一、晶圆制造设备是半导体设备的核心
从物理制造流程来看，集成电路制造可以分为晶片制造、晶圆制造和封装测试三个环节。IC 产业对设备的需要也都集中在这三个环节上。其中晶圆制造环节又称为前段（Front End），封装测试环节又被称为后段（Back End）。
图表：集成电路制造流程示意图
图表来源：公开资料整理
根据 SEMI 统计，全球半导体设备销售额中晶圆处理设备占比 80%，其中光刻设备、镀膜设备和刻蚀设备分别占 20%、15%和 15%，其他晶圆处理相关设备占 30%。
图表：晶圆处理设备占半导体设备 80%市场份额
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二、晶圆制造流程中需要使用大量专用设备
晶圆制造是 IC 生产环节中技术难度最大，也是价值量最高的一环。
晶圆制造的过程是将 IC 设计阶段所产生的电路设计成果转化到硅晶片上，并生产出能够实现设计功能的裸晶。制造环节主要的工艺包括薄膜、图形化、掺杂和热处理。随着集成电路技术的进步，目前使用的先进芯片大多具有几十层的结构，在生产的过程中需要反复多次进行薄膜、图形化、掺杂和热处理过程，因此也对相关设备产生了大量的需求。
图表：晶圆制造环节主要的工艺包括薄膜、图形化、掺杂和热处理，需要多次重复
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薄膜工艺是在晶圆表面形成薄膜的加工工艺，这些薄膜可能是不同的材料，并使用多种工艺生长或沉积而成。通用的沉淀技术包括物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）、蒸发和溅射、分子束、外延生长、分子束外延和原子层沉积（ALD）等。生长技术包括氧化工艺和氮化工艺等。
图形化工艺是通过一系列生产步骤将晶圆表面薄膜的特定部分除去的工艺，此后晶圆表面会留下带有微图形结构的薄膜。主要工艺是光刻。图形化是四个基本工艺中最关键的一步，确定了器件的关键尺寸。
参考观研天下发布《2018-2023年中国晶圆制造设备行业市场发展现状调查与未来发展趋势预测报告》
掺杂是将特定的杂质通过薄膜开口引入晶圆表层的工艺过程，可在晶圆表层建立兜形区。掺杂的主要工艺方法包括热扩散和离子注入两种。
热处理是简单的将晶圆加热和冷却来达到特定结果的制程。热处理并不会在晶圆上增加或减少任何物质，但可以消除离子注入所产生的损伤、改善金属导线性能或者去除晶圆表面光刻胶中溶剂。
一代设备，一代器件。薄膜、图形化、掺杂和热处理等工艺环节都需要使用对应的设备，常用的包括：扩散炉、氧化炉、CVD 炉、湿法刻蚀机、离子刻蚀机、光刻机、清洗机和抛光机等类设备。晶圆生产完成后，检验合格的产品会送往封装工厂进行封装。在封装测试环节会使用到划片机、键合机、测试机等设备。在提升芯片制程技术时，芯片制造厂商需要与设备产商协力研发新一代技术所需的专用设备，因此有了“一代设备，一代器件”的说法。
图表：晶圆制造和封装测试过程需要使用到大量高端专用设备
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三、未来几年国内设备投资规模有望达到年均千亿
全球集成电路设备市场规模在 800 亿美元左右。根据 IC Insight 统计，2017 年全球集成电路设备市场达到 912 亿美元，增长 36%。另外 IC Insight 预测未来 5 年全球集成电路设备市场规模仍然巨大，将保持在 800 亿美元左右。
图表：2017 年全球集成电路设备市场规模达到 912 亿美元
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晶圆设备投资是集成电路设备投资中最主要的部分。根据 SEMI 发布的世界晶圆产线报告，2017 年全球晶圆设备支出达到 570 亿美元，增长 41%，预计 2018 年将继续增长 11%至 630 亿美元。
图表：2017 年全球晶圆生产线设备支出达到 570 亿美元
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中国和韩国（三星与 SK 海力士天量投资）在晶圆生产设备上的投资是造成全球支出高速增长的主要原因。
图表：中国和韩国在晶圆生产设备上的投资是造成 2017 年全球市场高速增长的主要原因
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我们认为随着国内半导体行业投资的走高，国内设备厂商也将迎来一轮历史性成长机会。
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