以集成电路各类设备销售额推算各类设备比例，在整个半导体设备市场中，晶圆制造设备为主体占比 81%，封装设备占 6%，测试设备占 8%，其他设备占 5%。而在晶圆制造设备中，光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备为核心设备，大约分别占晶圆制造环节设备成本的 24%、24%、18%。

上文提到，不同设备在半导体制造过程中分工不同，那么，光刻机、刻蚀机和薄膜沉积设备会在各个工艺环节起到什么作用呢？国内外各大半导体设备厂商，又在哪些子领域较为突出？

一分钟带你读懂半导体设备“分工”

光刻机

半导体芯片在制作过程中需要经历材料制备、掩膜、光刻、刻蚀、清洗、掺杂、机械研磨等多个工序，其中以光刻流程最为关键，光刻机是半导体芯片制造中最精密复杂、难度最高、价格最昂贵的设备，是整个制造流程工艺先进程度的重要指标。

目前市场最为广泛应用的是浸入式光刻机和 EUV光刻机。EUV 光刻机是最新的技术应用，其出现原因是随着制程不断微缩，在从 32/28nm 节点迈进 22/20nm 节点时，由于光刻精度不足，需使用二次曝光等技术来实现，设备与制作成本双双提高，摩尔定律失效，晶体管的单位成本首次出现不降反升。

虽然 EUV 光刻机早已开始出货，但由于其成本昂贵且交期长，一般的公司难以采购，因此现在光刻机市场主要以193nm ArF 光刻机为主。

刻蚀机

刻蚀也是集成电路制造工艺中的重要流程，是与光刻相联系的图形化处理的一种主要工艺。刻蚀利用显影后的光刻胶图形作为掩模，在衬底上腐蚀掉一定深度的薄膜物质，随后得到与光刻胶图形相同的集成电路图形。

刻蚀技术按工艺分类可分为湿法刻蚀与干法刻蚀，其中湿法刻蚀又包括化学刻蚀与电解刻蚀，干法刻蚀包括离子铣刻蚀、等离子体刻蚀与反应离子刻蚀。干法刻蚀则是目前主流的刻蚀技术，其中以等离子体干法刻蚀为主导。

等离子体刻蚀机是一种大型真空的全自动的加工设备，一般由多个真空等离子体反应腔和主机传递系统构成。等离子体刻蚀设备的分类与刻蚀工艺密切相关，其原理是利用低温等离子体中处于激发态的游离基和化学性质活泼的中性原子团，与被刻蚀材料间发生化学反应。

根据产生等离子体方法的不同，干法刻蚀主要分为电容性等离子体刻蚀和电感性等离子体刻蚀。电容性等离子体刻蚀主要是以高能离子在较硬的介质材料上，刻蚀高深宽比的深孔、深沟等微观结构；而电感性等离子体刻蚀主要是以较低的离子能量和极均匀的离子浓度刻蚀较软的和较薄的材料。这两种刻蚀设备涵盖了主要的刻蚀设备应用。

薄膜沉积设备

薄膜沉积工艺，是一连串涉及原子的吸附、吸附原子在表面的扩散及在适当的位置下聚结，在晶圆上沉积一层待处理的薄膜的过程。薄膜制备包括沉积法与生长法，其中以沉积法最为常见，涵盖物理沉积（PVD）与化学沉积（CVD）。

PVD 与 CVD 技术各有优缺，PVD 通过加热源材料，使原子或分子从源材料表面逸出，从而在衬底上生长薄膜，包括真空蒸镀和溅射镀膜。真空蒸镀指在真空中，把蒸发料（金属）加热，使其原子或分子获得足够的能量，克服表面的束缚而蒸发到真空中成为蒸气，蒸气分子或原子飞行途中遇到基片，就淀积在基片上，形成薄膜。溅射镀膜则利用高能粒子（通常是由电场加速的正离子如 Ar+）撞击固定表面，使表面离子（原子或分子）逸出。

CVD 单独的或综合地利用热能、等离子体放电、紫外光照射等形式，使气态物质在固体表面发生化学反应并在该表面上沉积，形成稳定固态薄膜。

除了上述提到的光刻机、刻蚀机和薄膜设备，还有离子注入、过程控制、表面处理、化学机械研磨和测试设备等等。

半导体设备巨头们的“占座”游戏

多数半导体设备厂商会在某个细分领域表现较为突出，比如阿斯麦（ASML），在光刻机领域占全球75%的市场份额，EUV光刻机更是占了100%，应用材料（AMAT）在薄膜沉积设备方面，处于领先地位，泛林半导体（LAM RESEARCH）是全球刻蚀机设备龙头等等。

阿斯麦（ASML）

成立于 1984年，是荷兰一家先进的半导体设备系统提供商，1995 年在纳斯达克市场公开上市。阿斯麦（ASML）主要提供光刻系统，为制造复杂的集成电路提供了一个产品组合。产品可分为 DUV、EUV 和应用三大类，自上世纪 80 年代以来，阿斯麦一共研发了 4 代光刻机技术，具体涵盖TWINSCANXT-NXT（DUV）、TWINSCAN NXE（EUV）、PAS 5500、PAS 2500/5000 等产品。

目前全球半导体制造流程用光刻机的生产厂商有 3 家，分别是阿斯麦、尼康、佳能，其中阿斯麦占有明显的垄断优势，一家独占约 75%的市场；而尼康、佳能则分别享有 11%与 6%的市场分额。

在高端光刻机方面，阿斯麦占有更高的市场份额，2017 年，阿斯麦的高端市场份额 88%。其中EUV 光刻机方面，阿斯麦占有率 100%，在 ArFi 机台方面，阿斯麦市占率 92%。

2017 年单台 EUV 机台平均售价超过 1 亿欧元，2018 年一季度的售价更是接近 1.2 亿欧元。而尼康与佳能的光刻机主要以i-line 光刻机产出为主，仅集中于中低端市场。

应用材料（AMAT）

成立于1967 年，是全球最大的半导体生产器材制造商。1972 年纳斯达克上市，1992 年成为世界上第一大半导体设备生产商并保持至今。该公司为全球半导体、平板显示器、太阳能光伏发电及相关行业提供制造设备、服务以及软件产品，产品包括：半导体圆片的化学蒸气沉积系统设备，半导体薄片装配，刻蚀及离子注入设备和 Precision5000 单芯片处理等。

在PVD 镀膜领域，应用材料（AMAT）约占全球市场份额的 85%，Evatec与真空技术则分别占比约 6%和 5%。

在CVD 镀膜领域， 头部三家约占全球市场份额的 70%以上，其中，应用材料占比 30%，东京电子占比 21%，泛林半导体占比20%。

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