

成膜設備分兩大類， 機台市場份額約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70億美元的晶元製造生產線，需用約5億美金采購100多台PECVD設備； 從全球范圍看， AMAT在CVD設備和PVD設備領域都保持領先；北方華創、中微公司等企業等小有突破：其中北方微電子的PVD可用於28nm的hard mask工藝，並且可以量產；中微兩條線推進CVD，一方面中微應用於LED領域的MOCVD市佔率已經全球領先 ，另一方面投資沈陽拓荊，完善產品線布局。

▲AMAT在CVD設備和PVD設備領域都保持領先

▲總體看， PVD是國產化進展較快的一類設備

5、 檢測設備

半導體中的檢測可分為前道量測和後道測試兩大類 。其中前道檢測更多偏向於外觀性/物理性檢測，主要使用光學檢測設備、各類inspection設備；後道測試更多偏向於功能性/電性測試，主要使用ATE設備及探針台和分選機；從價值量佔比看，前道量測設備也可稱為工藝控制檢測設備，是晶圓製造設備的一部分，占晶圓製造設備投資佔比約10%；後道測試設備獨立於晶圓製造設備，佔全部半導體設備比例約8%。

▲可以簡單把加工過程劃分為前道晶圓製造與後道封裝測試

▲量測設備和測試設備屬於兩個不同環節

前道晶圓量測(Wafer Metrology)主要在wafer製造環節。在晶元製造過程中，為了保證晶圓按照預定的設計要求被加工，必須進行大量的檢測和量測，包括晶元線寬度的測量、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；用到的設備：缺陷檢測設備、晶圓形狀測量設備、 掩膜板檢測設備、 CD-SEM（微距量測掃描式電子顯微鏡）、顯微鏡等。

後道測試主要在封測環節，分為中測和終測 。後道中測（CP， circuit probe），主要在晶元封裝前： 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挑出來並標記出來，後續只封裝好的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。用到的設備：測試機（IC Tester / ATE）、探針卡（Probe Card）、探針台（Prober）以及測試機與探針卡之間的介面等。

後道終測（FT， final test），主要在晶元封裝後：測試每顆封裝好的晶元（chip）的邏輯。簡單來說， FT是把壞的封裝好的chip挑出來，可以直接檢驗出封裝環節的良率；用到的設備：測試機（IC Tester）、分揀機/分類機（Handler）等。

測試設備三大設備之ATE競爭格局：測試設備包括三大類：測試機、探針台、分選機，其中測試機市場空間佔比過半；全球集成電路測試設備市場主要由美國泰瑞達和日本愛德萬占據，兩者總體合計市佔率超過50%。細分來看，在測試機市場中， SOC測試機、存儲器測試機的市場佔比合計近90%，而愛德萬+泰瑞達的市場份額超過80%；目前國內已經裝配的測試系統主要偏重在低檔數字測試系統、模擬及數模混合測試系統等，領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，尚無法與國外業者相抗衡（包括愛德萬Advantest、泰瑞達Teradyne、 Verigy、居諾JUNO半導體等）。但目前國產中、高檔測試系統已經研製成功，正進入小批量生產階段。上市公司中，國產廠商長川科技正全面布局數模混合、模擬、數字信號測試機+探針台；精測電子已布局memory ATE和面板驅動IC ATE，期待後續產品出貨。

測試設備三大設備之探針台競爭格局：探針測試台(Prober)是前後道工序之間用於對半導體器件晶元的電參數特性進行測試的關鍵設備，它可以將電參數特性不符合要求的晶元用打點器(INKER)做一明顯標記， 便於在後道工序中及時將其剔除， 這樣就有效地提高了半導體器件生產的成品率，大大降低器件的製造成本。在具體測試的時候，晶圓被固定在真空吸力的卡盤上，並與很薄的探針電測器對准，同時探針與晶元的每一個焊盤相接觸。 電測器在電源的驅動下測試電路並記錄下結果。 測試的數量、順序和類型由計算機程序控制。

一般來說，探針台的單價在百萬級別，遠高於分選機。根據統計，探針台的市場份額約占總測試機+探針台+分選機的市場空間的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備市場，而國內廠商中，長川科技已有探針台產品布局。

智東西認為，國內集成電路設備的國內自給率僅有 5%左右，在全球市場僅占 1-2%份額，而且，產業鏈中上游核心領域晶元多數佔有率基本為0%。半導體設備進口依賴長期看將嚴重阻礙中國半導體行業的自主發展，國內需求與國內供給的缺口昭示著巨大的國產化空間。集成電路領域對外依賴十分嚴重，現在，集成電路已經成為我國進口金額最大的產品種類，進出口的貿易逆差逐年擴大，逆差增速還在持續提升。但是，在資金、政策、市場環境三方面利好下，市場格局正在發生深刻的變化，希望在未來的5-10年內，半導體行業被「卡脖子」的局面不復存在。

C. 如果全球按照美國要求不對華為提供晶元，華為會倒閉嗎

華為不會倒閉。但是確實處於有點艱難的地步。華為的晶元代產企業，沒有美國的允許就無法繼續合作，但就算這樣，華為也絕不會因為晶元停供而衰落。

首先，華為的能力非常的強大，並且手中還掌握著全世界最厲害的5G技術，在5G領域裡面，沒有哪個企業能夠比得過華為，就算諾基亞還有愛立信這樣的大企業都自嘆不如。

而且在5G的專利上，如今華為擁有三千多個專利，是全世界專利最多的一家企業，而且華為在美國受到了阻礙，讓華為的5G不能進入美國的市場，但是美國的5G建設一直沒有停止。

像美國的通訊商就訂購了諾基亞還有愛立信的5G設備來建設，可是這兩個企業都在使用華為的5G專利，因此，華為名正言順的向美國的通訊商收取了將近十四億的5G專利費用，可以看出，華為靠著5G專利就能獲取非常高的收入。

其次，華為擁有的5G技術無人能取代，對於5G用戶來講，網路的穩定還有下載網速這兩方面非常重要，對運營商來講，5G網路建設的成本才是最重要的，如今能把網路做到穩定還有網速快，並且成本也不高的只有華為這一家。

最近，德國的通訊商也宣布與華為簽下了最大的5G訂單，而且還有多次對華為有意見的英國，也通知國內的通訊商能快速的多多購買華為的5G設備，就算在美國的多次警告下，德國還有英國等一些國家還是選擇了技術最穩定的華為5G，也可以看出，華為在5G行業沒有哪個企業能夠取代。

(3)上游半導體設備是什麼意思擴展閱讀

全面限制針對的是華為目前還依賴的晶圓代工廠商和日韓歐洲晶元供應商，甚至包含我們中國企業，這也是中芯國際還沒有明確答復的原因。

所以對華為的影響多大取決於美國在全球半導體領域的話語權分量有多重，而且在整個晶元產業鏈上取決於最短的那塊板，只要其中一個環節卡住了短時間是沒有完整的產業鏈條的。

晶元設計：這個環節對華為的影響很小。

晶元是超大規模集成電路，目前規模到幾百億個晶體管規模，從60年代幾千個晶體管規模開始逐步引入EDA工具，目前全球EDA工具三巨頭Synopsys、Cadence、MentorGraphics都在美國，覆蓋所有設計環節和各個細分半導體器件領域，緊跟最先進工藝，擁有絕對話語權。

但是這個環節對華為的影響不大：一方面華為在2019年5月這塊已經受到限制，對於必須的EDA工具應該已買了永久授權或者知識產權至少能保證5納米晶元設計；另一方面華為有自己開發的EDA工具，完整的工具鏈條有影響的話也只有跟著工藝迭代這塊。

製造（含封測）：這個環節對華為影響很大，國內先進製程2-3年內無法攻破，追趕的路很長需要時間。

晶圓廠是開發完整的晶元製造工藝，上游是半導體設備和材料。半導體設備方面，包含沉積設備、光刻機、蝕刻機、離子注入機、檢測設備等，目前美國廠商占據全球半導體設備市場約40%的份額。

另外主要是日本和歐洲，比如ASML的光刻機一直就受到嚴格管制，核心零部件比如光源器件獨家來自美國。半導體材料方面，美國日本非常領先。還記得去年日本斷供韓國半導體材料嗎？在先進製程工藝所需要的半導體設備，美國擁有絕對的話語權。

應對的措施

美國全面限制華為，這絕對不是華為一家公司的事，是美國對中國高科技產業的限制，是哪個領域有公司威脅到美國科技領先哪個公司就會受到限制。正如美國是動用國家力量限制華為，我相信我們國家也會有國家層面的應對。

但是有一點，開放市場，擁抱全球半導體企業，日韓歐洲甚至美國企業該擁抱還是得擁抱。要想強大必須跟強者過招，才能學得快，進步得快。

美國使用的限制手段是技術限制，這也是其優勢所在；而我們最大的優勢，有著世界第一大市場，利用市場優勢，每年進口3000億美元半導體產品，日本韓國歐洲各國企業不會放棄的中國市場，美國企業本身也不願意失去華為，失去中國市場。

只要我們更加開放市場，會有企業有動力研發替代美國技術，而且國產替代也需要在開放的市場下競爭才能進步得快。這幾天美國關於通信標准制定工作又允許美國企業和華為共同參與，因為不這樣有可能美國在通信標准制定方面失去話語權。

D. 晶元產業的上游材料是什麼

集成電路（英語：integrated circuit，縮寫作 IC；或稱微電路（microcircuit）、微晶元（microchip）、晶片/晶元（chip）在電子學中是一種把電路（主要包括半導體設備，也包括被動組件等）小型化的方式，並時常製造在半導體晶圓表面上。

E. 史上最全的半導體產業鏈全景！

導 讀 ( 文/ ittbank 授權發布 )

集成電路作為半導體產業的核心，市場份額達83%，由於其技術復雜性，產業結構高度專業化。隨著產業規模的迅速擴張，產業競爭加劇，分工模式進一步細化。

目前市場產業鏈為IC設計、IC製造和IC封裝測試。

○ 在核心環節中，IC設計處於產業鏈上游，IC製造為中游環節，IC封裝為下游環節。

○ 全球集成電路產業的產業轉移，由封裝測試環節轉移到製造環節，產業鏈里的每個環節由此而分工明確。

○ 由原來的IDM為主逐漸轉變為Fabless+Foundry+OSAT。

▲全球半導體產業鏈收入構成佔比圖

① 設計：

細分領域具備亮點，核心關鍵領域設計能力不足。從應用類別(如：手機到 汽車 )到晶元項目(如：處理器到FPGA)，國內在高端關鍵晶元自給率幾近為0，仍高度仰賴美國企業；

② 設備：

自給率低，需求缺口較大，當前在中端設備實現突破，初步產業鏈成套布局，但高端製程/產品仍需攻克。中國本土半導體設備廠商只佔全球份額的1-2%，在關鍵領域如：沉積、刻蝕、離子注入、檢測等，仍高度仰賴美國企業；

③ 材料：

在靶材等領域已經比肩國際水平，但在光刻膠等高端領域仍需較長時間實現國產替代。全球半導體材料市場規模443 億美金，晶圓製造材料供應中國佔比10%以下，部分封裝材料供應佔比在30%以上。在部分細分領域上比肩國際領先，高端領域仍未實現突破；

④ 製造：

全球市場集中，台積電占據60%的份額，受貿易戰影響相對較低。大陸躋身第二集團，全球產能擴充集中在大陸地區。代工業呈現非常明顯的頭部效應，在全球前十大代工廠商中，台積電一家占據了60%的市場份額。此行業較不受貿易戰影響；

⑤ 封測：

最先能實現自主可控的領域。封測行業國內企業整體實力不俗，在世界擁有較強競爭力，長電+華天+通富三家17 年全球整體市佔率達19%，美國主要的競爭對手僅為Amkor。此行業較不受貿易戰影響。

一、設計

按地域來看，當前全球IC 設計仍以美國為主導，中國大陸是重要參與者。2017 年美國IC設計公司占據了全球約53%的最大份額，IC Insight 預計，新博通將總部全部搬到美國後這一份額將攀升至69%左右。台灣地區IC 設計公司在2017 年的總銷售額中佔16%，與2010年持平。聯發科、聯詠和瑞昱去年的IC 銷售額都超過了10 億美元，而且都躋身全球前二十大IC 設計公司之列。歐洲IC 設計企業只佔了全球市場份額的2%，日韓地區Fabless 模式並不流行。

與非美國海外地區相比，中國公司表現突出。世界前50 fabless IC 設計公司中，中國公司數量明顯上漲，從2009 年1 家增加至2017 年10 家，呈現迅速追趕之勢。2017 年全球前十大Fabless IC 廠商中，美國占據7 席，包括高通、英偉達、蘋果、AMD、Marvell、博通、賽靈思；中國台灣地區聯發科上榜，大陸地區海思和紫光上榜，分別排名第7 和第10。

2017 年全球前十大Fables s IC 設計廠商

（百萬美元）

然而，盡管大陸地區海思和紫光上榜，但可以看到的是，高通、博通和美滿電子在中國區營收佔比達50%以上，國內高端 IC 設計能力嚴重不足。可以看出，國內對於美國公司在核心晶元設計領域的依賴程度較高。

自中美貿易戰打響後，通過「中興事件」和「華為事件」我們可以清晰的看到，核心的高端通用型晶元領域，國內的設計公司可提供的產品幾乎為0。

大陸高端通用晶元與國外先進水平差距主要體現在四個方面：

1）移動處理器的國內外差距相對較小。

紫光展銳、華為海思等在移動處理器方面已進入全球前列。

2）中央處理器(CPU) 是追趕難度最大的高端晶元。

英特爾幾乎壟斷了全球市場，國內相關企業約有 3-5 家，但都沒有實現商業量產，多仍然依靠申請科研項目經費和政府補貼維持運轉。龍芯等國內 CPU 設計企業雖然能夠做出 CPU 產品，而且在單一或部分指標上可能超越國外 CPU，但由於缺乏產業生態支撐，還無法與佔主導地位的產品競爭。

3）存儲器國內外差距同樣較大。

目前全球存儲晶元主要有三類產品，根據銷售額大小依次為：DRAM、NAND Flash 以及Nor Flash。在內存和快閃記憶體領域中，IDM 廠韓國三星和海力士擁有絕對的優勢，截止到2017年，在兩大領域合計市場份額分別為75.7%和49.1%，中國廠商競爭空間極為有限，武漢長江存儲試圖發展 3D Nand Flash(快閃記憶體)的技術，但目前僅處於 32 層快閃記憶體樣品階段，而三星、英特爾等全球龍頭企業已開始陸續量產 64 層快閃記憶體產品；在Nor flash 這個約為三四十億美元的小市場中，兆易創新是世界主要參與廠家之一，其他主流供貨廠家為台灣旺宏，美國Cypress，美國美光，台灣華邦。

4）FPGA、AD/DA 等高端通用型晶元，國內外技術懸殊。

這些領域由於都是屬於通用型晶元，具有研發投入大，生命周期長，較難在短期聚集起經濟效益，因此在國內公司層面發展較為緩慢，甚至有些領域是停滯的。

總的來看，晶元設計的上市公司，都是在細分領域的國內最強。比如2017 年匯頂 科技 在指紋識別晶元領域超越FPC 成為全球安卓陣營最大指紋IC 提供商，成為國產設計晶元在消費電子細分領域少有的全球第一。士蘭微從集成電路晶元設計業務開始，逐步搭建了晶元製造平台，並已將技術和製造平台延伸至功率器件、功率模塊和MEMS 感測器的封裝領域。但與國際半導體大廠相比，不管是高端晶元設計能力，還是規模、盈利水平等方面仍有非常大的追趕空間。

二、設備

目前，我國半導體設備的現況是低端製程實現國產替代，高端製程有待突破，設備自給率低、需求缺口較大。

關鍵設備技術壁壘高，美日技術領先，CR10 份額接近80%，呈現寡頭壟斷局面。半導體設備處於產業鏈上游，貫穿半導體生產的各個環節。按照工藝流程可以分為四大板塊——晶圓製造設備、測試設備、封裝設備、前端相關設備。其中晶圓製造設備占據了中國市場70%的份額。再具體來說，晶圓製造設備根據製程可以主要分為8 大類，其中光刻機、刻蝕機和 薄膜沉積設備這三大類設備占據大部分的半導體設備市場。同時設備市場高度集中，光刻機、CVD 設備、刻蝕機、PVD 設備的產出均集中於少數歐美日本巨頭企業手上。

中國半導體設備國產化率低，本土半導體設備廠商市佔率僅佔全球份額的1-2%。

關鍵設備在先進製程上仍未實現突破。目前世界集成電路設備研發水平處於12 英寸7nm，生產水平則已經達到12 英寸14nm；而中國設備研發水平還處於12 英寸14nm，生產水平為12 英寸65-28nm，總的來看國產設備在先進製程上與國內先進水平有2-6 年時間差；具體來看65/55/40/28nm 光刻機、40/28nm 的化學機械拋光機國產化率依然為0，28nm化學氣相沉積設備、快速退火設備、國產化率很低。

三、材料

半導體材料發展歷程

▲各代代表性材料主要應用

▲第二、三代半導體材料技術成熟度

細分領域已經實現彎道超車，核心領域仍未實現突破，半導體材料主要分為晶圓製造材料和封裝材料兩大塊。晶圓製造材料中，矽片機硅基材料最高佔比31%，其次依次為光掩模版14%、光刻膠5%及其光刻膠配套試劑7%。封裝材料中，封裝基板佔比最高，為40%，其次依次為引線框架16%，陶瓷基板11%，鍵合線15%。

日美德在全球半導體材料供應上佔主導地位。各細分領域主要玩家有：矽片——Shin-Etsu、Sumco，光刻膠——TOK、Shipley，電子氣體——Air Liquid、Praxair，CMP——DOW、3M，引線架構——住友金屬，鍵合線——田中貴金屬、封裝基板——松下電工，塑封料——住友電木。

（1）靶材、封裝基板、CMP 等，我國技術已經比肩國際先進水平的、實現大批量供貨、可以立刻實現國產化。已經實現國產化的半導體材料典例——靶材。

（2）矽片、電子氣體、掩模板等，技術比肩國際、但仍未大批量供貨的產品。

（3）光刻膠，技術仍未實現突破，仍需要較長時間實現國產替代。

四、製造

晶圓製造環節作為半導體產業鏈中至關重要的工序，製造工藝高低直接影響半導體產業先進程度。過去二十年內國內晶圓製造環節發展較為滯後，未來在國家政策和大基金的支持之下有望進行快速追趕，將有效提振整個半導體行業鏈的技術密度。

半導體製造在半導體產業鏈里具有卡口地位。製造是產業鏈里的核心環節，地位的重要性不言而喻。統計行業里各個環節的價值量，製造環節的價值量最大，同時毛利率也處於行業較高水平，因為Fabless+Foundry+OSAT 的模式成為趨勢，Foundry 在整個產業鏈中的重要程度也逐步提升，可以這么認為，Foundry 是一個卡口，產能的輸出都由製造企業所掌控。

代工業呈現非常明顯的頭部效應 根據IC Insights 的數據顯示，在全球前十大代工廠商中，台積電一家占據了超過一半的市場份額，2017 年前八家市場份額接近90%，同時代工主要集中在東亞地區，美國很少有此類型的公司，這也和產業轉移和產業分工有關。我們認為，中國大陸通過資本投資和人才集聚，是有可能在未來十年實現代工超越的。

「中國製造」要從下游往上游延伸，在技術轉移路線上，半導體製造是「中國製造」尚未攻克的技術堡壘。中國是個「製造大國」，但「中國製造」主要都是整機產品，在最上游的「晶元製造」領域，中國還和國際領先水平有很大差距。

在從下游的製造向「晶元製造」轉移過程中，一定要涌現出一批技術領先的晶圓代工企業。在晶元貿易戰打響之時，美國對我國製造業技術封鎖和打壓首當其沖，我們在努力傳承「兩彈一星」精神，自力更生艱苦創業的同時，如何處理與台灣地區先進企業台積電、聯電之間的關系也會對後續發展產生較大的蝴蝶效應。

五、封測

當前大陸地區半導體產業在封測行業影響力為最強，市場佔有率十分優秀，龍頭企業長電 科技 /通富微電/華天 科技 /晶方 科技 市場規模不斷提升，對比台灣地區公司，大陸封測行業整體增長潛力已不落下風，台灣地區知名IC 設計公司聯發科、聯詠、瑞昱等企業已經將本地封測訂單逐步轉向大陸同業公司。封測行業呈現出台灣地區、美國、大陸地區三足鼎立之態，其中長電 科技 /通富微電/華天 科技 已通過資本並購運作，市場佔有率躋身全球前十（長電 科技 市場規模位列全球第三），先進封裝技術水平和海外龍頭企業基本同步，BGA、WLP、SiP 等先進封裝技術均能順利量產。

封測行業我國大陸企業整體實力不俗，在世界擁有較強競爭力，美國主要的競爭對手為Amkor 公司，在華業務營收佔比約為18%，封測行業美國市場份額一般，前十大封測廠商中，僅有Amkor 公司一家，應該說貿易戰對封測整體行業影響較小，從短中長期而言，Amkor 公司業務取代的可能性較高。

封測行業位於半導體產業鏈末端，其附加價值較低，勞動密集度高，進入技術壁壘較低，封測龍頭日月光每年的研發費用占收入比例約為4%左右，遠低於半導體IC 設計、設備和製造的世界龍頭公司。隨著晶圓代工廠台積電向下游封測行業擴張，也會對傳統封測企業會構成較大的威脅。

2017-2018 年以後，大陸地區封測（OSAT）業者將維持快速成長，目前長電 科技 /通富微電已經能夠提供高階、高毛利產品，未來的3-5 年內，大陸地區的封測企CAGR增長率將持續超越全球同業。

F. 什麼是半導體設備

半導體設備即為利用半導體元件製造的電氣設備。

半導體，指常溫下導電性能介於導版體與絕緣體之間的材料權。半導體在收音機、電視機以及測溫上有著廣泛的應用。如二極體就是採用半導體製作的器件。半導體是指一種導電性可受控制，范圍可從絕緣體至導體之間的材料。

半導體設備有激光打標機，激光噴碼機，包裝機，純水機等等

半導體材料分類半導體材料按化學成分和內部結構，大致可分為以下幾類：

1. 化合物半導體由兩種或兩種以上的元素化合而成的半導體材料。

2. 無定形半導體材料 用作半導體的玻璃是一種非晶體無定形半導體材料，分為氧化物玻璃和非氧化物玻璃兩種。

3. 元素半導體有鍺、硅、硒、硼、碲、銻等。

4. 有機增導體材料已知的有機半導體材料有幾十種，包括萘、蒽、聚丙烯腈、酞菁和一些芳香族化合物等，目前尚未得到應用 。

G. 半導體行業是做什麼的

1、半導體行業主要是做集成電路、消費電子、通信系統、光伏發電、照明應用、大功率電源轉換等領域。如二極體就是採用半導體製作的器件。無論從科技或是經濟發展的角度來看，半導體的重要性都是非常巨大的。
2、今日大部分的電子產品，如計算機、行動電話或是數字錄音機當中的核心單元都和半導體有著極為密切的關聯。常見的半導體材料有硅、鍺、砷化鎵等，而硅更是各種半導體材料中，在商業應用上最具有影響力的一種。半導體公司通常是指藉助頂尖團隊和豐富的模擬射頻、微波、毫米波和光子半導體產品，幫助通信基礎設施公司解決網路容量、信號覆蓋、能源效率和現場可靠性等領域內的復雜挑戰。例如Macom。
MACOM是世界領先通信基礎設施的首選合作夥伴，MACOM是半導體行業的支柱型企業，在60多年的蓬勃發展歷程中，敢於採用大膽的技術手段，為客戶提供真正的競爭優勢並為投資者帶來卓越的價值。
MACOM通過為光學、無線和衛星網路提供突破性半導體技術，來滿足社會對信息，從而實現全面連通且更加安全的世界。如今，MACOM推動著各種基礎設施的建設，讓人們在生活中每時每刻都能方便地溝通、交易、旅行、獲取信息和參與娛樂活動。MACOM技術提高了移動互聯網的速度和覆蓋率，讓光纖網路得以向企業、家庭和數據中心傳輸以往無法想像的巨大通信量。

H. 半導體行業分上下游，怎麼分的呀，具體都做些什麼東西

上游是指對整個矽片(wafer)操作，如設計，製版，離子注入，刻蝕等等，下游則主要是對單個IC操作如引出管腳引線，焊接，封裝等。上游有前後段區分。這屬於半導體基礎知識，隨便搜搜，很多介紹的。

I. 半導體的上，中，下游產業分別指的是什麼

分為EDA軟體工具、通訊產品與技術、IC設計、影音壓縮產品與技術、IC製造、封裝測式、製程設備、零組件、材料、通路商等
要進一步全面完善中國半導體產業鏈建設是在「中國集成電路產業發展戰略研討會暨中國半導體行業協會IC分會年會」中重點討論的一個內容，強調要實現IC設計、製造、測試、半導體材料等各個產業鏈環節的平衡發展。

J. 晶元半導體行業上游設備生產商阿特拉斯財報呈現積極信號

半導體工廠重要的專業設備為真空泵，真空設備在半導體工廠的作用是為工廠形成負壓，保持車間工作環境的高度清潔，是半導體廠房的必須設備。

阿特拉斯.科普柯作為真空泵細分行業領導者和第一品牌。其設備近三分之二（62%）客戶為半導體電子製造商。

當手機、電腦、 汽車 等電子消費品市場火熱時，導致半導體行業的集成電路需求旺盛、供不應求，它們就將通過增加生產線來擴充產能；擴充產能必將向阿特拉斯科普柯采購真空泵設備。可見，真空泵設備是消費電子、集成電路行業的先導指標。

從2021年1月29號，阿特拉斯科普柯公司發布到20年四季度財報看：真空技術業務訂單大幅增長了19%，可見半導體行業需求旺盛。中游的晶元製造業、下游的手機、電腦等消費電子在未來仍將較長時間內處於供不應求的局面，整個相關行業仍將具有不錯表現。

當然，半導體晶元製造業在資本市場的表現最重要的因素依然是政策影響、我國目前大力推動 科技 創新，突破卡脖子的技術,晶元是當前急迫需要攻關的。以上技術分析僅展現供需基本面的因素。 下面是熱門晶元股中芯國際的表現。

國際半導體製造業巨頭英特爾（Intel Corp) 近些年的表現則有些平庸。