摘要:当前,全球半导体设备市场呈现高度垄断格局——美日欧企业占据超过80%的市场份额,2024年全球半导体设备销售额达1171.4亿美元,而中国市场贡献了495.4亿美元,占比42.29%,连续五年成为全球最大市场。
“工欲善其事,必先利其器”,在集成电路制造的精密链
条中,半导体设备位于半导体产业链最上游,其技术水平直接决定了芯片的性能极限与产业高度。
半导体设备承担着将电路图形“雕刻”在晶圆上的重任,涵盖光刻、刻蚀、薄膜沉积等关键工艺,技术复杂度与难度极高,占据整个设备市场80%的份额。
当前,全球半导体设备市场呈现高度垄断格局——美日欧企业占据超过80%的市场份额,2024年全球半导体设备销售额达1171.4亿美元,而中国市场贡献了495.4亿美元,占比42.29%,连续五年成为全球最大市场。
而在美国宣布一系列针对中国的半导体出口管制措施的“科技霸凌”下,中国半导体设备制造企业在技术追赶的同时,借助政策扶持与市场需求双轮驱动,正在加速半导体设备国产化进程。
其中,作为中国半导体设备领域的头部企业,中微公司(688012.SH)凭借刻蚀设备的核心技术优势,在高端芯片制造环节实现了关键突破,获评制造业“单项冠军”,正在成为国产替代的重要力量。
刻蚀机制造冠军
中微公司成立于2004年,2019年登陆科创板后加速发展,公司始终聚焦半导体前道核心设备,目前开发的产品以半导体前道生产的等离子体刻蚀设备、薄膜沉积设备等关键设备为主,并开发了先进封装、MEMS、蓝绿光及紫外 LED、Mini-LED、Micro-LED 等泛半导体设备产品。
刻蚀机——“起家之本”与核心增长极。中微公司的主营产品——等离子体刻蚀设备和薄膜沉积设备是除光刻机以外,非常重要的、也是市场空间广阔的关键设备,该品类占据半导体前道设备约四分之一的市场份额。目前,公司已开发15种等离子体刻蚀设备,形成覆盖全制程的产品矩阵。
公司在这个领域的长期积累的优势集中表现在——研发的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以覆盖国内95% 以上的刻蚀应用需求,技术能力达到5纳米工艺水平。并且,等离子体刻蚀设备已应用在国际一线客户从65至5纳米及其他先进的集成电路加工制造生产线及先进封装生产线。此外,公司MOCVD①设备在行业领先客户的生产线上大规模投入量产,已成为世界排名前列的氮化镓基LED设备制造商。
2024年中微公司营收达90.65亿元,同比增长约 44.73%。其中,刻蚀设备贡献72.77亿元,占比超80%;MOCVD设备销售约3.79亿元,同比下降约18.03%,LPCVD②设备2024年实现首台销售,全年设备销售约1.56 亿元。
2025年第一季度公司实现营收21.73亿元,同比增长35.40%,迈入了保持营业收入年均增长大于35%的第14个年头;实现归母净利润3.13亿元,同比增长25.67%。一季度报显示,公司收入端实现较大幅度增长的主要原因是针对先进逻辑和存储器件制造中高端产品新增付运量显著提升,先进逻辑器件中关键刻蚀工艺和先进存储器件超高深宽比刻蚀工艺实现量产。
技术实力与研发投入双轮驱动。2024年研发支出达24.52亿元,同比大增94.31%。2025Q1研发投入为6.87亿元,较上年同期增长90.53%。此外,研发人员为1190人,占比为47.89%,硕士及以上学历超半数,形成了一支高水平的科研团队。
截至2024年末,公司累计申请专利2910项,其中发明专利占比83.3%,尤其在刻蚀领域,其“28/22/14/7纳米刻蚀机”系列获评国家级制造业“单项冠军”。此外,在高额研发投入支持下,中微公司的研发周期缩短(新产品开发从3-5年压缩至2年),能够更快进入市场。
目前中微公司在研项目涵盖六类设备,总共有超过二十款新设备在开发中。新产品开发已经取得了显著成效,近两年新开发的LPCVD薄膜设备和ALD薄膜设备,已有多款新型设备顺利进入市场并获得重复性订单。
业务多元化布局初见成效。除刻蚀设备外,中微积极拓展薄膜沉积设备市场。2024年,LPCVD设备实现首台销售,收入1.56亿元,ALD设备亦获重复订单,显示其在薄膜领域的突破潜力。尽管MOCVD设备收入同比下滑18%至3.79亿元,但公司在Mini-LED领域仍保持市占率领先,并着手开发碳化硅功率器件外延设备,布局第三代半导体市场。
从中微公司的发展轨迹,能够梳理出突围逻辑:以刻蚀设备为切入点,通过高强度研发构筑技术壁垒,再依托客户资源与产业链协同拓展多元品类,最终实现从“单一产品” 到“设备平台”的升级。
不过,结合2024年年报披露内容和宏观市场环境的迅速变化,公司依旧面临客户集中度高(前五客户占比70.22%)和国际贸易摩擦的双重压力。尽管美国对中国半导体设备的出口管制加剧了供应链风险,但这也倒逼国产替代加速。
国产替代进行时
作为全球最大的半导体消费市场,中国市场在人工智能、汽车电子、5G/6G等新兴应用持续催生海量需求,推动半导体产业链上游的设备市场迎来黄金发展期。
日本半导体制造装置协会数据显示,2024年全球半导体设备销售额为1171.4亿美元,其中中国大陆半导体设备销售额达495.4亿美元,同比增长35.37%,占全球比重从2015年的13.42%跃升至42.29%,十年间增长近3倍,成为全球增速最快、规模最大的设备市场。此外,内资晶圆厂的扩建潮与国产替代的旺盛需求,也正驱动行业产值加速向中国转移。
不过,在亮眼的市场数据背后,中国半导体设备产业仍面临“大而不强”的结构性挑战。
首先从竞争格局来看,全球半导体设备仍高度集中,海外龙头厂商仍处于垄断地位。根据IC Research统计数据,2024年全球前十大半导体设备厂商合计营收超1100亿美元,同比增长约10%。其中,荷兰阿斯麦(ASML)凭借在高端光刻机领域的垄断地位位列第一,三家美国企业——应用材料(AMAT)、泛林集团(LAM)和科磊(KLA)分列第2、3、5位,东京电子(TEL)则位列第4。唯一跻身前十的国产企业北方华创(002371.SZ)仅位列第六,与美日欧龙头存在显著差距,近些年营收快速增长的中微公司还未跻身国际头部梯队。
更关键的是,国产替代整体仍处早期阶段——尽管刻蚀、薄膜沉积、清洗等细分领域国产化率突破20%,但在光刻机、检测与量测设备、涂胶显影设备、离子注入设备等“卡脖子”环节,自主可控率仍旧较低,高端市场几乎被海外企业垄断。(图表1)
不过,值得关注的是,美系三大设备厂商(AMAT、LAM、KLA)来自中国内地的营收占比均超过35%,国际贸易摩擦加剧背景下,其设备进口成本显著上升,一定程度上为国产替代创造了市场窗口。
其次,从技术制程来看,中国设备厂商呈现“成熟制程全覆盖、先进制程待突破”的分化格局:在28nm及以上成熟工艺领域,刻蚀机、清洗机等设备已实现80%以上国产化,中微公司、北方华创等企业的产品进入国际一线客户供应链;14nm工艺国产化率提升至20%以上,部分刻蚀、薄膜设备实现小批量验证;但在7nm及以下先进制程,国产化率骤降至10%以下,核心设备仍依赖进口。
这种“阶梯式”技术差距,使得中国在存储芯片、逻辑芯片的先进制造环节仍受限于海外设备供应。
在我们描绘半导体设备国产替代的远大前景之时,必须意识到,技术追赶绝非朝夕之功——半导体设备涉及材料科学、精密制造、等离子体物理等多学科交叉,一台高端刻蚀机的研发周期长达5-8年,且需通过晶圆厂严苛的工艺验证。
当前,尽管国产设备在性价比、售后服务上具备优势,但在设备精度、制程覆盖广度、良率稳定性等核心指标上,与国际一流水平仍存在明显的差距。
站在产业变革的关键节点,中国半导体设备行业既要把握市场需求红利,更需突破技术深水区。
行业从20%到80%的国产化率跨越,不仅需要更多如中微公司这样的国产设备厂商持续高强度研发投入,更依赖半导体产业链协同创新——上游零部件、材料的自主可控,中游设备与下游晶圆厂的工艺匹配,以及跨学科人才的培养储备。这场以“自主可控”为目标的攻坚战,注定是一场需要十年磨一剑的长期较量。
①Metal-organic Chemical Vapor Deposition,金属有机化合物化学气相沉积,MOCVD设备是LED外延片生产过程中的关键设备
②Low Pressure Chemical Vapor Deposition,低压化学气相沉积
作者:景川
编辑:曹諵
来源:经理人杂志一点号