国产半导体前道设备及第三代半导体（SiC）设备调研分析报告
国产半导体前道设备
热处理设备
- 市场规模：2022年全球市场规模约30亿美元，预计2023年增长5%至31.5亿美元；2023年中国市场规模约90亿元，预计2028年超过200亿元。
- 设备分类：按形态分为卧式炉、立式炉和快速热处理炉（RTP），其中立式炉使用最广泛。
- 国产替代进展：北方华创在立式炉领域实现全面覆盖，屹唐半导体去胶和快速退火产品市占率稳居全球第二。
- 未来趋势：激光热处理技术因其高精度和高准确度成为先进制程的重要解决方案，市场主要应用于功率器件和IC前道制造领域。
薄膜沉积设备
- 市场空间：预计2025年全球市场规模达到340亿美元，中国大陆市场达136亿美元，2021-2025年CAGR分别为16%和25%。
- 设备分类：按原理分为PVD、CVD和ALD设备，其中PECVD占比最高。
- 国产厂商：拓荆科技、北方华创、微导纳米等在薄膜沉积领域有所布局，产品和技术实力日渐上升。
- 未来趋势：随着制程节点演进，ALD设备需求将逐步增加，但国内厂商在气体脉冲控制、反应副产物处理、原子层厚度测量等方面仍有不足。
CMP设备
- 市场规模：2022年全球市场规模为27.78亿美元，预计2024-2025年中国大陆市场增量约为141.2亿元。
- 设备分类：按应用端需求分为8英寸、12英寸和6/8英寸兼容CMP设备。
- 国产替代进展：华海清科和北京晶亦精微等厂商取得不错的突破，但在高端市场仍存在差距。
- 国产设备“痛点”：抛光垫与研磨液产业不成熟、精度控制不足、工艺窗口狭窄、高端市场的技术壁垒与高端需求不匹配。
- 未来趋势：CMP设备将向抛光头分区精细化、工艺控制智能化、清洗单元多能量组合化、预防性维护精益化方向发展。
涂胶显影设备
- 市场规模：2022年全球市场规模约为37.89亿美元，预计2024年中国市场规模将增至15.3亿元。
- 设备分类：按功能和操作方式分为涂胶机、喷胶机、显影机等；按生产模式分为Offline设备和Inline设备；按应用工艺环节分为前道和后道设备。
- 国产化进展：芯源微和盛美上海等厂商在后道先进封装、LED、小尺寸等领域已实现成熟，在前道晶圆加工环节持续向更高工艺等级迭代。
- 未来趋势：紧随光刻机发展路线，设备将向更高产能、更高套刻精度方向发展。
光刻设备
- 市场规模：预计2030年全球市场规模将达到182.1亿美元，2023-2030年复合年增长率预计为6.4%。
- 竞争格局：ASML垄断高端光刻机市场，2023年销售量排名第一，为449台。
- 设备分类：按光源分为UV、DUV和EUV光刻机。
- 国产进展：上海微电子等厂商在高端市场仍有待进一步突破。
- 国产光刻机的“痛点”：EUV光源缺乏、深紫外光源稳定性不足、光学系统精度控制不足、工件台与掩模台系统精度控制不足、对准与调焦系统精度控制不足、产业链与生态系统不完善。
- 未来技术趋势：光刻机将朝着提高最小分辨率的方向不断演进，HyperNAEUV光刻机将显著提高分辨率，使得0.2纳米的制程工艺成为可能。
刻蚀设备
- 市场规模：2024年全球市场规模预计为238.0亿美元，到2029年预计将增长到343.2亿美元。
- 竞争格局：全球市场由泛林、应用材料和TEL等垄断，中国市场中微公司和北方华创等企业脱颖而出。
- 设备分类：按工艺分类可分为湿法刻蚀和干法刻蚀，其中干法刻蚀是主流。
- 国产替代空间：刻蚀设备在集成电路装备市场中的地位愈加重要，国产设备具有广阔的进口替代空间。
- 国产干法刻蚀设备的“痛点”：核心技术与专利壁垒、工艺稳定性和精度不足、设备的可靠性与寿命不足。
- 未来趋势：原子层刻蚀（ALE）技术将成为技术升级趋势，能够精确控制刻蚀深度，成为技术升级趋势。
去胶设备
- 市场规模：2022年全球市场规模为7亿美元左右，预计2023年增长7.41%。
- 国产化水平：去胶设备国产化水平超60%，屹唐半导体、芯源微等厂商已实现较高比例国产设备采用。
- 设备分类：按原理分为干法去胶和湿法去胶，其中干法去胶是主流工艺。
- 市场格局：全球干法去胶设备领域呈现多寡头竞争的发展趋势，主要参与者包括屹唐半导体、比思科、日立高新、泛林、泰仕半导体等。
- 未来趋势：干法去胶技术的重要性愈发显著，其技术要求也随之不断提高，涵盖图形化薄膜的完全清除、对底层材料的高选择性、底层表面的精细处理与保护，以及对晶圆颗粒污染的严格把控等方面。
离子注入设备
- 市场规模：2022年市场规模为66亿元，预计2023年增至74亿元，增速高于全球平均值。
- 竞争格局：全球市场主要由应用材料（AMAT）和亚舍立（Acelis）主导，中国市场中科飞测、凯世通等企业取得进展。
- 设备分类：按离子能量和注入剂量的不同，分为低能大束流、中低束流和高能离子注入机。
- 应用场景：主要用于集成电路、光伏、AMOLED等领域。
- 国产设备“痛点”：角度控制、剂量控制、能量控制等技术壁垒较高。
- 未来趋势：技术不断优化与提升、新材料和新工艺的探索、注重环保和可持续发展。
清洗设备
- 市场规模：全球市场规模约占设备投资比重5%-10%。
- 国产化水平：国产化率达20%左右，部分企业的产品设备已经进入到国外主要半导体制造企业的供应链体系中。
- 设备分类：按清洗介质的不同，分为湿法清洗和干法清洗，其中湿法清洗是主流。
- 未来趋势：技术节点更先进、功能多样化、体积小、效率高能耗低，设备集成多个清洗模块与功能成为主流。
量测与检测设备
- 市场规模：预计2030年市场将达24亿美元。
- 竞争格局：全球市场主要由KLA、应用材料、日立等主导，国内主要供应商包括上海精测、中科飞测、上海睿励等。
- 设备分类：包括检测和量测设备，主要技术涉及光学检测技术、电子束检测技术和X光量测技术。
- 国产设备“痛点”：产品类型覆盖度不足、工艺节点覆盖度不足。
- 未来趋势：光学检测技术分辨率提高、人工智能与大数据检测重要性凸显、设备检测速度和吞吐量的提升、关注可持续性和能源效率。
国产半导体设备厂商排行榜
- 根据综合实力指数与增长潜力指数加权得出排名，北方华创排名第一，拓荆科技增长潜力指数领衔。
第三代半导体（SiC）设备
SiC长晶设备
- 国内主要的碳化硅长晶炉厂商主要分为专业晶体生长设备供应商和碳化硅衬底厂商。
- 国产厂商：北方华创、晶升股份、连城数控、恒普技术、优晶科技、天科合达、科友半导体等。
SiC切割设备
- 主要切割方案：砂浆线切割、金刚线切割以及激光切割技术。
- 国产厂商：宇晶股份、江苏天晶、高测股份、弘元绿能、力凯科技、大族半导体、德龙激光等。
SiC研磨设备
- 研磨方式：单面研磨和双面研磨。
- 国产厂商：迈为股份、北京中电科、宇环数控、宇晶股份、特思迪、苏州郝瑞特、晶盛机电、上海致领等。
SiC抛光设备
- 抛光工艺：粗抛和精抛，其中CMP是精抛中应用最为广泛的抛光技术。
- 国产厂商：晶亦精微、众硅科技、苏州郝瑞特、上海致领、晶盛机电等。
SiC离子注入设备
- 国产厂商：烁科中科信、凯世通、思锐智能、季华恒一等。
SiC退火设备
- 国产厂商：屹唐半导体、拉普拉斯、莱普科技、大族半导体、华卓精科、量伙半导体、德龙激光等。
SiC清洗设备
- 国产厂商：盛美上海、至纯科技、北方华创、南轩、江苏晶工、华林嘉业、创微微电子等。
SiC外延设备
- 国产厂商：中电48所、北方华创、晶盛机电、纳设智能、芯三代、楚赟科技、韫茂科技等。
结语与展望
- 2024年中国大陆芯片产业、晶圆代工市场需求整体回暖，半导体设备预计实现增长。
- 中国大陆是全球最大的半导体设备市场，进口替代需求推动国产设备发展。
- 国产半导体设备厂商迎来新一轮的发展机遇，受益于AI发展带来的制程升级和产能扩张，以及半导体装备国产化替代的长远需求。
