刻蚀/薄膜沉积国产化率超40%，半导体设备国产替代加速
1、半导体设备行业概况
半导体设备是半导体制造的关键支撑，按应用环节分为前道工艺设备（晶圆制造）、后道工艺设备（封装测试）和厂务配套设备三大类。
前道工艺设备覆盖光刻、刻蚀、薄膜沉积、清洗、离子注入、化学机械抛光、热处理、量测检测等环节，其中光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备为市场规模前三，各约占半导体设备市场的24%、20%和20%。后道工艺设备主要包括划片、贴片/键合、塑封、测试机、探针台等。厂务配套设备涵盖超纯水系统、化学品供应与回收系统、特种气体供应系统、洁净厂务系统等，是保障晶圆厂稳定运行和产品良率不可或缺的基础设施。
从市场结构看，前道工艺设备约占70%—80%，后道约占10%—20%，厂务配套约占3%—8%。国产替代进程在细分领域差异显著：光刻设备仍基本依赖进口；刻蚀设备、薄膜沉积系统等关键工具国内替代率已超40%；厂务配套设备领域，国产企业已具备较强竞争力。
2、半导体设备行业发展态势
（1）全球市场稳步增长，技术持续向高阶演进
半导体设备按应用环节分为前道工艺设备、后道工艺设备及厂务配套设备三大类。前道设备通过光刻、刻蚀、薄膜沉积、离子注入等工艺构建芯片微观结构，决定制程精度与性能；后道设备经减薄、划片、贴片、键合、塑封及测试等环节完成芯片电气互联、封装与功能验证；厂务配套设备保障晶圆制造良率与生产连续性。此外，上游材料制备设备（如硅片制备、电子化学品制备、光掩模制备、外延及检测设备等）亦为产业链关键配套。
2025年全球半导体制造设备总销售额达1,351亿美元，同比增长15%，创历史新高；预计2026年、2027年将攀升至1,520亿美元和1,660亿美元。本轮增长由AI算力芯片需求、先进逻辑制程迭代、3DNAND与HBM产能扩张及先进封装规模化应用共同驱动。
细分领域方面，晶圆厂设备（含晶圆加工、厂务设施及掩模版设备）2025年预计增长11%至1,157亿美元，2026、2027年再增9%和7.3%。后端设备中，测试设备2025年销售额预计激增48.1%至112亿美元，封装设备增长19.6%至64亿美元；2026、2027年测试设备分别增长12%和7.1%，封装设备增长9.2%和6.9%，动力来自器件架构复杂度提升、先进及异构封装渗透，以及AI与HBM对性能的严苛要求。
光刻设备、刻蚀设备、薄膜沉积设备作为晶圆制造核心工艺装备，合计占全球半导体设备市场超60%，是技术壁垒最高、投资规模最大的细分领域。随着制程向3nm及以下演进，湿法清洗、量测检测、离子注入等设备重要性持续上升，其中湿法设备2025年全球市场规模同比增长超7%。
全球半导体设备正朝高精度（原子尺度控制）、智能化（AI与物联网融合）及绿色低碳方向升级，药液回收、水循环利用及低能耗设计成为新趋势。同时，设备技术加速向显示面板、光伏、功率器件等泛半导体领域延伸，开辟新增长空间。
目前全球设备市场保持美、荷、日主导的寡头格局，阿斯麦、应用材料、泛林集团、东京电子、科磊五大龙头2025年上半年营收合计占全球前十设备商总营收超85%。以中国企业为代表的新兴参与者已在刻蚀、清洗、薄膜沉积、热处理、厂务配套及材料制备等领域实现突破，部分产品切入国际主流晶圆厂供应体系，推动全球产业格局由高度垄断向多元化演进。
（2）中国市场势头强劲，国产替代向纵深推进
中国凭借全球最大的半导体终端市场和持续扩张的晶圆制造产能，已成为全球设备行业最重要增长极。2025年中国大陆半导体设备销售额达493亿美元，占全球约36.51%，连续第六年位居全球第一；2026年Q1同比增长7%至109.9亿美元。
晶圆厂建设持续为设备行业带来增量空间。2025年全球新建晶圆厂约18个，其中中国大陆3个；至2026年底，中国12英寸晶圆厂将超70个，为国产设备提供更多验证与导入机会。
国产替代遵循“先成熟、后先进，先单点、后体系”路径，已取得阶段性成果。28nm及以上成熟制程领域，清洗、刻蚀、薄膜沉积、氧化退火等设备国产化率超50%，去胶、清洗等部分环节达70%—80%；14nm及以下先进制程领域，刻蚀、薄膜沉积等设备已进入5nm产线验证或实现小批量供货。厂务配套设备凭借技术路径清晰、本土适配度高及服务响应优势，已成为国产替代推进较快的品类。
展望未来，中国半导体设备在高端制程、关键零部件及核心工艺环节仍有较大提升空间。伴随产业链协同增强、研发投入加大及工艺验证条件完善，行业将在巩固成熟制程优势的同时，稳步向先进制程设备及高端配套系统突破。
3、半导体设备行业的技术水平特点
（1）自动化化学品与研磨液供应系统
自动化化学品与研磨液供应系统是主要面向于半导体制造的核心厂务配套设备，承担着将化学品及研磨液等高纯工艺介质稳定、精准、安全地输送至各类工艺设备使用点的关键功能。随着半导体技术节点持续演进，器件尺寸进入纳米量级且广泛采用FinFET、GAA等立体结构，对该系统的要求呈指数化升级，主要体现在杂质管控，以及对流量、浓度等参数的精准控制，在不同制程中的技术水平要求具体如下：
自动化化学品与研磨液供应系统关键参数对照表
资料来源：普华有策
为满足上述严苛要求，供应系统需从材料选型、密封工艺、颗粒控制、参数稳定性及智能监控等维度实现系统性技术升级，具体表现为：
1）材料化学惰性与零析出
与工艺介质接触部件须采用高纯耐腐蚀材料。核心部件选用PFA全氟聚合物，在强酸、强碱、强氧化剂环境下化学惰性优异；非腐蚀性或高机械强度场景采用电抛光（EP）级316L不锈钢，内壁经电解抛光至镜面级粗糙度。
2）密封性与零泄漏
输送管路采用洁净焊接与高精度密封技术，通过精密控制焊接参数实现标准化连接，避免微泄漏与颗粒产生。频繁拆装点采用VCR金属垫片面密封结构，以金属对金属硬密封消除弹性体密封件的老化、析出风险。
3）颗粒与微生物洁净度
化学品系统采用分级过滤：储罐出口预过滤、主回路高精度过滤、终端使用点前串联超滤膜，确保颗粒数满足先进制程要求；在线颗粒计数器实时监测，超标时自动报警或切换备用管路。研磨液系统兼顾过滤与均质化，采用多级过滤及桶底喷流搅拌防止团聚与沉降，湿氮气装置防止干燥硬化，低析出抗生物膜管材从源头抑制微生物滋生。
4）参数稳定性
化学品系统以精密计量与闭环反馈为核心，光学传感器实时监测浓度并动态调节，质量流量控制器配合变频调速，压力传感器与背压阀协同稳压，温度传感器与换热装置联动，消除温度波动对浓度测量的干扰。研磨液系统注重均质化与实时补正，科里奥利质量流量计提供高精度流量、密度、温度及粘度测量；PID控制器根据反馈自动调压，循环模式防止颗粒沉积，品质分析模组实时补正浓度与颗粒分布，热交换模组精确控温，确保研磨液以最佳状态输送至工艺设备。
（2）电子级化学品纯化及分装系统
电子化学品纯化及分装系统是半导体上游材料制备的关键设备，依托多级精馏、精准吸附、离子交换、膜分离等纯化技术，可将工业级化学品提纯至SEMIG5级标准，从源头保障工艺介质纯净度。分装环节作为提纯后进入制造前的关键工序，技术发展始终围绕“杜绝二次污染、精准控制微颗粒、适配差异化洁净标准”方向，构建起全程可控的技术体系。
1）多级联合纯化工艺
精馏技术利用沸点差异分离有机溶剂，热敏物料采用减压精馏或分子蒸馏避免高温分解；吸附技术采用高选择性吸附剂去除痕量金属离子及有机杂质；离子交换技术通过树脂选择性吸附目标离子，去除精度达ppt级；膜分离技术利用纳米级多孔膜去除颗粒与胶体，适用于复杂体系。
2）全流程实时洁净度监测
在分装舱、灌装管路、容器入口等关键位置嵌入式安装在线颗粒仪，精准监测≥0.02μm超细颗粒；搭载智能化监测系统实时采集颗粒数量与粒径分布数据并接入中控系统，颗粒浓度超标时立即报警并自动暂停灌装，防止不合格产品产出。
3）包装容器洁净度控制
包装材料采用超高纯度含氟聚合物（如PFA），金属离子析出及表面粗糙度等指标满足SEMIF57管控要求。灌装前经超纯水冲洗、异丙醇脱水、氮气吹扫等流程确保内壁洁净；灌装后进行氮气密封检测，G4/G5级产品采用主密封加辅助密封的双层密封设计，确保长途运输与长期储存密封性。
（3）高阶湿制程工艺设备
湿制程工艺设备是指以化学液体或去离子水为核心介质，通过化学与物理相结合的方式，在半导体晶圆制造及封装测试环节中实现晶圆表面清洁、图形化加工、材料剥离与去除等工艺目标的专用设备。相较于采用等离子体、激光等干式介质的干法工艺，湿法工艺具有成本较低、操作相对温和、对晶圆损伤小等特点，是半导体制造流程中不可或缺的关键环节。
湿制程工艺设备的技术能力直接决定了芯片的量产良率与产业化落地可行性。随着制程节点向先进方向持续升级，设备面临的技术壁垒与工艺挑战不断加剧，已成为制约半导体产业向高阶方向进阶的重要环节。目前，行业中具备代表性的技术主要体现在以下方面：
先进制程湿法清洗关键技术对比
资料来源：普华有策
4、进入本行业主要壁垒
（1）技术壁垒
半导体设备行业为典型的多学科交叉技术密集型领域，涉及化工工艺、流体力学、精密机械、自动控制及材料科学等基础学科的综合应用。随着下游半导体制程向先进节点演进，高纯介质杂质管控精度已提升至ppt级，对纳米级颗粒控制、强腐蚀介质兼容适配、全流程防交叉污染、高精度流体与温度控制等要求日益严格，相关底层技术与工艺诀窍高度依赖长期项目迭代与量产经验积累。同时，下游客户基于自身制程与产线布局提出高度定制化需求，要求供应商深度理解客户工艺逻辑并完成从方案设计到安装调试的完整交付。多学科知识融合、极致技术指标、长期经验积累与定制化交付能力四者叠加，构成较高的技术壁垒。
（2）客户认证壁垒
下游客户对与生产工艺紧密相关的设备供应商普遍建立高标准准入认证体系，认证不仅涵盖静态性能参数达标，更围绕设备长期运行可靠性、批次一致性、对良率的影响及全生命周期技术支持能力开展系统性审核。以自动化化学品与研磨液供应系统为例，其直接连接核心工艺设备，系统故障可能导致晶圆报废、产线停机乃至设备不可逆损伤，单次损失可达数百万元乃至上千万元。同时，系统可靠性与适配性需经长期连续运行验证，无法通过短期测试完成全面评估。具备成熟项目经验与长期合作历史的供应商能显著缩短客户导入周期、降低试错成本，对新进入者形成较强认证壁垒。
（3）资金与人才壁垒
资金方面，行业参与者需持续保持高研发投入，配套建设洁净车间、购置超精密加工设备与测试平台，固定资产投入规模较大；同时下游客户建设周期长、分阶段付款，从研发验证到最终回款全周期较长，对资金周转能力与垫付能力形成持续考验。人才方面，要求从业人员复合性地掌握流体输送、材质兼容、自动控制等专业知识并深刻理解下游工艺逻辑，同时项目实施高度依赖人员在管路布局、洁净度控制及异常处置等环节积累的经验与判断。上述资金与人才双重因素叠加，构成稳固的进入壁垒。
5、细分行业竞争格局及主要企业
（1）竞争格局概况
高纯工艺介质系统于20世纪70年代在国外率先实现产业化发展，当时涌现出一批颇具行业影响力的知名供应商，这些企业凭借先发优势，与下游行业客户建立了深度合作关系。近年来，在政策扶持及内生需求的双重推动下，集成电路、显示面板及电子化学品等泛半导体产业链上下游行业在国内蓬勃发展，新一批本土供应商应运而生，凭借专业技术、性价比优势及高效服务响应，逐步成长为完善产业链配套体系的中坚力量。
高阶湿制程工艺设备具有技术壁垒高、市场集中度高的特征，全球市场长期由日本、美国企业主导。国内厂商经过多年技术攻关，目前已形成多梯队竞争态势，部分企业在成熟制程领域已实现规模化替代，并向先进制程加速渗透。
（2）行业内主要企业
1）高纯工艺介质系统
从事高纯工艺介质系统业务的主要企业介绍如下：
①正帆科技688596.SH
主要业务为向集成电路、泛半导体、生物制药等高科技产业及先进制造业客户提供设备类（CAPEX）业务和非设备类（OPEX）业务。产品的市场需求主要来自于集成电路、泛半导体以及生物制药等高端制造产业的固定资产投资支出和运营支出。
②至纯科技603690.SH
至纯科技成立于2000年，核心业务紧紧围绕为晶圆厂提供从前期建设到稳定运营阶段全生命周期的产品和服务，提供的产品主要包括制程设备、高纯工艺设备及系统、电子材料、零部件及专业服务。
③盛剑科技603324.SH
盛剑科技成立于2012年，是中国高科技制造产业知名的绿色科技服务商，主要下游行业为集成电路、半导体显示等半导体产业领域以及新能源领域，已形成“绿色厂务系统解决方案、半导体附属装备及核心零部件、电子化学品材料”主营业务三驾马车。
④帆宣科技6196.TW
帆宣科技成立于1988年，主要业务分为高科技设备材料销售与服务业务、自动化供应系统业务、整合系统业务与客制化设备研发制造业务四大类。
⑤STI 039440.KS
STI成立于1997年，为半导体与显示行业提供中央化学品供应系统、湿法系统、喷墨设备等高质量的设备。其中中央化学品供应系统是为半导体、显示器和IT行业，通过供应管道，远程向生产设备提供各种化学品的自动化设备。
2）高阶湿制程工艺设备
从事高阶湿制程工艺设备业务的主要企业介绍如下：
①盛美上海688082.SH
盛美上海成立于2005年，从事对集成电路制造与先进晶圆级封装制造行业至关重要的单晶圆及槽式湿法清洗设备、电镀设备、无应力抛光设备、立式炉管设备和前道涂胶显影设备和等离子体增强化学气相沉积设备等的研发、制造和销售。
②至纯科技603690.SH
至纯科技成立于2000年，核心业务紧紧围绕为晶圆厂提供从前期建设到稳定运营阶段全生命周期的产品和服务，提供的产品主要包括制程设备、高纯工艺设备及系统、电子材料、零部件及专业服务。
③北方华创002371.SZ
北方华创成立于2001年，专注于半导体基础产品的研发、生产、销售和技术服务，主要产品为电子工艺装备和电子元器件，电子工艺装备包括半导体装备、真空及新能源装备。电子元器件包括电阻、电容、晶体器件、模块电源、微波组件等。
④芯源微688037.SH
芯源微成立于2002年，主要从事半导体专用设备的研发、生产和销售，产品主要包括光刻工序涂胶显影设备、单片式湿法设备。
⑤SCREEN7735.T
SCREEN成立于1943年，主要产品为全球领先的清洁设备，还提供广泛的支持半导体生产的解决方案，包括光刻退火和检测测量设备等。
⑥TEL8035.T
TEL成立于1963年，是一家全球领先的半导体设备制造商，主要产品覆盖涂布显影、刻蚀、沉积、清洗、键合等制程。
⑦LamResearchLRCX.O
LamResearch成立于1980年，是一家全球领先的创新晶圆制造设备和服务供应商，主要产品为集成电路制造所需的刻蚀设备、气相沉积设备、湿法清洗设备等。
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