之前的两篇文章，我们介绍了一种新型的半导体材料——氧化镓，今天我们来介绍一下半导体设备。

半导体设备

半导体设备分为晶圆设备、封装设备和测试设备。晶圆制造的核心设备主要有光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备，分别占晶圆制造设备成本的30%、25%和25%。封装测试环节需要的设备主要有切割设备、测试机、分选机、探针台等。

从价值量来看，晶圆制造环节的难度远高于封测的难度，因此晶圆制造环节需要的设备价值也远高于封测，在半导体设备销售额中占比超过80%，封装设备占比7%，测试设备占比9%。

可以看到，在半导体设备中光刻机是其中最具价值的设备，可以说代表了现代制造业的珠穆朗玛峰。如果没有它，不管你是三星还是英特尔，也不管你有多少资本，你都没办法生产出最先进的芯片。

-光刻机-

芯片产业链

芯片产业链非常复杂，半导体设备属于中间产业链，其投资一般能占到整个半导体生产线投资的75%-80%，是占比最大的一个领域。我们从需求和供给两端来拆解一下这个行业。

从需求端来看，这是一个高成长性的行业，处于技术周期带来的景气度向上阶段。

一方面，半导体设备的需求和芯片制程有很大的关系，而芯片制程在快速进步。所谓制程，就是指在芯片中，晶体管最小可以做到多少纳米的尺寸。制程越小，整体功耗越低，性能越高，对制造设备的要求会更高，投资需求也会越大。以台积电为例，16nm制程1万片产能投资15亿美元，而7nm制程1万片产能投资估计30亿美元，5nm制程1万片产能投资估计50亿美元。每个节点的投资额都是加速攀升的。

另一方面，下游的5G、人工智能、物联网等新应用渗透率不断提升，推动芯片需求快速增长，很多晶圆厂产能吃紧。尤其是2020年以来为了应对各种芯片缺货，大型晶圆厂均有扩产计划，加大对设备的投资。2021年台积电资本支出金额将达250亿至280亿美元，创历史新高纪录；联电资本支出将达15亿美元，年增5成，中国大陆的华虹半导体、长江存储、广州粤芯等厂商也在加大设备采购力度。

正是在技术变革的推动下，半导体设备的市场进入了高景气周期。在2016年之前的十多年时间里，半导体设备市场规模一直稳定在300-400亿美元。但2017年后，随着全球晶圆厂和存储器对先进制程的投资增加，半导体设备的市场规模迅速攀升至500-630亿美元区间，增速达到10%-20%。国际半导体产业协会（SEMI）预计全球晶圆厂资本开支还将继续保持10%左右的增长。

从供给端来看，这是一个竞争格局非常清晰且高度集中的行业，龙头有绝对的话语权。

行半导体设备是一个典型的高成长、弱竞争的行业。半导体设备尤其是晶圆制造设备技术门槛高，单台价值量大，客户间长期合作了带来极高的壁垒，垄断程度高，细分市场基本上是一家独大。2020年行业整体CR3（AMAT、ASML、Lam）市场份额约占47%，CR5市场份额约占66%。

尤其是大家熟悉的光刻机领域，荷兰的ASML完全垄断了EUV光刻机设备，市占率几乎是100%，Intel、台积电、三星用来加工14/16nm芯片的光刻机都来自ASML。刻蚀设备方面，美国Lam全球占比53%，与AMAT和TEL CR3市场份额占比90%以上。薄膜设备方面，在PVD领域，AMAT占据了近85%的市场份额。CVD占30%。显影设备方面，TEL市占率达到87%。离子注入机和CMP方面，AMAT市占率达到70%。测试设备方面，泰瑞达和爱德万双寡头垄断了84%的市场份额。

-从晶圆到芯片-

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