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一、國內(nèi)設備企業(yè)平均自制率僅為16%

2011-2016年，國內(nèi)設備企業(yè)平均自制率僅為16%，國產(chǎn)設備自制率還有較大提升空間。我國計劃到“十三五”末期，國產(chǎn)集成電路設備在國內(nèi)芯片制造廠的替代率至少達到30%，全球半導體產(chǎn)能大轉移為國內(nèi)集成電路設備企業(yè)帶來重要歷史機遇。

圖表1：2011-2016年我國半導體設備平均自制率情況統(tǒng)計

資料來源：SEMI、中國電子專用設備工業(yè)協(xié)會、韋伯咨詢整理

2018年我國半導體設備十強單位完成銷售收入94.97億元，同比增長24.6%。目前，我國半導體設備大的公司收入與海外巨頭差別較大。國內(nèi)半導體設備公司有望把握國內(nèi)晶圓廠投資高峰，迎來重要的發(fā)展時機，在各個細分領域不斷迎頭追趕。

圖表2：2017年我國半導體設備排名前五的企業(yè)名單

資料來源：SEMI、中國電子專用設備工業(yè)協(xié)會、韋伯咨詢整理

一、氧化/擴散爐(高溫爐)

芯片的制造流程中，硅片表面通過氧化的方式生長一層氧化層，通過在氧化層上刻印圖形和刻蝕，達到對硅襯底進行擴散摻雜，激活硅片的半導體屬性，從而形成有效的PN結。

用于熱退火等熱工藝的高溫爐分為三類：臥式爐、立式爐、快速熱處理(RTP)。

高溫爐市場主要被外資品牌占據(jù)，如應用材料、日本日立、東京電子等企業(yè)，CR3市場份額超過90%。內(nèi)資品牌中，北方華創(chuàng)12英寸立式氧化爐實現(xiàn)產(chǎn)線應用。屹唐半導體2016年收購了美國公司Mattson，該公司在RTP設備具有領先優(yōu)勢。

圖表3：高溫爐市場中外主要企業(yè)名單

資料來源：公司官網(wǎng)、韋伯咨詢

二、光刻設備

光刻的本質是把電路結構圖復制到硅片上的光刻膠上，方便之后進行刻蝕和離子注入。從集成電路誕生之初，光刻就被認為是集成電路制造工藝發(fā)展的驅動力。

全球光刻機市場主要由荷蘭的阿斯麥(ASML)、日本尼康和佳能三家把持，其中ASML更是全球絕對龍頭，市占率超過67%，幾乎壟斷了高端光刻機（EUV）市場。日本尼康和佳能產(chǎn)品主要為中低端機型。

國產(chǎn)光刻機領域中，上海微電子(SMEE)一枝獨秀。2018年3月，上海微電子承擔的“02專項”的“90nm光刻機樣機研制”順利通過驗收，成為國產(chǎn)光刻機的優(yōu)秀代表。

圖表4：2011-2017年ASML光刻機出貨量遙遙領先（臺）

資料來源：ASML、公司官網(wǎng)、韋伯咨詢整理

三、涂膠顯影設備

涂膠顯影設備是光刻工序中與光刻機配套使用的涂膠、烘烤及顯影設備，包括涂膠機、噴膠機和顯影機。該設備不僅直接影響光刻工序細微曝光圖案的形成，對后續(xù)蝕刻和離子注入等工藝中圖形轉移的結果也有著深刻的影響。

全球涂膠顯影設備龍頭為東京電子、日本迪恩士和德國蘇斯微。

國內(nèi)有競爭力的公司為沈陽芯源微，公司客戶包括臺積電、長電科技、華天科技等國內(nèi)知名公司，同時正在長江存儲、上海華力等前道芯片制造廠商進行驗證。

圖表5：涂膠顯影設備中外企業(yè)市場格局

資料來源：芯原微電子年報、韋伯咨詢整理

四、刻蝕設備

刻蝕指將硅片上未被光刻膠掩蔽的部分通過選擇性去掉，從而將預先定義的圖形轉移到硅片的材料層上的步驟。

刻蝕設備分為三類，介質刻蝕機、硅刻蝕機、金屬刻蝕機，三者占比為48%、47%、5%，介質刻蝕機和硅刻蝕機是市場上主流的刻蝕設備。

全球刻蝕設備行業(yè)前三名分別為拉姆研究、東京電子、應用材料，CR3超過90%。

國內(nèi)企業(yè)中，中微公司的介質刻蝕領機全球領先，已經(jīng)進入臺積電新工藝產(chǎn)線。北方華創(chuàng)的硅刻蝕機和金屬刻蝕機在國內(nèi)領先。

圖表6：刻蝕設備中外資企業(yè)品牌

資料來源：拉姆研究、Factor&Equilibrium、平安證券

五、離子注入設備

一般而言，本征硅(即原始不含雜質的硅單晶)導電性能很差，只有當硅中加入少量雜質，使其結構和電導率發(fā)生改變時，硅才成為真正有用的半導體。這個過程被稱為摻雜，離子注入是主要的摻雜方法。

全球離子注入機龍頭為美國應用材料和Axcelis公司，兩家合計占據(jù)全球近90%的市場份額。

國內(nèi)企業(yè)中，只有凱世通和中科信具備集成電路離子注入機的研發(fā)和生產(chǎn)能力。目前凱世通離子注入機廣泛運用于太陽能電池、AMOLED等領域，屬于國內(nèi)領先，集成電路離子注入機目前正處于驗證階段。

圖表7：離子注入設備內(nèi)外資品牌格局

資料來源：公司官網(wǎng)、韋伯咨詢整理

六、薄膜沉積設備

1、PVD設備

物理氣相沉積(PVD)沉積金屬屬于集成電路工藝的金屬化環(huán)節(jié)，金屬化是芯片制造過程中在絕緣介質薄膜上沉積金屬薄膜以及隨后刻印圖形以便形成互連金屬線和接觸孔或通孔連接。物理氣相沉積(PVD)常用的方法是蒸發(fā)和濺射。

目前全球PVD市場高度壟斷，應用材料一家獨大，占據(jù)全球超過85%的市場份額。