为深入贯彻落实深圳市产业规划部署，助力战略性新兴产业和未来产业发展，鲲鹏资本聚焦新一代信息技术、新能源材料等领域，对产业动态进行追踪简析，特推出《鲲鹏观察》专栏。今天发布第12期《半导体前道设备产业格局简析》。
在全球半导体产业格局重构的背景下，半导体前道设备作为集成电路制造的“工业母机”，其国产化进程已成为影响中国芯片产业自主化程度的关键变量之一。近年来，国内晶圆厂扩产节奏加快，国产设备验证导入意愿显著增强，本土设备企业正迎来从“单点突破”走向“系统替代”的窗口期。
一、市场概况
半导体前道晶圆制造设备是芯片制造的核心装备，约占半导体设备总市场规模的90%，技术壁垒与价值量高度集中。2025年全球半导体前道设备市场规模约1157亿美元，同比增长11%，2027年有望突破1352亿美元。其中，中国已连续多年成为全球最大半导体设备市场，晶圆产能扩张需求强劲。
半导体前道工艺和设备概览
从设备价值构成来看，光刻、刻蚀、薄膜沉积三大核心设备合计占晶圆制造设备总价值量的60%以上，对芯片制程与良率有重要影响。
二、核心设备赛道分析
光刻设备：技术壁垒高，研发难度大
光刻工艺约占晶圆制造总成本的30%，制程每推进一代，光刻步骤即显著增加——成熟制程（≥28nm）需要进行40–50次光刻，7nm及以下的先进制程光刻工序则攀升至70–80次。国内方面，28nm浸没式DUV（深紫外光刻机）已完成技术验证并进入批量交付阶段。在EUV（极紫外光刻机）受限的背景下，通过多重曝光技术以成熟DUV设备延伸至更先进制程，成为当前重要的技术探索路径。
光刻流程涵盖涂胶显影及曝光
刻蚀设备：国产化标杆，双龙头格局成形
受光刻波长限制，14nm以下逻辑芯片需依赖多重模板工艺，直接拉动刻蚀设备需求。2025年全球干法刻蚀设备市场规模约1531亿元人民币，三大国际巨头（泛林半导体、东京电子、应用材料）主导全球市场。国内方面，北方华创擅长ICP刻蚀，中微公司擅长CCP刻蚀。技术层面，ALE（原子层刻蚀）、高深宽比介质刻蚀及TSV（硅通孔）成为先进制程与3D封装的重要演进方向。
等离子体刻蚀工艺流程
薄膜沉积设备：ALD成刚需，国产替代空间大
伴随晶体管由FinFET（鳍式场效应晶体管）迭代至GAA（全环绕栅极晶体管），薄膜沉积工序已从40道增至超100道，材料种类由6种扩展至近20种。2024年薄膜沉积设备全球市场超239.6亿美元，由应用材料、泛林半导体、东京电子、先晶半导体四巨头主导。PECVD（等离子体增强化学气相沉积）占据最大份额，但ALD（原子层沉积）是目前3nm以下制程的唯一解决方案。国内企业中，北方华创主攻PVD（物理气相沉积），中微公司在MOCVD（金属有机化合物化学气相沉积）领域领先，拓荆科技聚焦PECVD，微导纳米专攻ALD。整体来看，CVD（化学气相沉积）与ALD国产化率仅5%–10%，是未来替代空间最大的细分领域之一。
薄膜沉积工艺流程
三、产业发展趋势
技术驱动与架构创新并行推进
3D NAND闪存堆叠层数向500层以上演进，逻辑节点向GAA及BSPDN（背面供电）迈进，推动ALD、ALE及TSV设备需求爆发。技术迭代周期缩短，对设备精度的要求从微米级向原子级跃迁。
头部企业从“单点突破”走向“平台化”
北方华创、中微公司等头部企业正通过自主研发与战略并购，逐步向覆盖刻蚀、薄膜、清洗等多领域的平台型设备集团转型，以应对国际巨头在整体解决方案上的竞争壁垒。
国产替代向底层供应链纵深下沉
随着外部管制趋严，国产化正从设备整机快速向核心零部件（射频电源、真空泵、质量流量控制器、精密光学组件）、原材料及控制算法等底层环节渗透。零部件自主可控已成为影响整机国产设备性能上限的关键因素之一。
四、总结
国内半导体前道设备产业在成熟制程领域已初步形成规模化供应能力，但先进制程领域仍与国际领先水平存在差距。各细分赛道国产化进程呈现明显分化格局：刻蚀设备双龙头格局稳固；薄膜沉积设备多线并进但整体替代率偏低；光刻设备处于从技术验证向批量交付过渡的重要阶段。
设备国产化的纵深推进，不仅取决于整机企业的技术突破，更有赖于上游精密零部件、基础材料与工艺算法的协同攻关，进而实现从“点状替代”向“系统性自主”的跨越。
资料来源：国信证券、东吴证券、华金证券、兴业证券公开资料整理。
撰稿人：彭杰
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