刻蚀、薄膜沉积、光刻三大设备合计占晶圆制造设备市场约八成，其中刻蚀占比30%、薄膜沉积占比25%、光刻占比23%（来源：SEMI）。 这三类设备分别对应晶圆制造中“雕刻电路图形、堆叠材料薄膜、曝光转移图形”的核心工序，在产业链上形成“光刻定义图形—刻蚀去除材料—薄膜沉积生长材料”的循环协作关系，并共同依赖上游材料供应与下游晶圆厂的验证导入。

三大工序的分工逻辑

在晶圆前道制造流程中，三大设备各自承担不可替代的工序角色：

  • 光刻设备（占比23%）：负责将设计好的电路图形通过曝光方式转移到晶圆表面的光刻胶上，是整个制造流程中图形定义的起点。其工序精度直接决定芯片的制程水平。
  • 刻蚀设备（占比30%）：在光刻完成图形定义后，刻蚀设备利用等离子体或化学方式，将未被光刻胶保护的材料层精确去除，从而在晶圆上“雕刻”出实际的电路结构。刻蚀的均匀性和选择性直接影响芯片性能。
  • 薄膜沉积设备（占比25%）：负责在晶圆表面生长或沉积各类导电、绝缘或半导体薄膜材料，为后续的光刻和刻蚀工序提供材料基础。薄膜的厚度与致密度决定了器件的电学特性。

三者在实际制造中交替进行：先沉积薄膜、再涂胶光刻、后刻蚀成形，每完成一层结构便重复这一循环，最终形成数十层立体的芯片电路。

产业链的上下游协作生态

从产业链视角看，三大设备环节的协同不仅体现在工序衔接上，还体现在以下两个层面：

上游材料配套：光刻工序依赖光刻胶等感光材料，刻蚀工序需要特定工艺气体，薄膜沉积则依赖靶材与前驱体材料。设备与材料的匹配验证是晶圆厂导入新设备时的关键环节，设备厂商通常需要与材料供应商联合调试，才能达到工艺要求。

下游晶圆厂验证：设备的价值最终要通过晶圆厂的量产验证来实现。国内晶圆厂在产业转移与政策支持下，对国产设备的接受度已明显提升，这为刻蚀、薄膜沉积等国产设备提供了宝贵的导入机会。例如，国内刻蚀设备的国产化率约在20%左右，主要参与者包括中微公司、北方华创等；薄膜沉积领域的PVD设备国产化率约在10%左右，北方华创为主要厂商。

常见问题

三大设备中哪个环节的国产化难度最大？

光刻设备的国产化难度相对最高。根据行业数据，国内光刻设备国产化率目前仍处于“预计将有零的突破”阶段，主要参与者为上海微电子；相比之下，刻蚀设备国产化率已达20%左右，薄膜沉积中的PVD设备约在10%左右，国产替代进程相对靠前。

为什么刻蚀设备的市场占比最高？

刻蚀设备以30%的占比位居三大设备之首，这与其在先进制程中的使用频次有关。随着制程节点不断微缩，芯片结构日趋复杂，刻蚀工序需要在更多层次上反复进行，且对精度要求持续提升，因此刻蚀设备在晶圆制造设备总投资中的份额相对更高。

三大设备企业能否相互跨界发展？

难度较大。设备企业通常很难通过自主研发实现跨设备类别的扩张，国际巨头也多是通过外延并购才成长为多领域龙头。因此，设备企业的初始产品方向很大程度上决定了其成长天花板，这也是刻蚀、薄膜沉积、光刻三大核心赛道被长期看好的原因之一。