CONTENTS•全球半导体行业市场规模：2023年全球半导体市场低迷，预计2024年市场开始进入上行周期6

　　•全球半导体行业周期性：技术驱动10年长周期，资本开支驱动3-4年短周期7

　　•半导体设备：晶圆制造投资量占比超80%，其中光刻设备、刻蚀设备、薄膜沉积设备为核心8

　　•半导体设备投资额：集成电路设备投资额随制程节点先进程度提升而大幅增长9

　　•半导体设备国产替代：美日荷先进半导体设备封锁，中国半导体设备国产替代势在必行10

　　•半导体设备国产替代：中国晶圆厂半导体设备国产化率已提升至35%，预计2025年达50%11

　　•薄膜沉积设备：半导体制造关键设备，其技术可分为CVD、PVD和ALD三大类13

　　•薄膜沉积技术：薄膜种类繁多且工艺复杂构筑高技术壁垒，未来向低温、更高集成度发展16

　　•薄膜沉积设备市场：2023年全球市场规模达260亿美元，市场被海外厂商所垄断18

　　•国产薄膜沉积设备厂商产品布局：产品布局较为分散，厂商间进行差异化竞争19

　　◼半导体设备国产替代：中国晶圆厂半导体设备国产化率已提升至35%，预计2025年达50%

　　全球半导体设备市场高度集中，海外龙头厂商仍处于垄断地位，中国半导体设备厂商已覆盖多个细分领域，但国产替代仍处于早期阶段。根据SEMI，2022年中国晶

　　圆厂商半导体设备国产化率明显提升，从21%提升至35%。预计2025年，国产化率将会达到50%，并初步摆脱对美国半导体设备的依赖。

　　目前在28nm及以上领域，中国半导体设备厂商已基本实现了全覆盖，部分刻蚀、清洗环节已推进至先进制程节点，国产化率达80%以上。而在14nm工艺上，中国

　　半导体设备厂商也实现了50%以上的覆盖，国产化率可能达到了20%以上。目前在14nm以下，国产化率仍较低，仅为10%左右。

　　◼薄膜沉积设备市场：2023年全球市场规模达260亿美元，市场被海外厂商所垄断

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　　根据MaximizeMarketResearch数据，全球薄膜沉积设备市场规模预计由2017年的125亿美元增长至2025年的340亿美元。未来，逻辑芯片制程升级、存储芯片堆

　　叠层数提升、新工艺的应用，使得薄膜沉积设备在产线中的占比及价值量逐步提升，全球薄膜沉积设备市场规模将保持稳定增长态势。

　　在薄膜沉积设备市场中，PECVD份额占比达33%，而其余占比较大的设备有PVD（19%）、ALD（11%）、管式CVD（12%）等。由于PECVD具有沉积速度快、工

　　先进制程使得晶圆制造的复杂度和工序量大幅提升，当线nm及以下制程发展，需要采用多重曝光工艺，薄膜沉积次数明显增加。在90nmCMOS芯片工艺中，

　　大约需要40道薄膜沉积工序。在3nmFinFET工艺产线道薄膜沉积工序，涉及的薄膜材料由6种增加到近20种，对于薄膜颗粒的要求也由微米级

　　全球半导体行业市场规模：2023年全球半导体市场低迷，预计2024年市场开始进入上行周期

　　2023年，全球半导体市场规模为5,201亿美元，同比下滑9.4%，主要由于2023年存储芯片需求疲软，导致半导体市

　　场低迷。在AI芯片需求强劲的推动下，全球半导体市场将有所回暖，预计2024年市场规模增长至5,884亿美元

　　全球半导体主要品类及占比情况，2023全球半导体市场规模，2019-2024E

　　光电导器件光敏电阻、光电二极管、光电三极管等❑半导体是指介于导体与绝缘体之间的物理材料，其广泛应用于计算机、通信、消费电子、

　　光伏打器件硅光电池、光电检测器件、光电控制器件汽车、工业/医疗、军事/政府等核心领域。根据世界半导体贸易统计组织（WSTS）的

　　半导体发光器件发光二极管（LED）、半导体激光器等分类标准，半导体主要由四个组成部分组成：集成电路（约占84.33%），光电器件（约

　　半导体受光器件图像传感器、光电晶体管、光电倍增管等占6.87%），分立器件（约占5.28%），传感器（约占3.52%）。其中，集成电路按照产

　　传感器温度、压力、湿度、气体、离子、生物、声音、射线等各类信号传感器品种类又可分为四大类：微处理器（约占13.42%），存储器（约占26.30%），逻辑器件

　　亿美元。2023年全球半导体市场规模同比下滑9.4%，主要由于2023年存储芯片需求疲软，

　　84.33%导致半导体市场低迷。然而在AI芯片需求强劲的推动下，全球半导体行业将有所回暖，

　　14.27%开始进入上行周期。预计2024年全球半导体市场规模将增长至5,884亿美元，同比增长

　　全球半导体行业周期性明显，技术驱动半导体10年长周期，资本开支驱动3-4年短周期。2023年全球半导体行业

　　资本开支同比下降14%，主要由于芯片需求疲软及消费和移动设备库存增加，预计2024年资本开支迎来反弹

　　主流设计工具手工从逻辑编辑到布局布线从布局布线到综合从综合到DFMSoC、IPSoC、IP、SiP

　　❑2023年，全球半导体行业资本开支同比下降14%至156亿美元，下降主要由于芯片需求疲软以及消费和移动设备库存增加，许多半导体公司减少对新设备的投资，以应对市场的不确定

　　性。其中，削减幅度最大的是存储公司，降幅为19%。从多年来全球半导体资本开支同比增速来看，全球半导体资本开支约3-4年为一个周期，预计2024年资本开支迎来反弹。

　　半导体设备：晶圆制造投资量占比超80%，其中光刻设备、刻蚀设备、薄膜沉积设备为核心

　　半导体设备可分为前道设备（晶圆制造）和后道设备（封装与测试）两大类，前道设备投资量占总设备的80%以

　　上。前道设备中，刻蚀设备、薄膜沉积设备和光刻机设备价值量占比分别为22%、22%和17%

　　❑半导体设备可分为前道设备（晶圆制造）和后道设备（封装与测试）两大类。前道设备涉及硅片加工、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜沉积、清洗、抛光、金属化等工艺，所对应的核

　　心专用设备包括硅片加工设备、光刻设备、刻蚀设备、清洗设备、离子注入设备、薄膜沉积设备、机械抛光设备、测量设备等，其中光刻设备、刻蚀设备、薄膜沉积设备是半导体前

　　道生产工艺中的三大核心设备。后道设备则包括封装设备和测试设备，同时后道先进封装工艺也会用到部分前道设备。

　　❑在晶圆厂的资本开支中，20%-30%用于厂房建设，70%-80%用于设备投资。根据国际半导体产业协会（SEMI），前道设备（晶圆制造）投资量占半导体设备投资量的约80%，封装和测

　　试设备占比分别约为10%和8%。在晶圆制造设备中，刻蚀设备、薄膜沉积设备和光刻机分别占前道设备价值量的22%、22%和17%。

　　在相同产能下，集成电路设备投资量随制程节点先进程度提升而大幅增长，5nm制程下1万片/月的产能建设需要

　　超过30亿美元的资本开支投入；2023年全球半导体设备市场规模受下游需求不振影响有所下滑，达874亿美元

　　每万片晶圆产能对应的设备投资量全球半导体设备市场规模，2019-2024E

　　搜索《2024年中国半导体设备（1）：薄膜沉积设备（CVDPVD）》0%

　　252525~$21B❑全球半导体设备市场在5G、AI、物联网等新兴技术的驱动下不断扩大，市场规模由

　　年，受到下游芯片需求疲软，以及终端库存过高的影响，全球半导体设备市场规模同

　　比下降18.6%至874亿美元。预计2024年需求回暖，全球半导体设备市场规模达1,053

　　❑在相同产能下，集成电路设备投资量随制程节点先进程度提升而大幅增长。当技术节点向5nm甚至更小的方向升级时，集成电路的制造需要采用昂贵的极紫外光刻机（EUV），或多

　　重模版工艺（重复多次刻蚀及薄膜沉积工序以实现更小的线宽），需要投入更多且先进的光刻机、刻蚀设备和薄膜沉积设备。根据IBS，以5nm技术节点为例，1万片/月产能的建设需

　　要超过30亿美元的资本开支投入，是14nm的两倍以上，28nm的四倍左右。

　　❑以DRAM、3DNAND和逻辑芯片为代表的集成电路制造工艺不断提升，对半导体设备提出了更高的要求，同时带动投资规模提升。根据东京电子（TEL），DRAM制程达到1b，3D

　　NAND层数达到2XX时，新建10万片/月晶圆制造产能的设备投资额提升至90亿美元；逻辑芯片工艺达到2nm时，晶圆制造设备投资额将会达到210亿美元。

　　半导体设备国产替代：美日荷先进半导体设备封锁，中国半导体设备国产替代势在必行

　　2022年以来，美日荷相继发布对华芯片出口管制措施。半导体设备作为中国主要的“卡脖子环节”，正处于国产替

　　代的黄金期。2023年6-7月，中国半导体设备进口额大幅增长，表明国产厂商正持续扩大成熟制程芯片的生产

　　美日荷半导体设备出口管制措施，2022-2023中国大陆半导体设备进出口额，2018-2022

　　先进芯片、设备、人员全面管控，设备管控范围为16nm或14nm以下410.0373.5

　　日本2023.05.2323类商品列入管制出口清单，2023年7月23日政策生效。进口额出口额逆差进口同比增长出口同比增长

　　荷兰2023.06.30先进光刻机、ALD设备、Epi设备及low-k沉积设备、EUV光罩保护膜及❑2022年，中国大陆半导体设备行业整体进口金额达到347.2亿美元，出口金额达41.2亿

　　美元，进出口贸易逆差达306.0亿美元。2023年6月和7月，中国进口的半导体设备价

　　日本列入管制的主要设备主要实现功能日本主要涉及公司值总额接近50亿美元，较去年同期的29亿美元增长了70%，其中大部分进口的半导体

　　设备来自于荷兰和日本。中国对半导体设备进口额的大幅增长，表明中国半导体制造

　　成膜设备（11类）在基板表面形成具备功能的膜东晶电子、科意半导体、爱发科

　　❑2022年10月，美国对中国半导体产业制裁升级。2023年3月，荷兰也加入了美国对华

　　芯片出口管制的阵营。日本经济产业省也发布修订外汇法法令，将23类先进的芯片制

　　造设备纳入出口管理的管制对象。其中包括清洗设备、成膜设备、热处理设备、曝光

　　测试设备（1类）对芯片进行测试爱德万测试设备（包括极紫外EUV相关产品的制造设备）、蚀刻设备、高端光刻胶等。2022年以

　　热处理设备（1类）对铜、钴、钨进行回流东京电子来，地缘政治不确定性持续加剧，半导体设备作为中国主要的“卡脖子环节”，仍处于

　　半导体设备国产替代：中国晶圆厂半导体设备国产化率已提升至35%，预计2025年达50%

　　全球半导体设备市场高度集中，海外厂商处于垄断地位，中国半导体设备厂商已覆盖多个细分领域，国产化率总

　　主要半导体设备海内外品牌及国产化率中国半导体设备厂商工艺及产品应用制程，截至2023H1

　　光刻设备ASML、Nikon、Canon上海微电子＜1%刻蚀先进制程刻蚀机已在客户端通过多道制程工艺验证，并量产应用

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　　涂胶显影TEL、DNS芯源微10-30%薄膜沉积14nm薄膜沉积设备已在客户端通过多道制程工艺验证，并量产应用

　　刻蚀设备LAM、TEL、AMAT中微公司、北方华创10-30%CCP逻辑：应用于28nm以下的一体化大马士革刻蚀进展良好

　　薄膜沉积设备AMAT、LAM、TEL导纳米、盛美上海等10-30%中微公司可满足55nm到28nm逻辑芯片ICP刻蚀工艺

　　在DRAM、3DNAND和存储器刻蚀应用范围不断扩展，在20家客户线上量产

　　离子注入设备AMAT、Axcelis、Nissin烁科中科信、凯世通10-20%LPCVD设备：首台CVD钨设备交付关键存储客户端验证，正开发信的金属钨填充工艺方案

　　ALD设备：ALD钨设备正在研发，可用于高端存储，ALD氮化钛设备进入实验室和测试阶段

　　检测测量设备KLA、AMAT、日立高新精测电子、上海睿励、中科飞测等5-10%

　　盛美上海、北方华创、至纯科技、芯PECVD逻辑：完成28nm量产应用，14nm/10nm研发中

　　HDPCVD可同时进行薄膜沉积和建设、通过产线验证，可沉积部分介质薄膜材料

　　去胶机PSK、Hitachi屹唐半导体80-90%ALD：获得逻辑、存储、化合物、新型显示批量订单，12寸28nmhigh-k设备获得量产验证

　　❑全球半导体设备市场高度集中，海外龙头厂商仍处于垄断地位，中国半导体设备厂商已

　　逻辑：实现28nm及以上成熟制程的产业化应用，14nm制程处于客户验证阶段

　　覆盖多个细分领域，但国产替代仍处于早期阶段。根据SEMI，2022年中国晶圆厂商半导华海清科CMP存储：128层3DNAND、1X/1YDRAM实现量产

　　体设备国产化率明显提升，从21%提升至35%。预计2025年，国产化率将会达到50%，并芯源微Track28nm以上制程全覆盖、offline、l-line、KrF机台批量销售，浸没式完成验证

　　初步摆脱对美国半导体设备的依赖。应用于逻辑28nm技术节点以及DRAM19nm技术节点

　　❑目前在28nm及以上领域，中国半导体设备厂商已基本实现了全覆盖，部分刻蚀、清洗至纯科技清洗满足28nm全部湿法工艺需求，14nm以下有4台订单交付

　　环节已推进至先进制程节点，国产化率达80%以上。而在14nm工艺上，中国半导体设备万业企业离子注入28nm低速大束流、低能大束流重金属、低能大束流超低温和高能离子注入机已实现商业化

　　厂商也实现了50%以上的覆盖，国产化率可能达到了20%以上。目前在14nm以下，国产量产多款28nm及以上量检测设备

　　化率仍较低，仅为10%左右。2xnm套刻精度量测设备正在验证，1xnm无图形晶圆检测设备处于研发之中

　　薄膜沉积设备：半导体制造关键设备，其技术可分为CVD、PVD和ALD三大类

　　薄膜沉积设备是半导体制造的核心设备，薄膜沉积设备主要负责各个步骤当中的介质层与金属层的沉积，包括

　　CVD（化学气相沉积）设备、PVD（物理气相沉积）设备/电镀设备和ALD（原子层沉积）设备

　　热原子层沉积（TALD）等离子体增强原子层沉积（PEALD）空间原子层沉积（SALD）电化学原子层沉积（ECALD）大气压原子层沉积（AP-ALD）流床式原子层沉积

　　薄膜质量化学配比一般，针孔数量高，应力控制有限具有很好的化学配比，针孔数量少，具有应力控制能力具有很好的化学配比，针孔数量少，具有应力控制能力

　　对真空要求较高，镀膜具有方向性对工艺参数的变化较为敏感基于表面化学饱和反应，工艺参数可调整范围较大

　　❑薄膜沉积设备是半导体制造的核心设备，不同类型的设备适合不同沉积材料和用途。薄膜沉积技术则是指在硅片衬底上沉积一层待处理的薄膜材料，所沉积薄膜材料可以主要分为：

　　介质材料（二氧化硅、氮化硅、多晶硅等）、金属材料（铜、钨、钛、氮化钛等）和半导体材料（单晶硅、多晶硅等）。薄膜沉积设备主要负责各个步骤当中介质层与金属层的沉积，

　　具体包括化学气相沉积（CVD）设备、物理气相沉积（PVD）设备、电镀设备和原子层沉积（ALD）设备，其中ALD又是属于CVD的一种，主要应用于先进制程工艺节点。从沉积效

　　果看，PVD是指向性沉积，适合沉积金属材料，而CVD和ALD的沉积覆盖性较好，适合沉积介质材料，其中ALD对薄膜厚度控制精准度高，但沉积速度较慢。

　　常用化学气相沉积（CVD）设备包括PECVD、SACVD、APCVD、LPCVD等，其中PECVD具有温度低、沉积速度快

　　的优点，应用最为广泛。ALD设备则可精确控制薄膜厚度，用于先进制程中精细结构的沉积

　　常压化学气相沉积，可用于制备单晶硅、多晶硅、二氧化硅、掺杂的(PSG/BPSG)等简单特性薄膜。APCVD是最早出现

　　的CVD方法；优势：反应结构简单、沉积速率快；缺点：台阶覆盖率差，一般用于厚的介质沉积。

　　低压化学气相沉积，用于90nm以上的薄膜沉积主流工艺，用于沉积氧化硅、氮化硅、多晶硅、碳化硅、氮化镓和石墨烯

　　LPCVD等薄膜，相较APCVD，LPCVD方法沉积的薄膜厚度均匀性好，台阶覆盖性好，沉积速率快，生产效率高，沉积的薄膜性能

　　金属有机化学气相沉积，主要用于制备半导体光电子、微电子器件领域的各种化合物半导体单晶材料，在化合物半导体51%

　　最早用于钨填充接触孔和存储器的字线DNAND中，字线和插塞是由ALD和热反应CVD完成钨的沉积，14nm以后的制程，

　　金属原子层沉积逐渐取代MCVD，但前者效率低，MCVD对于较厚的金属薄膜沉积依然是很好的选择。

　　等离子体增强化学气相沉积，用于沉积介质绝缘层和半导体材料。不同于APCVD/LPCVD使用热能来激活和维持化学反应，

　　PECVD特点是借助微波或射频等使气态前驱物电离，形成激发态的活性基团，这些活性基团通过扩散到达衬底表面，进而

　　完成化学反应完成薄膜生长。突出优点是低温沉积，薄膜纯度和密度更高。PECVD可以在相对较低的反应温度下形成高密

　　度、高性能的薄膜，通常用于在含有金属或者其他对温度比较敏感的结构的衬底上生长薄膜，PECVD能够沉积大多数主流

　　方法用PSG填充金属前介质层、用SiO2填充STI等工艺；2)SACVD（次常压CVD）：40nm以下，实现对STI（浅沟槽隔离）、

　　PMD（金属前介质层）等沟槽的填充或薄膜的沉积；3）FCVD（流体CVD）：28nm及以下，完成对细小沟槽的无缝隙填充。

　　通过脉冲波进行单原子层膜逐层生长，将原子逐层沉积在衬底材料上，区别于传统CVD在于，CVD将不同反应气体同时导

　　入腔室，ALD是让不同材料的脉冲波在不同时间到达晶圆表面，两种气体周期性地进行反应。具有生长温度低、膜厚控制（PECVD）、HDPCVD、ALD等，其

　　精准、薄膜均匀性好、致密度高及台阶覆盖率好等特点。中PECVD为CVD中的主流技术，预计

　　Thermal-ALD使用热能使反应物分子吸附在基底表面，再进行化学反应，生成薄膜，具有相对较

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