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嗨，我是阿诚，这是我的第157篇文章，今天我们聊聊半导体设备。
芯片是现代工业的粮食，而半导体设备则是生产这种粮食的“农具”。没有先进的设备，就造不出先进的芯片。一代设备，一代工艺，一代产品。半导体行业的发展源于设备的更新迭代，它是这个高技术产业的真正基石。
目前，中国半导体设备国产化率整体呈现“部分突破、整体追赶”的格局。在刻蚀、清洗、CMP等设备上已接近国际水平，而光刻机、离子注入机、量检测设备等高端领域仍面临严峻的“卡脖子”挑战。
01 光刻机：卡脖子之最
光刻机是半导体制造中最核心、最关键的设备，直接决定芯片的制程和性能。一台高端光刻机包含超过10万个精密零部件，全球供应商超过5000家。
最高端的极紫外光（EUV）光刻机使用波长13.5纳米的极紫外光，可制造7nm及以下芯片制程，全球只有荷兰的ASML能生产，占据全球80%的霸主地位。
国产化率不足1%。上海微电子是国内最领先的光刻机厂商，具备90nm以下制程能力。2025年5月，该公司成功交付首台28nm浸没式光刻机，迈出了重要一步。
02 刻蚀机：国产化率20%-30%
刻蚀机的作用是将光刻工艺形成的图案转移到晶圆表面的材料上，通过物理或化学方法有选择地去除不需要的材料，形成精确的芯片电路结构。
中微公司、北方华创等企业技术突破显著，5nm刻蚀机已通过台积电验证，覆盖国内95%以上刻蚀需求。新凯莱的武夷山系列通过自研静电卡盘技术，良率直逼美国Lam Research，支持5nm以下制程。
全球刻蚀机市场的前三大厂商是泛林半导体、应用材料和东京电子，这些厂商在硅刻蚀、介质刻蚀和金属刻刻蚀等多种类型上有深厚技术沉淀。
03 薄膜沉积设备：国产化率6%-20%
薄膜沉积设备用于在硅片等衬底上沉积各种薄膜材料，如绝缘化合物、半导体材料、金属等，以形成芯片的电路结构和功能层。
全球薄膜沉积设备市场主要由国外企业主导，在CVD设备市场中，应用材料、泛林半导体和东京电子三大厂商占据全球70%的市场份额。
北方华创、拓荆科技等企业在PVD、CVD领域取得突破，28nm PVD设备已量产，14nm ALD设备进入验证阶段。新凯莱的PVD普陀山系列、CVD长白山系列和ALD阿里山系列实现5nm以下制程突破。
04 离子注入机：国产化率<5%
离子注入机用于在半导体材料中引入特定的掺杂剂，以改变其电学性质。这一行业准入门槛极高，系统集成难度大。
超过九成的设备仍由美国应用材料公司、美国亚舍立公司供应。**国产的凯世通、中科信等企业**推出低能离子注入机，覆盖28nm及以下制程，但高能机型仍依赖进口。
2025年7月，华海清科已完成“大束流离子注入机”各型号的全面覆盖，为这一领域的国产替代带来了新的希望。
05 CMP设备：国产化率23%-40%
CMP（化学机械抛光）设备是半导体制造过程中实现晶圆表面平坦化的关键设备。通过抛光液中的化学成分与机械研磨的协同作用，实现晶圆表面的全局平坦化。
美国应用材料和日本荏原Ebara，占据了全球80%以上的市场份额，在14nm以下先进制程几乎垄断。国内CMP设备的主要厂商有华海清科和晶亦精微等，占据28nm以上中低端市场。
华海清科是国产12英寸和8英寸CMP设备的主要供应商，在国内市占率超90%，12英寸CMP设备覆盖28nm及以上制程。
06 清洗设备：国产化率30%-50%
清洗设备用于清洗半导体晶圆表面各类污染物和杂质，确保晶圆表面的洁净度，提高半导体产品的质量和良品率。
随着制程推进及芯片复杂度的提高，清洗步骤数量占到所有芯片制造工序的30%以上，是芯片制造工艺中占比最大的工序。
全球半导体清洗设备市场集中度高，2023年全球半导体清洗设备CR4达86%。日本DNS、TEL，美国Lam、韩国SEMES公司分别占比37%、22%、17%、10%，垄断全球市场。
盛美上海、至纯科技的12英寸清洗设备中标中芯国际、长江存储等产线，14nm工艺验证中，正在逐步发展，国产替代空间广阔。
07 量测检测设备：国产化率<5%
量测检测设备是半导体制造过程中确保产品质量和性能的关键设备，用于检测芯片的缺陷和测量芯片的尺寸参数。
全球半导体量测检测设备市场中，美国科磊（KLA）处于领先地位，全球市占率超50%，在颗粒检测和缺陷检测设备方面优势明显。日本的日立是关键尺寸量测设备的佼佼者。
新凯莱的光学量测“天门山”系统检测速度超KLA同类设备3倍。中科飞测、精测电子等企业推出光学检测设备，覆盖28nm制程，但3D缺陷检测仍依赖海外厂商。
08 测试设备：国产化率逐步提升
测试设备主要用于芯片封装后的功能性能测试，是确保芯片质量和性能的关键环节。主要包括测试机、分选机、探针台等。
全球测试设备市场主要由美国泰瑞达和日本爱德万垄断，两家公司占据了大部分市场份额。在探针台领域，日本东京电子和东京精密处于领先地位。
国内矽电股份已成为探针台设备领域的龙头企业，2023年公司在中国大陆地区探针台设备领域市场份额达25.7%，是中国大陆市占率排名第一的境内厂商。
2025年上半年，中国半导体行业投资整体下降9.85%，但设备投资却逆势增长53%。2024年，中国大陆半导体设备采购额496亿美元，占全球约40%，份额持续上升。国产设备市场占有率从2020年的5.1%提升到2024年的11.3%。
三条突破路径正在并行：自主研发EUV光刻机、电子束光刻机以及纳米压印设备。浙江大学团队的国产电子束光刻机“羲之”精度达到0.6纳米；首台半导体级纳米压印设备已交付，良率提升至90%以上。
设备突破非一日之功，但每一步进展都在松动卡在我们脖子上的枷锁。
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