6月，國內半導體公司的漲價函再次襲來，包括比亞迪、晶豐明源、必易微、集創北方等在內的多家半導體公司都發布了漲價函。
這樣如此瘋狂漲價的熱浪中，我國在大陸內加大力度投資建立了晶圓廠，所購買的半導體設備就花費了差不多兩百億美元，在全世界的市場排名中位列第一位。可見，我國對于半導體產業的重視程度可見一斑。【更多閱讀】
半導體產業的核心在于制造，制造的核心是工藝，工藝的核心是設備和材料，因此就有“一代設備，一代工藝，一代產品”的說法。
半導體設備即主要應用于半導體制造和封測流程的設備，廣義上也包括生產半導體原材料所需的機器設備，半導體設備是半導體制造的基石，是半導體行業的基礎和核心。
從產業鏈來看，半導體設備的上游主要是單晶硅片制造以及IC設計，下游則主要為IC封測。
根據半導體設備在IC制造中應用的場景不同，一般可以分為氧化爐、涂膠顯影設備、光刻機、刻蝕機、離子注入機、清洗設備、質量/電學檢測設備、CMP設備、CVD設備和PVD設備等。
代表全球電子產品設計與制造供應鏈的行業協會SEMI近日發布報告稱，全球半導體制造設備的銷售額從2019年的598億美元飆升19%，至2020年的712億美元，創下歷史新高。
中國大陸首次成為新半導體設備的最大市場，銷售額增長39%，達到187.2億美元。第二大設備市場中國臺灣的銷售額在2019年出現強勁增長后，在2020年保持平穩，銷售額為171.5億美元。韓國經濟增長61%，達到160.8億美元，保持第三位。日本和歐洲的年度支出也分別增長了21%和16%，這兩個地區都在從2019年的萎縮中復蘇。北美的收入在連續三年增長之后，在2020年下降了20%。
全球知名的半導體設備制造商主要分布在美國、荷蘭、日本等地。
其中，美國的等離子刻蝕設備、離子注入機、薄膜沉積設備、檢測設備、測試設備、表面處理設備等設備的制造技術位于世界前列；荷蘭則是憑借ASML的高端光刻機在全球處于領先地位；在刻蝕設備、晶圓清洗設備、檢測設備、測試設備、氧化設備等方面，日本極具競爭優勢。
美國半導體產業調查公司VLSI（美國加利佛洛尼亞州）公布了2020年半導體設備廠商銷售量排行榜。2020年，市場規模同比增長18%，達到924億美元（約人民幣6035億元），印證了半導體市場即使在新冠疫情影響下，也因數字化進程發展而表現強勁。美國半導體產業調查公司VLSI（美國加利佛洛尼亞州）公布了2020年半導體設備廠商銷售量排行榜。2020年，市場規模同比增長18%，達到924億美元（約人民幣6035億元），印證了半導體市場即使在新冠疫情影響下，也因數字化進程發展而表現強勁。
2020年Applied Materials（AMAT）公司依舊保持首位。除了在2011年敗給ASML公司外，AMAT公司多年來一直保持榜首位置。與2019年相比，除第三、第四名互換、Lam Research公司位置上升之外，Kokusai Electric公司也上升了一位。此外，曾跌出排行榜的韓國SEMES公司銷量大幅增長，取代了2019年第15位的佳能，自2018年以來首次進入TOP15。
在前15位公司中，有7家日本公司上榜，分別是：Tokyo Electron、Advantest、SCREEN、Hitachi Higt-Tech、Kokusai Electric、Nikon、Daifuku。
此外，排名前15位的公司中，只有兩家公司的銷售額同比下降。入選的中國企業是ASM Pacific Technology，排在第十四位。
公開資料顯示，ASM太平洋科技有限公司是一家主要從事半導體及電子行業機械及材料生產業務的香港投資控股公司，于1989年香港上市，目前其54％的股份由ASM International N.V. 所有。總部設在中國香港特別行政區，但是卻同時在中國深圳，新加坡和馬來西亞擁有生產和研發基地。
| 2020 Rank | AOW | COMPANY | 2019 | 2020 | Growth | 2020 Share |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | USA | Applied Materials | 13468 | 16365 | 21.5% | 17.7% |
| 2 | Europe | ASML | 12770 | 15396 | 20.6% | 16.7% |
| 3 | USA | Lam Research | 9549 | 11929 | 24.9% | 12.9% |
| 4 | Japan | Tokyo Electron | 9552 | 11321 | 18.5% | 12.3% |
| 5 | USA | KLA | 4704 | 5443 | 15.7% | 5.9% |
| 6 | Japan | Advantest | 2470 | 2531 | 2.5% | 2.7% |
| 7 | Japan | SCREEN | 2200 | 2331 | 6% | 2.5% |
| 8 | USA | Teradyne | 1553 | 2259 | 45.5% | 2.4% |
| 9 | Japan | Hitachi High-Tech | 1490 | 1717 | 15.2% | 1.9% |
| 10 | Europe | ASM international | 1261 | 1516 | 20.2% | 1.6% |
| 11 | Japan | Kokusai Electric | 1127 | 1455 | 29.1% | 1.6% |
| 12 | Japan | Nikon | 1104 | 1085 | -1.7% | 1.2% |
| 13 | Korea | SEMES | 489 | 1056 | 116% | 1.1% |
| 14 | Row | ASM Pacific Technology | 894 | 1027 | 14.9% | 1.1% |
| 15 | Japan | Daifuku | 1107 | 940 | -15.1% | 1% |
| Others | 14294 | 16034 | 12.2% | 17.4% | ||
| TOTAL | 78032 | 92405 | 18.4% | 100% |
source：VLSI Research
從產品細分結構來看，目前供應的半導體設備主要為晶圓加工設備，其占市面上半導體設備的比重約為80%；
在這些晶圓加工設備中，以光刻機、刻蝕機和薄膜沉積設備為主，這三類半導體設備分別約占市面上半導體設備的24%、20%和20%。
硅片制造設備
硅片是半導體、光伏電池生產的主要原材料，90%以上的集成電路都是制作在高純、優質的硅片上的。
1、半導體硅片的制造難度大于光伏硅片。半導體硅片純度要求達到99.99999999999%，即11個9以上，而普通太陽能級多晶硅材料純度通常在5-8個9左右。
2、硅片直徑越大制造難度越大。硅片制備工藝流程包括：單晶生長→截斷→外徑滾磨(定位槽或參考面處理)→切片→倒角→表面磨削→(刻蝕)→邊緣拋光→雙面拋光→單面拋光→最終清洗→(外延/退火)→包裝等。
硅片制造過程中涉及到單晶爐、滾磨機、切片機、倒角機、研磨設備、CMP拋光設備、清洗設備、檢測設備等多種生產設備。其中單晶爐、拋光機、測試設備是主要設備，分別約占硅片廠設備投資的25%、25%、20%。日本在硅片制備設備產業中占有相對優勢，其產品覆蓋了硅片制造的全套設備。
晶圓制造設備——光刻機
在集成電路制造工藝中，光刻是決定集成電路集成度的核心工序，該工序的作用是將電路圖形信息從掩模版上保真傳輸、轉印到半導體材料襯底上。光刻工藝的基本原理是，利用涂敷在襯底表面的光刻膠的光化學反應作用，記錄掩模版上的電路圖形，從而實現將集成電路圖形從設計轉印到襯底的目的。
光刻機分為無掩模光刻機和有掩模光刻機兩大類。無掩模光刻機又稱直寫光刻機，按照所采用的輻射源的不同可分為電子束直寫光刻機、離子束直寫光刻機、激光直寫光刻機，分別用于不同的特定應用領域。
例如，電子束直寫光刻機主要用于高分辨率掩模版、集成電路原型驗證芯片的制造，以及特種器件的小批量制造；激光直寫光刻機主要用于特定的小批量芯片的制造。 有掩模光刻機又分為接觸/接近式光刻機和投影式光刻機。接觸式光刻出現于20世紀60年代，是小規模集成電路（SSI）時代的主要光刻手段，主要用于生產制程在5μm以上的集成電路。
接近式光刻機于20世紀70年代在小規模集成電路與中規模集成電路（MSI）時代早期被廣泛應用，主要用于生產制程在3μm以上的集成電路。目前接觸接近式光刻機的國外生產商主要有德國的蘇斯公司、奧地利EVG公司，國內生產商主要有中電科45所、中科院光電技術研究所等
投影光刻機自20世紀70年代中后期開始替代接觸接近式光刻機，是先進集成電路大批量制造中的唯一光刻形式。早期的投影光刻機的掩模版與襯底圖形尺寸比例為1:1，通過掃描方式完成整個襯底的曝光過程。隨著集成電路特征尺寸的不斷縮小和襯底尺寸的增大，縮小倍率的步進重復光刻機問世，替代了圖形比例為1:1的掃描光刻方式。
當集成電路圖形特征尺寸小于0.25μm時，由于集成電路集成度的進一步提高，芯片面積更大，要求一次曝光的面積增大，促使更為先進的步進掃描光刻機問世。在0.18μm工藝節點后，高端光刻機廠商基本采用步進掃描技術，并一直沿用至今。
步進掃描投影光刻機的主要生產廠商包括ASML(荷蘭)、尼康(日本)、佳能(日本)和SMEE (中國)。ASML于2001年推出了TWINSCAN系列步進掃描光刻機，采用雙工件臺系統架構，可以有效提高設備產出率，已成為應用最為廣泛的高端光刻機。
ASML在光刻機領域一騎絕塵，一家獨占全球70%以上的市場份額。國內廠商上海微電子 (SMEE)研制的90nm高端步進掃描投影光刻機已完成整機集成測試，并在客戶生產線上進行了工藝試驗。
晶圓制造設備——刻蝕機
刻蝕是使用化學或者物理方法有選擇地從硅片表面去除不需要材料的過程。通常的晶圓加工流程中，刻蝕工藝位于光刻工藝之后，有圖形的光刻膠層在刻蝕中不會受到腐蝕源的顯著侵蝕，從而完成圖形轉移的工藝步驟。刻蝕分為濕法刻蝕和干法刻蝕兩種。早期普遍采用的是濕法刻蝕，但由于其在線寬控制及刻蝕方向性等多方面的局限，3μm之后的工藝大多采用干法刻蝕，濕法刻蝕僅用于某些特殊材料層的去除和殘留物的清洗。
干法刻蝕也稱等離子刻蝕。干法刻蝕是指使用氣態的化學刻蝕劑（Etchant）與圓片上的材料發生反應，以刻蝕掉需去除的部分材料并形成可揮發性的反應生成物，然后將其抽離反應腔的過程。刻蝕劑通常直接或間接地產生于刻蝕氣體的等離子體，所以干法刻蝕也稱等離子體刻蝕。
等離子體刻蝕機可以根據等離子體產生和控制技術的不同而大致分為兩大類，即電容耦合等離子體（capacitivelycoupled plasma，CCP）刻蝕機和電感耦合等離子體（Inductively coupled plasma，ICP）刻蝕機。
在集成電路生產線上，等離子體刻蝕設備通常按照被刻蝕材料的種類分為硅刻蝕設備、金屬刻蝕設備和電介質刻蝕設備三大類。
CCP刻蝕機主要用于電介質材料的刻蝕工藝，如邏輯芯片工藝前段的柵側墻和硬掩模刻蝕，中段的接觸孔刻蝕，后段的鑲嵌式和鋁墊刻蝕等，以及在3D閃存芯片工藝(以氮化硅/氧化硅結構為例)中的深槽、深孔和連線接觸孔的刻蝕等。
ICP刻蝕機主要用于硅刻蝕和金屬刻蝕，包括對硅淺溝槽(STI)、鍺(Ge)、多晶硅柵結構、金屬柵結構、應變硅(Strained-Si)、金屬導線、金屬焊墊(Pad)、鑲嵌式刻蝕金屬硬掩模和多重成像(Multiple Patteming)技術中的多道工序的刻蝕等。另外，隨著三維集成電路(3D IC)、CMOS圖像傳感器(CIS)和微機電系統（MEMS)的興起，以及硅通孔(TSV)、大尺寸斜孔槽和不同形貌的深硅刻蝕應用的快速增加，多個廠商推出了專為這些應用而開發的刻蝕設備。
隨著工藝要求的專門化、精細化，刻蝕設備的多樣化，以及新型材料的應用，上述分類方法已變得越來越模糊。除了集成電路制造領域，等離子體刻蝕還被廣泛用于LED、MEMS及光通信等領域。隨著芯片集成度的不斷提高，生產工藝越來越復雜，刻蝕在整個生產流程中的比重也呈上升趨勢。因此，刻蝕機支出在生產線設備總支出中的比重也在增加。
國際巨頭泛林集團、東京電子、應用材料均實現了硅刻蝕、介質刻蝕、金屬刻蝕的全覆蓋，占據了全球干法刻蝕機市場的80%以上份額。國內廠商中微半導體在介質刻蝕領域較強，其產品已在包括臺積電、海力士、中芯國際等芯片生產商的20多條生產線上實現了量產；
晶圓制造設備——薄膜生長設備
采用物理或化學方法是物質（原材料）附著于襯底材料表面的過程即為薄膜生長。薄膜生長廣泛用于集成電路、先進封裝、發光二極管、MEMS、功率器件、平板顯示等領域。
PVD領域，AMAT一家獨大，約占全球市場份額的80%以上；CVD領域，AMAT、LAM、TEL三家約占全球市場份額的70%以上。
國內設備廠商中北方華創薄膜設備產品種類最多，目前其28nm 硬掩膜PVD已實現銷售，銅互連PVD、14nm 硬掩膜PVD、Al PVD、LPCVD、ALD設備已進入產線驗證。中微半導體的MOCVD在國內已實現國產替代。沈陽拓荊的65nm PECVD已實現銷售。
晶圓制造設備——擴散及離子注入設備
在集成電路制造過程中，摻雜主要有擴散和離子注入兩種工藝，擴散屬于高溫工藝，而離子注入工藝屬于低溫工藝。
擴散工藝是向硅材料中引人雜質的一種傳統方法，控制圓片襯底中主要載流子的類型、濃度和分布區域，進而控制襯底的導電性和導電類型。擴散工藝設備簡單，擴散速率快，摻雜濃度高，但擴散溫度高，擴散濃度分布控制困難，難以實現選擇性擴散。
離子注入工藝是指使具有一定能量的帶電粒子(離子)高速轟擊硅襯底并將其注入硅襯底的過程。離子注入能夠在較低的溫度下，可選擇的雜質種類多，摻雜劑量控制準確，可以向淺表層引人雜質，但設備昂貴，大劑量摻雜耗時較長，存在隧道效應和注人損傷。
離子注入機是集成電路裝備中較為復雜的設備之，根據注入離子的能量和劑量的不同，離子注入機大體分為低能大束流離子注入機、中束流離子注入機和高能離子注入機3種類型。其中，低能大束流離子注入機是目前占有率最高的注入機，適用于大劑量及淺結注入，如源漏極擴展區注入、源漏極注入、柵極摻雜以及預非晶化注入等多種工藝。中束流離子注入機可應用于半導體制造中的溝道、阱和源漏極等多種工藝。高能離子注入機在邏輯、存儲、成像器件、功率器件等領域應用廣泛。
離子注入設備廠商主要有美國的AMAT、Axcelis等。國內生產線上使用的離子注入機多數依賴進口，國內北京中科信、中電科48所、上海凱世通等也能提供少量產品。其中，中科信公司已具備不同種類（低能大束流、中束流和高能）離子注入機上線機型的量產能力。
晶圓制造設備——濕法設備
濕法工藝是指在集成電路制造過程中需要使用化學藥液的工藝，主要有濕法清洗、化學機械拋光和電鍍三大類。
濕法清洗是指針對不同的工藝需求，采用特定的化學藥液和去離子水，對圓片表面進行無損傷清洗，以去除集成電路制造過程中的顆粒、自然氧化層、有機物、金屬污染、犧牲層、拋光殘留物等物質。
濕法清洗機主要分為槽式清洗機和單圓片清洗機。槽式清洗技術是由美國無線電公司(RCA)于1970年提出的，它是通過多個化學槽體、去離子水槽體和干燥槽體的配合使用，完成圓片清洗工藝。
槽式圓片清洗機主要廠商有日本的迪恩士(SCREEN)、東京電子(Tokyo Electron)和JET，三家約占全球75%以上的市場份額。韓國的SEMES和KCTECH主要供給韓國市場。
單圓片清洗設機主要廠商有日本的迪恩士、東京電子和美國泛林集團提供，三家約占全球70%以上的市場份額。
在國內的單圓片濕法設備廠商中，盛美半導體獨家開發的空間交變相位移(SAPS)兆聲波清洗設備和時序氣穴振蕩控制(TEBO)兆聲波清洗設備已經成功進入韓國及中國的集成電路生產線并用于大規模生產。北方華創的清洗機也成功進入中芯國際生產線。
化學機械拋光（CMP）是指圓片表面材料與研磨液發生化學反應時，在研磨頭下壓力的作用下進行拋光，使圓片表面平坦化的過程。
CMP設備主要生產商有美國AMAT和日本Ebara，其中AMAT約占CMP設備市場60%的份額，Ebara約占20%的份額。國內CMP設備的主要研發單位有天津華海清科和中電科45所，其中華海清科的拋光機已在中芯國際生產線上試用。
電鍍是指在集成電路制造過程中，用于加工芯片之間互連金屬線所采用的電化學金屬沉積。隨著集成電路制造工藝的不斷發展，目前電鍍已經不限于銅線的沉積，還涉及錫、錫銀合金、鎳等金屬的沉+積，但金屬銅的沉積仍是其中最主要的部分。
電鍍設備主要的生產商包括Lam Research、AMAT以及TEL。其中，Lam Research在前道的鑲嵌式技術電鍍銅設備中占據90%以上的市場份額，日本的東京電子在先進封裝領域約占據50%市場。盛美半導體設備已經掌握了電鍍機的核心專利技術，包括多圓環陽極技術和兆聲波輔助電鍍技術等， 自主開發了Utra ECP系列電鍍機。
晶圓制造設備——工藝檢測設備
工藝檢測設備是應用于工藝過程中的測量類設備和缺陷(含顆粒)檢查類設備的統稱。隨著芯片結構的不斷細微化和工藝的不斷復雜化，工藝檢測設備在先進的前段生產線中起著越來越重要的作用。目前工藝檢測設備投資占整個前端工藝設備總投資的10%~15%。
工藝檢測設備的供應商主要有科磊半導體、應用材料、日立高新等，國內廠商主要有上海睿勵科學儀器和深圳中科飛測科技。
封裝測試設備
封裝和組裝可分為四級，即芯片級封裝(0級封裝)、元器件級封裝(1級封裝)、板卡級組裝(2級封裝)和整機組裝(3級封裝)。
為加快集中檢測電學參數的速度，降低集成電路的測試成本，半導體產業界開發了相關的自動測試設備(ATE)。利用計算機控制， ATE能夠完成對集成電路的自動測試。
近年來，測試設備商經過不斷整合，形成了以日本愛德萬測試(ADVANTEST)和美國泰瑞達(TERADYNE)兩大公司，其產品約占全球半導體企業測試設備市場份額的80%以上。國內測試設備廠商有長川科技、華峰測控、廣立微等。
每大類設備市場中，最終都形成了寡頭競爭的格局，前三名廠商占據了絕大部分的市場份額，呈現強者恒強大者恒大的特點。
從政策環境上來看，我國對于半導體設備行業較為重視。其主要表現在對于整個IC產業鏈企業的政策優待以及對于半導體設備行業的相關規劃與推動。
其中較為突出的是《極大規模集成電路制造裝備及成套工藝》項目(02專項)，其以專項的形式組織了一批國內半導體設備公司進行了一系列重點工藝和技術的攻關，有效促進了我國半導體設備行業的發展，使得我國半導體設備行業涌現出了一批擁有國際競爭力的龍頭企業。
| 政策 | 解讀 |
|---|---|
| 《中國制造2025》 | 著力提升集成電路設計水平，學握高密度封裝及三維(3D)微組裝技術。提升封裝、測試產業的自主發展能力，形成關健制造設備的供貸能力。 |
| 《我國集成電路產業“十三五”發展規劃建議》 | 到2020年，集成電路產業與國際先進水平的差距逐步縮小，全行業銷售收入年復合增長率為20%，達到9300億元; 16/14nm 制造工藝實現規模量產，封裝測試技術進人全球第-梯隊。關鍵裝備和材料進人國際采購體系，基本建成技術先進、安全可靠的集成電路產業體系。 |
| 《國家高新技術產業開發區“十三五”規劃》 | 優化產 業結構，推進集成電路及專用裝備關鍵核心技術突破和應用。 |
| 《“十三五”國家科技創新規劃》 | 攻克14nm刻蝕設備、薄膜設備、摻雜設備等高端制造裝備及零部件， 突破28nm浸沒式光刻機及核心部件，研發14nm邏輯與存儲芯片成套工藝及相應系統封測技術，形成28-14nm裝備、材料、工藝、封測等較完整的產業鏈。 |
| 《極大規模集成電路制造裝備及成套工藝》項目(02專項) | 構建光刻設備和封測等產業技術創新聯盟，集合產業鏈上制造工藝、裝備、相關零部件和材料等上下游企業、相關研究機構和高等院校達200多家單位共同開展產學研用協同攻關，引導地方和社會的產業投資跟進，扶植專項支持的企業做大做強，推動成果產業化，形成產業規模，提高整體產業實力。 |
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北方華創
階段性進展
“45- -32mm LPCVD設備產業化”項目、“14nm立體柵等離子體刻蝕機研發及產業化”項目、"28-14nm 原于層沉積系統( ALD)產品研發及產業化”項目、14-7m CuBS多工藝腔室集成裝備研發及產業化”項目等4個項目有序開展。
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上海徽電子
階段性進展
02專項“浸沒光刻機關鍵技術預研項目”通過國家驗收；“90mm 光刻機樣機研制”任務通過了02專項專家組現場測試。
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晶方科技
階段性進展
建立了全球首條基于國產關鍵設備與材料的12英寸晶圈級硅通孔封裝量產線，項目設備國產化率約80%，真正推動了國產設備及材料的全面產業化應用。
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北方微電子
階段性進展
65m硅刻蝕機已經完成中芯國際生產線的全部工藝考核和認證，各項技術參數均達到國際主流設備水平，65nm- 45nm銅PVD (物理氣相沉積)設備也依照項目計劃節點進行工藝測試。
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中微半導體
階段性進展
開發出12英寸能加工65納米到40納米的等離子體刻蝕設備；介質刻蝕設備已被10家亞湘芯片廠商的生產線接受，已經在5條生產線上生產出150多萬片合格的芯片。