全球新建29家晶圆厂中大陆占8家,这一轮扩产为国产半导体设备提供了关键的验证平台。但国产设备并非“全面突破”,而是呈现明显的梯度差异:去胶设备国产化率已超过90%,清洗、刻蚀、热处理设备在20%左右,PVD和CMP设备约10%,而涂胶显影和光刻设备才刚刚实现或预计实现“零的突破”。国产设备正沿着“后段向前段、成熟制程向先进制程”的路径,从边缘工序向核心工艺渗透。

三大历史机遇助推国产设备崛起

国产半导体设备正处在产业转移、政策支持和技术迭代放缓三大机遇叠加的窗口期。产业转移方面,全球半导体产业正经历第三次转移,目的地正是中国大陆——大陆晶圆制造市场份额从2005年的7%提升至2020年的23%,2021至2022年全球计划新建的29家晶圆厂中,大陆地区占据8家。需求端,大陆半导体设备市场规模在2021年达到296亿美元,占全球28.9%,已是全球第一大市场。

政策层面,国家通过集中研发、政府补助及股权投资等多种路径支持半导体产业,大基金二期重点投资设备与材料领域,北方华创、中微公司、盛美上海等头部设备企业的前十大股东中均可见大基金身影。技术层面,制程工艺进入10nm以下后迭代明显放缓,为后来者追赶提供了技术可能性——中微公司的CCP刻蚀机已覆盖至5nm制程并进入台积电供应链。

各细分环节技术壁垒差异显著

半导体设备种类繁多,不同环节的技术壁垒和国产化进度差异巨大,核心设备赛道(光刻、刻蚀、薄膜沉积)市场空间最大,但攻坚难度也最高。

设备类型国产化率主要国内厂家
去胶设备90%以上屹唐股份
清洗设备20%左右盛美股份、北方华创
刻蚀设备20%左右中微公司、北方华创、屹唐股份
热处理设备20%左右屹唐股份、北方华创
PVD设备10%左右北方华创
CMP设备10%左右华海清科
涂胶显影设备零的突破芯源微
光刻设备预计将有零的突破上海微电子

国产化率的高低直接对应成长性的差异:去胶设备已高度国产化,成长空间相对有限;光刻设备尚处从0到1阶段,不确定性较大;而清洗、刻蚀、热处理等处于20%左右区间的环节,既有替代空间又有验证基础,是当前国产替代的主战场。

晶圆厂扩产带来的验证窗口期

大陆晶圆厂对国产设备的接受度正在明显提升。大基金同时投资了设备企业和晶圆厂,在穿针引线下,晶圆厂“基本上能用国产设备的都使用了国产设备”。北方华创的刻蚀机、PVD设备在2020年投入市场后获得下游积极反馈,订单增长迅速。每一座新建晶圆厂都是一次工艺验证的机会,设备只有在产线上反复验证、迭代,才能逐步从成熟制程走向先进制程。

常见问题

国产半导体设备目前最接近国际水平的环节是哪个?

刻蚀设备是当前国产设备中技术突破最突出的环节。中微公司的CCP刻蚀机已覆盖至5nm制程并进入台积电供应链,部分产品已具备与国际一流厂商竞争的实力。相比之下,光刻设备仍处于预计实现“零的突破”的阶段。

为什么国产化率越高的设备反而成长性越弱?

国产替代是国产设备企业最重要的成长逻辑。像去胶设备国产化率已超90%,替代空间基本释放,后续成长主要依赖市场增量;而清洗、刻蚀等国产化率在20%左右的环节,既有明确的替代空间,又有晶圆厂扩产带来的验证机会,成长弹性更大。

设备企业的“出身”为什么决定成长天花板?

半导体设备种类繁多,各环节技术差异大,单一企业很难通过自主研发实现跨领域扩张——国际巨头应用材料也是通过持续外延并购才成为多领域龙头。因此设备企业的初始产品很大程度决定了其成长边界,光刻、刻蚀、薄膜沉积三大核心赛道因市场空间最大,更被长期看好。