9月25日,自治区科技创新重大示范专项(生态安全屏障)“内蒙古生态安全屏障建设成效评估技术研发与示范”项目在呼和浩特市启动实施,标志着自治区在科技赋能...
2025-09-26 0
半导体装备产业是科技王冠上最璀璨的明珠,是衡量一个国家高端制造实力的终极标尺。它既是全球化的产物,也正成为地缘政治的焦点。这条路没有捷径可走,需要尊重技术规律、保持产业耐心、构建协同生态。
本文作者:e-wos邓珊珊、黄培博士。
我们身处的数字时代,由一颗颗比指甲盖还小的芯片所驱动。从智能手机到超级计算机,从新能源汽车到人工智能巨模型,其最底层的物理基石无一不是精密无比的集成电路。在全球化与地缘政治交织的复杂图景下,半导体产业已成为大国科技竞争的制高点。而作为“半导体产业皇冠上的明珠”——半导体装备是支撑整个集成电路制造的基础与核心。
每一颗问世的芯片,从设计到封装测试,都离不开一个庞大而精密的装备体系。光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备……这些动辄数千万乃至上亿美元的高精尖设备,是芯片能够在纳米尺度上被“雕刻”出来的根本保证。它们代表了人类当前精密制造的极限,是物理学、化学、材料学、精密机械、软件控制等多学科尖端技术的集大成者。它不仅是半导体产业的基石,更是国家科技竞争力的战略制高点和国家安全的核心保障。没有先进的制造装备,任何芯片设计都只是图纸上的空中楼阁。
近年来,随着“芯片荒”、地缘政治摩擦等现象的出现,以及AI、高性能计算、5G等新兴技术对先进制程的渴求,半导体装备产业从未像今天这样被置于聚光灯下:“后摩尔时代”物理极限的逼近,使得工艺复杂度呈指数级增长;研发投入动辄数十亿美元,技术迭代速度极快;地缘政治博弈加剧了全球供应链的不确定性,使得“自主可控”成为各国焦点......它不再仅仅是商业竞争的舞台,理解半导体装备产业,就是理解现代科技工业的根基与未来。
技术纵深:半导体装备的精密体系与核心壁垒
半导体制造工艺复杂,流程周期长,主要可分为前道工艺(晶圆制造)和后道工艺(封装测试)。相应的,半导体装备也构成了一个庞大而精细的技术体系。
表1 半导体制造基本工艺流程及代表设备厂商
前道制造核心装备:芯片诞生的摇篮
前道装备价值量占整个装备市场的80%以上,技术壁垒最高,是竞争的主战场。
其中光刻机作为整个芯片制造里最重要环节的关键设备,负责将电路图“投影”到晶圆上,直接决定了芯片的制程工艺水平。光刻机按半导体制造工序分前道与后道,前道含芯片和面板光刻机,前者精度(需先进光源)远高于后者;按光源分UV(光刻)、DUV(深紫外光刻)、EUV(极紫外光刻),按曝光机制分直写、接近接触、光学投影、浸没式等主流类型。直写光刻用于掩模版制造,接近接触光刻成本低但有损伤或衍射问题,光学投影光刻分辨率高但成本高。目前以EUV光刻机和DUV光刻机为主流。
EUV光刻机已经成为7nm及更小工艺节点的标配设备,应用于7nm及以下最先进制程,全球仅荷兰ASML能供应,目前市面上最顶级的EUV单台售价超1.5亿欧元,其技术涉及真空环境、等离子体光源、精密反射镜系统等,是工业史上最复杂的机器之一;DUV光刻机应用于7nm以上成熟制程,仍占据大部分市场,是当前成熟制程(28nm及以上)的主流选择。ASML、日本Nikon(尼康)和Canon(佳能)是光刻机主要供应商。
图 ASML NXE光刻系统(来源:ASML官网)
刻蚀设备作为“纳米雕刻刀”,利用物理或化学方法,精确地去除光刻胶暴露区域的材质,形成三维电路结构。前文所提的光刻过程只是投影,而刻的过程便由刻蚀机完成。随着芯片结构3D化(如FinFET、GAA等),刻蚀步骤急剧增加,其重要性日益凸显。刻蚀方法主要分为干法刻蚀和湿法刻蚀两大技术路线,其中干法刻蚀因各向异性好、精度高,占据约90%市场。全球主要玩家包括:Lam Research(美国泛林集团)、AMAT(美国应用材料)、TEL(日本东京电子)。
图 Lam Research Akara导体蚀刻设备图(来源:Lam官网)
薄膜沉积设备作为“微观世界的地基与楼层建设者”。在晶圆表面沉积一层层薄膜,包括导体、绝缘体或半导体材料。根据技术原理其可分为PVD(物理气相沉积)、CVD(化学气相沉积)与ALD(原子层沉积)。其中,原子层沉积技术门槛最高,可实现原子级别的厚度控制,在先进制程中应用越来越广。AMAT在PVD领域占据绝对领导地位,CVD/ALD领域则由AMAT、TEL、Lam Research等共同主导。
图 中微MOCVD设备(来源:中微官网)
过程控制与检测设备作为“芯片制造的质量检察官”,在制造过程中实时监测晶圆的加工质量、缺陷、关键尺寸等,确保良率。良率是晶圆厂的生命线,因此这类设备至关重要。这个市场KLA(美国科磊)是绝对的龙头,其缺陷检测设备具有近乎垄断的地位。
图 KLA Candela® 8420表面缺陷检测系统(来源:KLA官网)
扩散、离子注入、清洗设备是必不可少的支撑性工艺设备。离子注入用于改变半导体材料的电特性;热处理用于退火、氧化;清洗则贯穿整个流程,保证无污染环境。主要厂商有Axcelis(亚舍立半导体)、TEL、Screen(迪恩士)等。
图 TEL CELLESTAT清洗设备(来源:TEL官网)
后道封装测试装备:芯片的“包装与体检”
后道装备负责将制造好的晶圆进行切割、封装成独立的芯片,并进行功能与性能测试。
封装设备包括划片机、装片机、键合机、塑封机等。随着先进封装(如2.5D/3D IC、Chiplet)技术的兴起,封装环节的技术含量和价值量不断提升,与前端制造的界限逐渐模糊。
图 DISCO DFP8141抛光机(来源:DISCO官网)
测试设备主要包括Tester(测试机)、Prober(探针台)和Handler(分选机)。用于测试芯片的电性参数和功能完整性,确保出厂产品合格。Teradyne(美国泰瑞达)和Advantest(日本爱德万)是测试设备领域的双寡头。
图 Teradyne IP750EX-HD 测试平台(来源:Teradyne官网)
半导体装备的壁垒极高,由于涉及多学科交叉,需要长期的技术积累和研发投入,以及需要顶尖的科学家和工程师团队,同时与全球顶尖晶圆厂(台积电、三星、英特尔)深度绑定,共同研发,新进入者难以获得验证和导入机会。
市场格局:全球垄断与中国的奋力追赶
半导体装备产业作为技术与资本双密集型行业,研发投入呈现“高量级、长周期、高风险”的突出特点——EUV光刻机的累积研发投入超过百亿欧元,为适配3nm及以下先进制程,还需持续突破多学科技术瓶颈,研发周期常达数年,且需经下游长期验证,头部企业年均研发费用普遍占营收10%-15%,中小厂商难以承担。同时,产业高度依赖全球化高端供应链,核心组件制造涉及顶尖技术,全球仅少数企业能量产,供应链任一环节中断均可能影响设备交付,具有全球化协作的深度依赖的特性。而市场格局上,寡头垄断特征极为显著,细分领域垄断性更强,头部企业凭借技术专利、客户粘性和规模效应构建高壁垒,新进入者需突破技术、验证、资金三重门槛,短期内难以撼动现有格局。
全球市场:三强鼎立,美国主导
2023年和2024年全球半导体设备商半导体营收业务Top5相同:ASML位居榜首,AMAT排名第二,Lam Research、TEL、KLA分别排名第三、第四和第五。全球半导体设备市场呈现产品分工高度全球化、单一产品高度垄断的竞争局势,80%以上的市场份额由美国、日本和欧洲(荷兰)厂商占有。
美国在综合实力上占据领导地位。
AMAT在多个领域领先,公司通过“技术自研+并购整合”的模式,成为全球少数能够提供最完整工艺组合及整线级解决方案的设备商之一,AMAT产品线几乎覆盖芯片制造所有环节,被业界誉为“半导体设备超市”。在薄膜沉积、刻蚀、CMP等领域占据绝对优势,2023年全球晶圆制造设备市占率达25%,按销量计算位居第一。
Lam Research是全球刻蚀与清洗设备领域的核心企业。其导体蚀刻与介质蚀刻市占率长期处于世界领先地位。Lam Research拥有ALE(原子蚀刻)、原子层沉积(ALD)等尖端技术;今年2月其推出目前最先进的导体蚀刻工具Akara,提供新型等离子体处理技术,可实现3D芯片制造所需的蚀刻精度和性能。清洗领域,Lam Research凭借低损伤、高效率方案在“单晶圆背面/斜面清洗”细分市场占重要地位;其SP系列产品具有广泛的工艺性能,适配硅片级封装应用。
KLA是全球半导体检测领域的核心企业,其前身是两家1976年成立的领域龙头:专攻检测的KLA与主攻量测的Tencor。现今KLA的核心业务是半导体过程控制,提供覆盖检测、计量、化学过程控制及软件的产品与服务,能支撑半导体从研发到量产的全流程生态。在具体应用上,其系统可支持先进逻辑、DRAM、3D NAND等各类IC制造,为硅、SiC、GaN等不同衬底及光学、极紫外掩膜生产提供质量控制,还能支持化学/材料质控与工艺工具开发;当前,KLA正加紧布局先进封装与汽车电子领域。
荷兰ASML由飞利浦与ASMI(先进半导体材料国际公司)合资创立,是全球唯一能够生产EUV光刻机的制造商,也是台积电、三星、英特尔追逐先进制程的“唯一门票”。其DUV系统作为业界“主力军”,在浸润式和干式光刻解决方案方面一骑绝尘,能够助力各类半导体节点和技术的芯片制造。当前全球IC光刻机市场呈现出稳定的“一超双强(ASML主导、尼康、佳能补充)”竞争格局,ASML无论在DUV还是EUV光刻机市场,均牢牢占据主导地位,尤其在EUV光刻机领域,市占率高达100%。
ASMI是全球市占率最高的ALD工艺设备供应商,专注于半导体前段工序设备的研发与生产,尤其在薄膜沉积领域具有领先地位。其核心产品包括ALD设备,该技术在先进集成电路制造中不可或缺,具有工艺温度低、薄膜厚度控制精确等优势。
日本则在多个细分领域实力雄厚,日本设备企业在涂布显影、蚀刻、清洗等环节占据全球主导地位。
TEL作为全球第三大设备商,业务覆盖涂胶显影、CVD、ALD、刻蚀、清洗等多个核心环节,尤其在涂胶显影设备领域占据主导地位,全球市占率高达87%;在刻蚀与薄膜沉积设备领域优势同样显著。TEL设备以高精度、高可靠性为核心竞争力,不仅能实现3nm及以下先进制程的刻蚀,还可将薄膜沉积工艺误差控制在±1%以内,为芯片制造突破技术瓶颈提供关键支撑。
Screen是晶圆清洗和湿法处理设备领域的全球领导者,专注于单晶圆清洗系统、批量晶圆清洗系统等设备的研发与生产。在半导体清洗工艺领域,Screen常年保持着全球市场份额领先。此外,公司的业务还涵盖涂胶显影、热处理、检查计量等多个领域。Screen核心技术为表面处理、直接描画与图像处理技术,其设备具有高精度、高可靠性等特点,广泛应用于各类芯片的生产过程,在实现更小的特征尺寸和更高的集成密度方面发挥着关键作用。
Advantest是全球半导体测试设备市场的主导者,其测试系统主要用于晶圆生产流程的末端和封装后的最终检验流程,同时也应用于量产前的设计评估和工艺开发评估,以及设备安装到最终产品后的系统级测试。Advantest凭借其高精度、高效率的测试设备,确保了半导体的质量和可靠性,为全球半导体产业链的稳定运行提供重要支撑。
日本DISCO(迪斯科)是全球半导体后道划片与减薄设备的领导者,相关设备全球市占率超2/3,配套的划片刀、减薄砂轮等精密加工工具市占率亦居全球前列,形成“设备+耗材”双轮驱动模式。专注于半导体晶圆的切割、研磨和抛光(即“切、磨、抛”)环节,提供从设备到配套工具的整体解决方案。设备以高精度、高可靠性著称,可支撑3nm及以下制程、SiC等第三代半导体加工需求。
除了三强,韩国近年也持续在半导体设备领域发力。2025年Q1韩国半导体设备市场表现突出,销售额同比暴增48%至76.9亿美元,超越中国台湾连续两季成为全球第二大市场。韩国半导体设备厂商在工艺布局上呈现“前道聚焦部分领域,后道整体具备竞争力”的特点,前道设备中,其在蚀刻、清洗、沉积(尤其热处理设备)工艺技术达到全球核心水平的60%-80%,沉积、热处理和平整化设备国产化率较高,而曝光、离子注入、测量分析设备技术基础薄弱。
前道主要厂商中,三星旗下的SEMES是韩国最大设备商,覆盖清洗、光刻工艺、蚀刻等前道设备及后道键合机等,连续6年跻身全球装备TOP10;Wonik IPS主攻PECVD设备,实现韩国金属CVD设备国产化;PSK等离子干法剥离设备市占率全球第一,拓展斜面蚀刻设备;Tes供应晶圆预处理设备,拟进军气体蚀刻设备。后道设备领域,除SEMES外,HANMI视觉贴装设备市占率第一,另外EO Technics的激光及相关设备,Intek Plus的视觉检测设备、GenesemEMI的屏蔽设备及测试处理器等亦具备竞争力。
同时,借生成式AI半导体产品需求增长之势,韩国在特制化设备方面积极突破。LG电子于2025年7月宣布进军关键设备领域,计划2028年前完成新一代“混合键合机”研发,以满足HBM(高带宽内存)市场扩张需求,而韩国企业在HBM领域优势显著,SK海力士和三星电子占据全球约90%份额。韩美半导体作为热压键合机领域龙头(占全球九成份额),将投入约1000亿韩元新建混合键合机工厂,预计2026年投产,SK海力士和三星电子也计划在2026-2027年引入混合键合机用于量产新一代HBM。
德国是除美国和东亚之外的重要半导体强国,依托在制造业及重工业领域的领先优势,稳居欧盟芯片制造业的领先地位。为推动先进芯片的本土生产,柏林近期加大了对外国半导体企业的补贴力度,这也是欧盟减少对东亚远端生产商依赖的重要举措,目标是到2030年将欧盟在芯片生产领域的市场份额从10%提升至20%。
德国的Aixtron(爱思强)是全球知名的沉积设备制造商,产品被广泛应用于制造基于化合物或有机半导体材料的电子和光电应用的高性能组件,在SiC、GaN功率半导体设备领域表现突出。德国的ZEISS(卡尔蔡司)是光学零部件巨头,在半导体制造的光学相关设备和技术方面具有优势。另外,德国FMD(微电子研究工厂)推出了Chiplet应用中心,依托APECS试验线的7.3亿欧元投资,聚焦Chiplet技术,推动德国在高性能半导体领域的发展。通快光电器件是全球VCSEL(垂直腔面激光发射器)和PD(激光二极管)解决方案的领导者,同时也是目前全球为数不多能够供应EUV光刻用激光放大器的厂商。
和德国类似,新加坡正凭借自身的比较优势与地理优势,在全球半导体市场中稳固地位并拓展新的细分领域,就其规模而言,在芯片制造及半导体制造设备方面占据着相当可观的全球市场份额。
中国市场:进口依赖与本土破局
中国是全球最大的半导体装备市场,但严重依赖进口。根据SEMI数据,2024年全球半导体设备出货金额飙升至1170亿美元,创下历史新高。其中,中国大陆市场销售额同比大涨35%,达到495.5亿美元,连续五年成为全球最大半导体设备市场。近年来,在中国大陆大规模晶圆厂建设的推动下,中国连续成为全球最大的半导体装备消费国。长江存储、长鑫存储、中芯国际等本土晶圆厂的扩产是主要驱动力。在“02专项”和国家大基金的支持下,中国半导体装备产业经历了从无到有的艰难突破,已在部分细分领域实现了从“0”到“1”的跨越,并开始迈向从“1”到“N”的产业化阶段。
北方华创是目前国内集成电路高端工艺装备的先进企业,也是国内产品覆盖度最广的半导体设备公司。公司除了不做光刻机,其余晶圆制造设备几乎都有涉猎。2023年,北方华创在全球集成电路装备企业排名中位列中国企业第1位,是全球半导体设备Top10中唯一的中国厂商,2024年全球排名从第八上升至第六。2025年,北方华创宣布收购芯源微,交易完成后,其产品矩阵将覆盖刻蚀、沉积、Track、清洗四大核心设备,平台化能力直追美国应用材料,成为全球少数具备“一站式供应”能力的厂商之一。
中微公司是国内领先、国际知名的高端半导体微观加工设备公司,其等离子体刻蚀设备已应用于国际一线客户的5nm产线,3D NAND存储设备全球份额跃居前五,MOCVD设备在全球氮化镓基LED市场占有率第一,支撑Mini-LED技术发展。公司2025年发布3D IC相关新品,并凭借CCP刻蚀设备在28nm以下制程中实现技术突破,其CCP电容性高能等离子体刻蚀机和ICP电感性低能等离子体刻蚀机,可覆盖国内95%以上的刻蚀应用需求。
至纯科技是国内半导体清洗设备与高纯工艺系统龙头,专注高纯工艺系统解决方案,其产品覆盖湿法清洗等环节,自主研发的高纯流体控制技术解决半导体污染问题,专利居行业前列。公司核心技术包括单片高温SPM工艺等,主要产品为半导体清洗设备,在28nm节点湿法设备开发完成且全工艺机台有订单,具备多细分领域市场竞争力。目前公司正筹划收购威顿晶磷83.7775%股份,交易完成后将完善泛半导体领域高纯电子材料业务版图。
拓荆科技作为国内薄膜沉积设备隐形冠军,核心产品PECVD、ALD、HDPCVD设备覆盖28nm及以上制程,2025年发布3D IC及先进封装新品,技术路线紧跟行业趋势;公司拥有703项专利,SACVD设备为国内唯一产业化产品,核心技术涵盖薄膜工艺设计、等离子体控制等,主要产品包括薄膜沉积及混合键合设备,在国内逻辑芯片、存储芯片等产线实现量产,性能达国际先进水平。
同为国内半导体清洗设备行业龙头,盛美上海核心技术包括SAPS/TEBO兆声波清洗、Tahoe高温硫酸清洗、无应力抛光、多阳极电镀等,主要产品为半导体清洗、电镀及先进封装湿法设备,其兆声波单片清洗、单片槽式组合清洗及铜互连电镀工艺设备技术达国际领先水平;公司以单晶圆清洗设备为核心,全球首创SAPS/TEBO技术解决28nm以下晶圆清洗难题,Tahoe设备减少硫酸使用量符合环保要求,产品覆盖清洗、电镀等环节。
作为细分领域的领军企业,京仪装备专注半导体设备温控系统及晶圆传片设备,核心技术涵盖制冷控制、精密控温、晶圆传控等,主要产品包括半导体专用温控设备、工艺废气处理设备及晶圆传片设备,应用于集成电路领域,是国内唯一实现半导体专用温控设备规模装机的厂商,也是极少数实现专用工艺废气处理设备规模装机的厂商,技术水平国内领先、国际先进。
华海清科是一家拥有核心自主知识产权的高端半导体装备制造商,其核心技术包括纳米级抛光、纳米精度膜厚在线检测等,主要产品有CMP(化学机械抛光)设备、减薄设备等。华海清科是国产12英寸CMP设备唯一量产企业,其Universal-300系列设备已进入中芯国际、长江存储等产线,2024年首台单片清洗机入列。
沈阳芯源微电子专注于半导体涂胶显影设备和清洗设备,核心技术涵盖前道涂胶显影、前道清洗、后道先进封装及化合物等小尺寸设备技术,主要产品为涂胶显影设备和单片式湿法设备,是国内唯一可提供量产型前道涂胶显影机的厂商,已完成前道晶圆加工环节28nm及以上工艺节点全覆盖,28nm以下工艺技术正在验证中,产品覆盖国内主流晶圆厂。
晶升股份是半导体专用设备核心选手,核心技术涵盖晶体生长设备建模与仿真、热场设计与模拟、自动化生长控制等,主要产品为长晶设备,应用于8-12英寸半导体硅片制造、6-8英寸碳化硅单晶衬底及G10至G12太阳能电池片等领域,凭借多领域技术开发经验形成丰富产品序列,可满足客户差异化、定制化需求,逐步成为国内具有较强竞争力的半导体级晶体生长设备供应商;公司单晶硅生长炉、碳化硅晶体设备应用于半导体材料生产,客户包括国内半导体材料厂商,正逐步打入国际供应链。
新凯来是国内半导体设备行业迅速崛起的重要力量,其前身是华为2012实验室星光工程部,通过“国家队资本+华为技术”模式,为发展筑牢根基。其主要业务聚焦半导体设备研发制造,2025年3月发布“峨眉山”等五款以名山命名的设备,产品线覆盖前道制造全环节。新凯来专注高端制程空白市场,通过与中芯国际等深度合作构建“研发-验证-量产”闭环,并自建测试晶圆厂,加速高端设备国产化进程。
中国半导体设备市场还有多家各具特色的公司:万业企业作为全产业链布局的“平台型公司”,其离子注入设备已进入28nm产线,客户覆盖主流晶圆厂;金海通是测试设备领域的“细分王者”,旗下测试设备打破国外垄断,2025年国产化率提升至12%;长川科技堪称检测设备的“国产先锋”,产品覆盖多个环节,市占率稳步提升;华峰测控是测量仪器的“国产标杆”,设备应用于功率器件等领域;中科飞测作为三维形貌检测的“技术突破者”,其无标记三维形貌检测技术填补了国产空白;新益昌则是封装设备的“细分龙头”,旗下固晶机等产品成功打入中高端市场;武汉精测是国内领先的半导体检测设备厂商,覆盖前道和后道工艺。
此外,被市场公认为“工业互联网第一股”的东土科技,近日通过设立控股子公司加码半导体设备智能控制领域,凭借国产化系统全栈解决方案成为该领域的重要参与者,其业务已从适配验证进入商业化落地阶段。
值得一提的是,“瓦森纳协定”等出口管制措施,特别是近年来美国对华在先进制程设备上的极限施压,严重限制了中国获取最先进装备的能力,但也在客观上加速了国产装备的验证和替代进程,为本土企业提供了一个“试用窗口”。
产业链生态:协同共进与战略博弈
中国半导体设备产业链中,上游为零部件及系统,零部件包括轴承、传感器、石英等,核心子系统涵盖气液流量控制、真空、制程诊断等;中游是光刻机、刻蚀设备、薄膜沉积设备等各类半导体设备;下游则应用于半导体制造。作为产业链中游的半导体装备产业,其发展与下游晶圆厂、终端需求以及上游零部件材料供应商紧密相连、休戚与共。
首先,设备商与晶圆厂的关系并非简单的买卖,而是深度的“共生”关系。新一代芯片制程的研发,必须由晶圆厂和设备商共同完成。台积电、三星的先进工艺突破,离不开与ASML、AMAT、Lam Research等巨头的紧密合作。设备进入晶圆厂需要经过漫长且严苛的验证流程,一旦进入,便会形成极高的替换成本和粘性。而设备商需要提供7x24小时的现场技术支持和高价值的耗材、零部件更换服务,这部分服务收入是其稳定的利润来源。
零部件与材料是半导体装备的关键“卡脖子”环节,一台先进的半导体设备由上万个零部件构成,其性能直接取决于这些零部件的精度和可靠性。一台先进的半导体设备由上万个零部件构成,其性能直接取决于这些零部件的精度和可靠性。如ASML光刻机的光源、光学系统;刻蚀机和CVD设备的陶瓷件、射频电源、MFC(质量流量控制器)、真空泵等,皆属于核心零部件。
美、日、欧企业同样在高端零部件领域占据主导地位。例如,美国MKS Instruments在射频电源和真空计领域领先,英国Edwards在真空泵领域强大。中国装备的自主化,最终离不开底层零部件和材料的自主化,这是一场更艰难、更需要耐心的“隐形战争”。
当前大环境上,半导体装备产业正面临技术、市场和地缘政治的三重挑战。我国半导体产业过去20年以“追赶”、“替代”策略融入全球产业链,虽积累了一定基础,却形成对外路径依赖,在美西方逆全球化脱钩下陷入战略被动,亟需从“依赖外部体系”转向“自主掌控发展”的新模式。
目前我国还需破解三大核心问题:一是半导体装备面临先进制程挑战,前道需突破共形掺杂、原子级ALD/ALE等技术以适配GAA晶体管,后道需针对先进封装研发矩形基板适配设备、玻璃基板专用设备并解决TSV高深宽比刻蚀与超薄晶圆处理难题;二是半导体设备核心零部件(如射频电源、真空泵等)因国内行业起步晚,技术与国际先进存在差距,面临“卡脖子”风险;三是产业存在低水平内卷,中低端产品产能过剩、企业同质竞争严重,叠加外部先进工艺限制与内部资本盲目涌入,导致创新资源浪费,阻碍产业向中高端突破。
但重重挑战之下,半导体装备产业也展现出一系列积极的发展趋势。首先,随着AI、大数据、物联网等新兴技术的蓬勃发展,半导体市场需求持续扩张,为半导体装备产业带来了新的增长动力。尤其是AI领域对高性能计算芯片的旺盛需求,促使晶圆厂加速扩产和技术升级,进而拉动对半导体设备的采购需求。根据SEMI预测,2025年全球OEM(原始设备制造商)的半导体制造设备总销售额预计将创下1255亿美元的新纪录,同比增长7.4%。在先进逻辑、存储器及技术迁移的持续推动下,2026年设备销售额有望进一步攀升至1381亿美元,实现连续三年增长,这为半导体装备企业提供了广阔的市场空间。
再者,技术创新推动着半导体装备向智能化、数字化方向发展。智能化设备能够实现生产过程的精准控制、实时监测和故障预警,有效提高生产效率和产品良率。例如,通过引入AI算法,半导体设备可以根据生产数据自动优化工艺参数,实现智能化生产。数字化技术则促进了设备的远程监控、维护和管理,降低了运营成本。此外,在先进封装、功率半导体、化合物半导体等新兴领域,半导体装备也迎来了新的发展机遇。先进封装技术如2.5D/3D封装、FOWLP(扇出型晶圆级封装)等,对封装设备提出了新的需求,推动了相关设备的研发和创新。功率半导体和化合物半导体在新能源汽车、5G通信等领域的广泛应用,也带动了相应制造设备的市场需求增长。
结 语
半导体装备产业是科技王冠上最璀璨的明珠,是衡量一个国家高端制造实力的终极标尺。它既是全球化的产物,也正成为地缘政治的焦点。这条路没有捷径可走,需要尊重技术规律、保持产业耐心、构建协同生态。
全球半导体产业的格局远未定型,在摩尔定律放缓和技术路径多元化的背景下,变局中永远蕴藏着机遇。中国半导体装备产业,唯有以恒心办恒业,以创新谋突破,方能在全球竞争中锻造出属于自己的国之重器,最终支撑起中国数字经济产业的坚实基础和未来。
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