美國擁有世界一流的半導體設備公司，如應用材料、Lam和 KLA，這些公司的全球市場份額超過 40%，并且都制造半導體關鍵設備，例如蝕刻、沉積和檢測。然而，令人意外的是，雖然美國收緊了半導體出口法規(guī)以遏制中國在高科技領域的進步，但中國對美國設備的購買量卻增加了。
據ET News分析，今年第一季度，美國向中國出售的半導體設備總額為12.71億美元，較上一季度（10.63億美元）增長約20%。今年1-5月，美國半導體設備對華出口總額為21.96億美元，比去年同期的14.12億美元增長了55%。
之所以出現(xiàn)以上情況，一方面是因為中國必須盡快獲得半導體設備，并在可能的情況下通過購買設備來為美國可能追加的制裁做好準備。目前，只有用于10nm及更先進制程的半導體設備受到出口管制，但10nm及以上工藝的設備可隨時納入出口禁令。另一方面，可以看出中國大陸半導體消費市場的火爆程度，各晶圓廠建設如火如荼，對各種半導體設備有著強烈的需求。
半導體設備消費力大增
在消費端，隨著晶圓產能向中國大陸轉移，晶圓廠建設提速，對半導體設備的需求也水漲船高。美國最大的半導體設備制造商應用材料2020財年數據顯示，該財年的營收為172億美元，其中，來自中國大陸的營收達到54.6億美元，占比31.7%，而且連續(xù)5年增長。中國大陸超過韓國和中國臺灣，成為世界最大的半導體設備市場。
另外，Lam公司2020財年營收100.45億美元，中國大陸市場貢獻了31%的營收，超過韓國成為其最大營收市場。日本東京電子2021財年前兩個季度來自中國大陸的營收達到1530億日元，占到其營收的24%，2021財年前兩個季度來自中國大陸的營收已經超過韓國，成為其營收最大市場。此外，ASML的DUV光刻機營收最大市場也是中國大陸。
按照SEMI的統(tǒng)計和預測，中國大陸市場對半導體設備的需求量已經超過全球所有其它市場，且增長潛力還很大，這在很大程度上是由存儲芯片制造驅動的。這是因為生產制造能力是存儲器廠商的核心競爭力，促使投資規(guī)模化、長期化。存儲器產業(yè)的兩大特點是拼制造工藝和產能，原因在于存儲芯片技術標準化程度高，各家廠商的產品容量、封裝形式都遵循標準的接口，在同質化競爭下，存儲廠商通過改進制造工藝，提升產能，利用規(guī)模優(yōu)勢降低成本，以提升競爭力。
在這種情況下，中國大陸存儲器廠商正在積極進行工藝研發(fā)與產能建設，需要長期、大規(guī)模的設備投入。
在過去幾年里，中國大陸掀起了存儲芯片制造廠建設熱潮，代表企業(yè)有：主要生產3D NAND閃存的長江存儲，專注于DRAM的合肥長鑫，以及福建晉華。其中，長江存儲和合肥長鑫在2020年都進入了產能爬坡期，對相應設備需求很迫切。
以長江存儲為例，據集邦咨詢統(tǒng)計，該公司2019年第四季度產能約為2萬片/月（12英寸），到2020年底有望擴產至7萬片/月，預計2023年將擴產至30萬片/月。根據湖北省發(fā)改委發(fā)布的信息，長江存儲一期投資569.5萬元（對應10萬片/月產能），其中2018、2019年投資分別為200萬元和50萬元。
此外，紫光集團曾宣布在南京、成都、重慶陸續(xù)展開集成電路基地建設，投資總規(guī)模在千億級別，其中，計劃在紫光南京存儲器制造基地投資300億美元，根據南京市人民政府發(fā)布的信息，紫光南京存儲器制造基地（一期）投資計劃800億元。
就目前情況來看，預計中國大陸主要存儲器廠在2019-2022年的投資規(guī)模分別為321.7億元、495.0億元、806.0億元、1116.3億元。這些錢“砸”下去，會對相應的半導體設備市場繁榮做出很大貢獻。
本土設備供給能力提升
中國大陸具備強大的半導體設備消費能力，因此，各大半導體設備廠商都在緊盯著這塊蛋糕。然而，在供給側，中國本土的設備廠商在全球市場影響力比較小，很難對國際大廠形成壓力。
不過，隨著貿易壁壘加劇，以及本土設備廠商的頑強成長，還有政府的大力支持，使得本土設備廠商有了更大的試錯和成長空間，近兩年的訂單量明顯提升。有統(tǒng)計顯示，多家本土半導體設備企業(yè)斬獲大單，2020年第四季度，國內設備商中標82臺，同比增長100%，訂單周期2-3個季度，收入確認在2021年，多項設備國產市場份額大幅提升10%以上。
國內半導體設備企業(yè)營收陸續(xù)突破7-10億盈利拐點（統(tǒng)計國內外設備企業(yè)，營收7-10億是盈利拐點區(qū)間）。
按這樣的勢頭發(fā)展下去，2021年中國半導體設備國產化率有望繼續(xù)提升。有望在競爭激烈的國際半導體設備市場占有一席之地。
下面看一下WFE市場中國本土設備企業(yè)的發(fā)展情況。
刻蝕機方面，Lam、TEL、應用材料都實現(xiàn)了硅刻蝕、介質刻蝕、金屬刻蝕的全覆蓋，占據了全球干法刻蝕機市場80%以上的份額。
在中國市場，介質刻蝕機是我國最具優(yōu)勢的半導體設備，目前，我國主流設備中，去膠設備、刻蝕設備、熱處理設備、清洗設備等的國產化率均已經達到20%以上。而這其中市場規(guī)模最大的就是刻蝕設備，代表廠商為中微公司、北方華創(chuàng)，以及屹唐半導體。
中微半導體在介質刻蝕領域較強，其產品已在包括臺積電，SK海力士、中芯國際等廠商的20多條生產線上實現(xiàn)了量產。該公司5nm等離子體蝕刻機已通過臺積電驗證，已用于全球首條5nm工藝生產線。中微半導體還切入了TSV硅通孔刻蝕和金屬硬掩膜刻蝕領域。
北方華創(chuàng)在硅刻蝕和金屬刻蝕領域較強，其55nm/65nm硅刻蝕機已成為中芯國際主力設備，該公司的28nm硅刻蝕機也已進入產業(yè)化階段，14nm硅刻蝕機正在產線驗證中，金屬硬掩膜刻蝕機則攻破了28nm-14nm制程。
物理薄膜沉積（PVD）方面，應用材料一家獨大，占全球市場份額的80%以上。化學沉積（CVD）方面，應用材料、Lam Research、TEL三家占全球市場份額的70%以上。
中國設備廠商中，北方華創(chuàng)的薄膜沉積設備產品種類最多，其28nm硬掩膜PVD已實現(xiàn)量產，銅互連PVD、14nm硬掩膜PVD、Al PVD、LPCVD、ALD（原子沉積）設備已進入產線驗證階段。2020年4月，北方華創(chuàng)宣布，其THEORISSN302D型12英寸氮化硅沉積設備進入國內集成電路制造龍頭企業(yè)。該設備的交付，意味著國產立式LPCVD設備在先進集成電路制造領域的應用拓展上實現(xiàn)重大進展。
另外，中微半導體的MOCVD在國內已實現(xiàn)國產替代。沈陽拓荊65nm的PECVD已實現(xiàn)量產。
離子注入方面，廠商主要有應用材料和Axcelis。中國生產線上使用的離子注入機多數依賴進口。
在國內，北京中科信、中電科48 所、上海凱世通等也能提供少量產品。其中，中科信公司已具備不同種類（低能大束流、中束流和高能）離子注入機上線機型的量產能力。
清洗設備方面，目前槽式圓片清洗機在整個清洗流程中約占20%的份額，市場已逐漸被單圓片清洗機取代。槽式圓片清洗機主要廠商有迪恩士、TEL和JET，三家約占全球75%以上的市場份額。
在中國的單圓片濕法設備廠商中，盛美半導體獨家開發(fā)的空間交變相位移（SAPS）兆聲波清洗設備和時序氣穴振蕩控制（TEBO）兆聲波清洗設備已經成功進入韓國及中國的集成電路生產線。北方華創(chuàng)的清洗設備也已成功進入中芯國際生產線。
據中國國際招標網統(tǒng)計，在長江存儲、華虹無錫、上海華力二期項目累計采購的200多臺清洗設備中，按中標數量對供應商排序，依次是迪恩士、盛美股份、Lam、TEL以及北方華創(chuàng)，所占份額依次是48%、20.5%、20%、6%和1%。
拋光機（CMP）方面，主要生產商是應用材料，以及日本的Ebara，其中應用材料約占全球CMP設備市場60%的份額，Ebara約占20%的份額。在中國，CMP設備的主要研發(fā)單位包括天津華海清科和中電科45所，其中，華海清科的拋光機已在中芯國際生產線上試用。
變數
針對中國半導體設備市場，韓國一家半導體設備公司的負責人表示，中國“囤積”半導體設備直接或間接影響到韓國半導體產業(yè)。首先，中國對半導體設備的持續(xù)采購將給韓國設備企業(yè)帶來出口機會，這對韓國半導體設備行業(yè)是利好因素。
實際上，不僅是韓國，日本也有望在這波禁令和設備采購熱潮中受惠。
目前來看，韓國半導體設備市占率與日本相比還是有不小差距的，而日本半導體設備在全球范圍內，市占率僅次于美國。
在日本，除了全球排名第三的東京電子之外，還有多家排名在全球前15的半導體設備廠商，如迪恩士（SCREEN），日立高新（Hitachi-High Technologies），日立國際電氣（hitachi kokusai），Daifuku（大福），尼康和Advantest。
韓國方面，與日本相比，半導體設備廠商的數量和市場影響力都比較有限。最知名的就是SEMES了，該公司成立于1993年，是韓國半導體設備第一大廠，主要生產清洗、光刻和封裝設備。
在政府的支持下，韓國本土的中小半導體設備廠商躊躇滿志，有望實現(xiàn)快速增長。
代表廠商如Jusung Engineering，該公司生產半導體，平板顯示器和太陽能電池生產設備。盡管該公司在2020年苦苦掙扎，當地客戶的訂單減少了，但在政府的支持下，今年有望恢復增長，主要的半導體和顯示設備客戶已恢復投資，近幾個月來，來自中國客戶的訂單也已恢復。Jusung與LG Display簽訂了一項合同，于2020年11月提供175億韓元的顯示器制造設備。它還與中國的InfoVision光電公司簽訂了顯示設備供應協(xié)議。該公司正加大在下一代設備上的研發(fā)投資力度，2020年前三季度，累計投資383億韓元，占公司銷售額的43.3％。
中國大陸對半導體設備的長期需求強烈，而美國禁令難以繞開，因此，今后幾年，韓國和日本的半導體設備廠商很有希望迎來一大波商機。
此外，隨著中國半導體設備采購量的增加，設備供應短缺的情況可能會惡化。由于全球半導體供應短缺，半導體設備的供應期變長，中國的“囤積”很可能會加劇這種情況。事實上，由于設備交付期延長以及對供需失衡的擔憂，SK海力士正在將明年的部分投資投入到今年下半年。另外，對于日韓的設備廠商而言，中國對本土半導體設備的投資正在成為一個“負面”信號，因為這意味著日韓半導體設備行業(yè)的潛在競爭對手正在崛起。
韓國一家半導體設備公司的負責人表示，由于中國的采購量增加，其他半導體制造商采購設備變得越來越困難。而這也可能是全球半導體設備市場的一個變數。
