晶片生產過程中繞不開的十大設備廠商

在大基金和國家政策對半導體行業的支持下，國內的媒體和大眾都把目光投向了更切近消費端的fabless、fab和方案公司上。

不是很多人會把目光投向半導體設備和材料領域。

這兩塊作為半導體產業的上游，是半導體行業的根本，更是咽喉，我們今天來對半導體設備這個領域具體分析一下：

半導體設備的國內外差距

在說半導體設備之前，我們先說一下半導體這個行當。

從大的方向上來說，半導體市場可以分為集成電路、分立器件、光電子和傳感器四大領域，其中尤以集成電路所占的份額最為龐大。

根據美國半導體產業協會（SIA）發布的最新發布的數據顯示，2015 年全球半導體市場規模為 3,352 億美元，比 2014 年略減0.2%。

而集成電路的規模高達2,753 億美元，占半導體市場的 81%。

所以說集成電路是半導體產業的重中之重。

而根據SEMI公布的數據顯示，2015年全球半導體設備出貨金額為365.3億美元，低於2014年的375.0億美元（約1.23兆元台幣）銷售額。

此項統計包含晶圓前段製程設備、後段封裝測試設備以及其他前段設備。

其他前段設備包括光罩╱倍縮光罩製造、晶圓製造以及晶圓廠設施。

在這些設備採購份額中，台灣已連續第4年穩坐半導體設備最大市場寶座，設備銷售金額達96.4億美元，這主要得益於台灣本身在封測產業的興旺，台積電、聯電、矽品和日月光等，無一不是行業內名列前茅的代表，但其年增僅約2%。

而南韓與日本市場擴大並超越北美，分別排名第2及第3，其中，日本市場以年增31%居各市場成長之冠。

北美市場則是以51.2億美元（約1679億元台幣）金額落到第4位，年減幅度高達37%、歐洲市場年減約19%﹔

中國市場規模依舊超越歐洲市場及其他地區，年成長約12%。

高企的增長率除了國內對中芯國際、長電等企業的扶持外，還有就是格羅方德、台積電等知名企業和國內的合資或者投資建廠，給中國帶來了增長的機遇。

毫無疑問，中國在未來幾年在半導體設備方面有高速增長的需求。

但與高速增長需求不相匹配的是，國產半導體設備，尤其是在高端設備的缺失，提升了中國半導體產業的准入門檻。

根據 SEMI 的統計， 2014 年全球半導體設備市場規模為 375 億美元，前十大半導體設備廠商的銷售額為 351 億美元，市場占有率高達 93.6%，行業處於寡頭壟斷局面。

前十大半導體設備生產商中，有美國企業 4 家，日本企業 5 家，荷蘭企業1 家。

裡面難尋中國廠商的蹤影，這和近幾年中國飛速發展的fabless產業是格格不入的。

這也與今年國內推動的封測產業相去甚遠的。

如何提升國產設備的市場占有率就成為半導體從業者關注的另一個問題。

PS：需要說明一下，在2015年10月，半導體設備製造商Lam Research（科林研發）以約106億美元收購其競爭對手KLA-Tencor（科磊）公司，改變了設備市場的格局。

（從上下兩圖對比可以看出，國內外的差距多嚴重）

假設 2014 年國內半導體設備的銷售額為40.53 億元，僅占全球半導體設備市場份額的 1.7%，處於可以忽略的地位，半導體設備的落後程度可見一斑。

排名全球前十的半導體設備廠商詳解

我們知道，大體上，集成電路的生產應遵循以下流程。

從上圖可以看出，整個集成電路的打磨過程中，會涉及到各種各樣的設備。

我們就按照市場的占有率介紹一下前十的設備公司，並介紹一下他們的相關設備，並說明一下他們在半導體流程中充當什麼角色。

一、應用材料

按維基百科，應用材料公司是全球最大的半導體設備和服務供應商。

應用材料公司創建於1967年，公司總部位於美國加利福尼亞州聖克拉拉。

應用材料公司1984年進入中國，目前在上海，北京，天津，蘇州，無錫等地有辦事處或倉庫，在西安設有太陽能開發中心。

應用材料公司的主要產品為晶片製造相關類產品，例如原子層沉積，物理氣相沉積，化學氣相沉積，電鍍，侵蝕，離子注入，快速熱處理，化學機械拋光，測量學和矽片檢測等。

應用材料公司每年的研究經費達到約10億美元。

應用材料公司Applied Materials(AMAT)歷史沿革：

1967年，Michael A. McNeilly創立應用材料公司；

1972年，Applied Materials公開交易；

1984年，應用材料公司進入中國，目前在上海，北京，天津，蘇州，無錫等地有辦事處或倉庫，在西安設有太陽能開發中心（詳見下文）；

1996年11月，應用材料公司收購兩家以色列公司：1.75億美金收購Opal Technologies、1.1億美元收購Orbot Instruments；

2000年，Applied Materials收購Etec Systems, Inc.；

2011年6月27日，應用材料公司以2100萬美金收購以色列公司Oramir Semiconductor Equipment Ltd.；

2008年1月，Applied Materials購買義大利公司Baccini；

2009年，應用材料公司在中國陝西西安開設了其太陽能技術中心（Solar Technology Center）—是目前全球最大的商業太陽能能源研究和發展機構/設施；

2009年12月，Applied Materials完成對Semitool Inc.的收購；

2011年5月，Applied Materials宣布收購Varian Semiconductor；

2013年9月24日，應用材料宣布將透過換股方式，作價90億美元收購主要競爭對手東京電子（Tokyo Electron），2015年4月28日，應用材料與東京電子表示將取消業務合併計劃，因該合併未獲得美國司法部認可。

二、ASML

阿斯麥公司（台譯：艾司摩爾控股公司）ASML Holding NV(NASDAQ:ASML、Euronext:ASML)創立於1984年，前稱ASM Lithography Holding N.V.，於2001年改為現用名，總部位於荷蘭費爾德霍芬（Veldhoven），全職雇員12,168人，是一家半導體設備設計、製造及銷售公司。

公司主要從事半導體設備的設計、製造及銷售，ASML公司主要專精於晶片製造微縮影設備之設計製造與整合，積體電路生產流程中，其關鍵的製程技術則是微縮影(lithography)技術將電路圖影像投射在晶片上之曝光。

業務範圍遍及全球，生產與研發單位則分別位於美國康乃狄克州、加州，台灣以及荷蘭。

阿斯麥公司在世界14個國家和地區有50個子公司和生產據點，主要產品是用來生產大規模集成電路的核心設備光刻機，在世界同類產品中有90%的市占率。

阿斯麥公司（艾司摩爾控股）ASML Holding(ASML)簡史：

1984年，艾司摩爾從荷蘭著名電子製造商飛利浦獨立，此後致力於大規模集成電路製造設備的研究和製造。

根據摩爾定律不斷為提高單位面積集成度作貢獻。

2007年已經能夠提供製造37nm線寬集成電路的光刻機。

製造大規模集成電路時要對半導體晶圓曝光3，40次。

如何在不降低品質的情況下，減少曝光次數是曝光機的發展方向。

阿斯麥公司使用德國蔡斯公司的光路系統。

鏡頭使用螢石和石英製造。

曝光機是高附加值產品，一台新的曝光機動輒3000至5000萬美元。

但是研發周期長投入資金也相當巨大。

阿斯麥公司為半導體生產商提供光刻機及相關服務，TWINSCAN系列是目前世界上精度最高，生產效率最高，應用最為廣泛的高端光刻機型。

目前全球絕大多數半導體生產廠商，都向ASML採購TWINSCAN機型，例如英特爾（Intel），三星（Samsung），海力士（Hynix，KSE:000660），台積電（TSMC），聯電（(NYSE:UMC)），格羅方德（GlobalFoundries，格羅方德成立於2009年3月2日，是從美國AMD公司製造部門分拆出。

母公司分別為AMD及阿布達比的Advanced Technology Investment Company（ATIC），其中ATIC占公司股權65.8%）及其它台灣十二吋半導體廠。

目前（截至2012年，現在的不知道，誰清楚請告知）已經商用的最先進機型是Twinscan XT 1950i，每小時單位產出為260片（WPH）12吋晶片，屬於浸潤式（immersion）光刻機，用來生產關鍵尺度低於38納米的集成電路。

除了目前致力於開發的TWINSCAN平台外，阿斯麥公司還在積極與IBM等半導體公司合作，開發下一代光刻技術，比如EUV（極紫外線光刻），用於關鍵尺度在22納米甚至更低的集成電路製造。

目前阿斯麥公司已經向客戶遞交若干台EUV機型，用於研發和實驗。

同時，基於傳統TWINSCAN平台的雙重曝光等新興技術，也在進一步成熟和研發過程當中。

07年末三星（Samsung）宣布成功生產的36nm NAND Flash，基於的便是雙重曝光技術（double patten）。

2012年7月10日，英特爾斥資41億美元收購荷蘭晶片設備製造商阿斯麥公司的15%股權，另出資10億美元，支持阿斯麥公司加快開發成本高昂的晶片製造科技。

先以21億美元，收購阿斯麥公司10%股權，待股東批准後，再以10億美元收購5%股權，投注金額將以發展450mm機台以及EUV研發製造10nm技術為兩大主軸。

2012年8月5日，台積電宣布加入荷蘭阿斯麥公司所提出的「客戶聯合投資專案」（Customer Co-Investment Program），根據協議，台積電將投資ASML達8.38億歐元，取得阿斯麥公司約5%股權，未來5年並將投入2.76億歐元，支持阿斯麥公司的研發計劃。

2012年8月27日，三星宣布斥資5.03億歐元入股以荷蘭為基地的晶片商阿斯麥公司3%股權，並額外注資2.75億歐元合作研發新技術。

2012年10月17日，ASML Holding NV（ASML）與Cymer (原NASDAQ:CYMI)宣布簽訂合併協議，阿斯麥公司將以19.5億歐元收購Cymer所有在外流通股票，收購Cymer目的在於加速開發Extreme Ultraviolet半導體蝕微影技術，兩家公司董事會一致通過這件交易，Cymer股東將以每股收取20萬美元現金和1.1502股ASML普通股，收購價比Cymer過去30日均價高出61%。

三、Tokyo Electron

東京電子 ( Tokyo Electron ,8035.JP)成立於1963年，為全球第三大半導體設備生產商，提供給半導體與平面顯示器產業。

半導體生產設備，包括塗布機、電漿蝕刻系統、熱加工系統、單晶片沉積系統、清洗系統，用於晶圓生產流程，還提供晶圓探針系統。

平板顯示器生產設備，包括平面顯示鍍膜機、平面電漿蝕刻，及電漿體化學氣相沉積系統用於薄膜矽太陽能電池。

東京電子發展歷程：

1963年11月 - 由東京放送（TBS）成立東京電子研究所

1978年10月 - 東京電子研究所更名為東京電子

1980年 6月 - 在東京證券交易所第2部上市

1984年 3月 - 升格為在東京證券交易所第1部上市

1990年 8月 - 成立東電FE，開始研發製造LCD和FPD的設備

1994年 8月 - 總公司地址搬到赤坂TBS放送中心

2006年 4月 - 分割為東電AT，東電九州和東電軟體技術三個子公司

2008年 2月 - 和夏普合資成立東京電子PV

2013年 9月 - 和應用材料合併

2015年 4月 - 應用材料與東京電子表示將取消業務合併計劃，理由是該計劃未獲得美國司法部認可。

四、Lam Research

Lam Research Corporation成立於1980年，總部位於美國加州，是一家向全球半導體產業提供晶圓製造設備和服務的供應商。

公司主要設計、製造、行銷、維修及服務使用於積體電路製造的半導體處理設備，此外，還提供單晶圓清潔技術的多樣組合。

旗下子公司Customer Support Business Group提供可強化設備效能及效率的產品與服務。

該公司提供服務的範圍包括客戶服務、備用零件的供應、產品升級、產品蝕刻、沉積、去除光阻及清潔等服務，並還製造、銷售一系列的研磨、疊置及精密拋光等設備。

2012年6月，公司完成與Novellus Systems, Inc.合併。

科林研發公司（拉姆研究）Lam Research(LRCX)歷史沿革：

1980，David K. Lam創立科林研發公司；

1981，發布第一款產品——AutoEtch 480;

1984，首次公開發行IPO，登陸納斯達克；

1985，發布第一款oxide etch system——AutoEtch 590

1987，將總部搬到弗里蒙特Cushing Parkway，發布Rainbow 4400 Etch Series；

1990，進入中國大陸市場；

1997，收購OnTrak Systems, Inc.；

2001，獲得ISO 9001:2000質量體系認證；

2002，開設新品&技術發布網站MyLam.com；

2003，取得ISO 14001環境管理體系認證；

2012年6月4日，Lam Research Corp.(NASDAQ:LRCX)完成與加州上市公司諾發系統Novellus Systems, Inc., (NASDAQ: NVLS)的合併[股票代碼：NVLS，目前是生物製藥公司Nivalis Therapeutics]；

2015年10月21日，科林研發公司宣布將斥資106億美元， 以現金加股票的方式收購同業的美國半導體設備廠商科磊半導體（KLA-Tencor ）。

五、KLA-Tencor

科磊半導體（或：科天半導體、美商科磊股份有限公司）KLA-Tencor Corporation(NASDAQ:KLAC)創立於1975年，總部位於美國加州米爾皮塔斯，全職雇員5,880人，是全球前十大IC設備生產廠商，擁有晶圓檢測與光罩檢測系統。

KLA-Tencor Corporation是一家從事半導體及相關納米電子產業的設計、製造及行銷製程控制和良率管理解決方案商，其產品包括晶片製造、晶圓製造、光罩製造、互補式金屬氧化物半導體(CMOS)和圖像感應器製造、太陽能製造、LED製造，資料儲存媒體/讀寫頭製造、微電子機械系統製造及通用/實驗室應用等。

此外，科磊半導體公司還提供翻新的KLA-Tencor工具，連同其KT認證計畫予客戶製造更大的設計規則裝置及產品支援服務。

公司產品應用於許多其他行業，包括LED，資料儲存和太陽能等產業，以及一般材料的研究。

科磊半導體(科天半導體)KLA-Tencor Corp(KLAC)歷史沿革：

1975年，Ken Levy 和 Bob Anderson創立KLA Instruments，是KLA-Tencor Corporation的前身之一；

1997年，KLA Instruments 與同業公司 Tencor Instruments合併，成立KLA-Tencor；

1998年，KLA-Tencor收購Amray Inc.、Nanopro GmbH、Keithley Instruments, Inc.的 Quantox產品線、VARS、Uniphase Corporation的Ultrapointe分公司；

1999年，科磊半導體收購ACME Systems Inc.；

2000年，KLA-Tencor收購FINLE Technologies, Inc.，並從ObjectSpace Inc.手裡收購了Fab Solutions；

2001年，收購Phase Metrics；

2004年，收購Candela Instruments及Inspex, Inc.的矽片檢測系統業務；

2006年，收購ADE Corporation；

2007年，收購OnWafer Technologies、SensArray Corporation以及Therma-Wave Corporation；

2008年，收購ICOS Vision Systems Corporation NV、以及Vistec Semiconductor Systems的微電子檢測設備業務單元；

2010年，收購Ambios Technology；

2014年，收購Luminescent Technologies；

2015年10月21日，科林研發公司宣布將斥資106億美元， 以現金加股票的方式收購科磊半導體（KLA-Tencor ）

六、DNS（Dainippon Screen，迪恩仕）

SCREEN 集團專職研究開發各項半導體設備、液晶生產設備及專業級印刷設備，其集團公司包含全世界共有數十個服務據點，足跡遍及台灣、日本、美國、歐洲、中國大陸、韓國、新加坡等地。

迪恩仕總部位於日本。

從印前、印刷及相關設備到電子產業，迪恩士已在各個領域擴大了其業務範圍。

在「發展思路」的公司的原則指導下，以核心圖像處理技術為槓桿，不斷努力開創著新的業務和產品。

迪恩仕現在正在發展和生產印刷領域及世界領先的高科技領域的印刷技術數字化設備，如電子領域的半導體製造設備，FPDs （平板顯示器）和印刷電路板。

迪恩仕科技提供各領域之半導體晶圓設備，包含洗凈、蝕刻、顯影／塗布等製程用途，其中洗凈設備於半導體業界具有極高之市占率，同時隨著半導體製程技術進步不斷推陳出新設備產品。

七、Advantest

ADVANTEST公司1954年成立於日本東京，主要從事大規模集成電路自動測試設備及電子測量儀器的研發、製造、銷售和服務。

半個多世紀以來，公司憑藉其優秀的經營理念和尖端的技術，已成為全球最大的集成電力自動測試設備供應商之一，並在美國、歐洲、亞洲成立了多個子公司，就近向半導體行業提供完善的整體解決方案，及一流的售後服務。

ADVANTEST公司的產品主要分為集成電路自動測試設備和電子測量儀器兩大部分。

集成電路自動測試設備的產品包裹SoC測試系統、Memory測試系統、混合信號測試系統、LCD Driver測試系統、動態機械手等; 電子測量儀器產品則包括頻譜分析儀、網絡分析儀等。

近二十年來，作為半導體測試設備行業的領軍企業，ADVANTEST公司的產品銷售額和市場占有率在全球同行業中的排名一直數一數二，並在近幾年ATE測試設備的市場份額最新排名中依然榮居榜首。

ADVANTEST公司自二十世紀七十年代開始與中國展開技術交流，並與1993年正式進入中國市場。

目前在北京、上海、蘇州分別有註冊公司（分公司）。

其中技術工程師占60％以上。

八、Teradyne

美商泰瑞達Teradyne, Inc.(NYSE:TER)創立於1960年，總部位於美國麻薩諸塞州North Reading，全職雇員3,900人，是一家生產電子與通訊產品所需的自動化測試器材與相關軟體的自動測試設備公司。

美商泰瑞達(Teradyne)是一家自動測試機台的製造商(Automatic Test Equipment，ATE)，產品包括半導體測試系統、電路板與電話線與網路所需的軟體，2005年，泰瑞達公司在系統整合晶片的元件測試市場中，市占率最高。

國內外知名企業如Motorola, Philips Semiconductor, Texas Instrument, Cisco, 3Com，中芯國際，ChipPac, 華為，貝嶺等皆為公司客戶。

美商泰瑞達Teradyne(TER)歷史沿革：

1960 - Alex d』Arbeloff 和 Nick DeWolf創立Teradyne；

1961 - 發布第一個產品——二極體測試儀（D133）,由 Raytheon Company出售；

1966 - Teradyne發布第一款電腦控制晶片測試儀——J259；

1969 - Teradyne 在收購Triangle Systems後建立Teradyne Dynamic Systems；

1970 - Teradyne登陸紐交所，發行42萬股，股票代碼：TER；

1973 - Teradyne 在芝加哥建立 Teradyne Central來開發電信測試系統；

1973 - Teradyne發布全球第一款用戶線測試系統——4TEL；

1979 - Teradyne發布A300 Analog LSI測試系統，同年營業額突破1億美金大關；

1980 - Teradyne發布第一款電路/電路板功能測試系統組合——L200；

1981 - Teradyne發布第一款超大規模集成電路不停機測試系統——J941；

1986 - Teradyne發布第一款模擬超大規模集成電路測試系統——A500；

1988 - Teradyne發布第一款使用電子表格程序設計的基於PC的電路板測試儀——Z1800-Series.

1990 - Teradyne執行全公司的全面質量管理舉措；

1993 - Teradyne的4TEL電信測試系統獲得來自Deutsche Telekom的6300萬美元大單；

1996 - Teradyne 發布第一款基於VXI的在線測試系統——Spectrum 8800-系列生產測試平台（Manufacturing Test Platform）；

1996 - 發布Marlin Memory Test 系統；

1997 - Teradyne製造第一款可實時轉移的結構到功能測試系統——J973；

1997 - Teradyne發布第一款System-On-A-Chip測試系統——Catalyst；

1998 - Teradyne發布——J750，一個低成本設備的大批量測試解決方案；

2000 - Teradyne Japan Division發布新一代圖像傳感器測試系統——IP-750；

2004 - Teradyne發布為複雜的SOC器件提供高靈活性、高工作量以及高混合的測試系統——FLEX；

2006 - Teradyne將總部搬到麻薩諸塞州North Reading；

2008 - Teradyne收購Eagle Test 和 Nextest Systems；

2011 - Teradyne 收購 LitePoint；

2015 - Teradyne 收購 Danish company Universal Robots。

九、Hitachi High-Technologies

日立全球先端科技(HHT,8036.JP)為全球半導體設備大廠。

主要產品包括半導體設備、電子顯微鏡、液晶面板相關設備，FPD設備包括包括Array、Cell、Module、彩色濾光片之製程設備，包含玻璃基板表面檢查設備、曝光機、濕製程設備..等及醫療分析設備。

公司還提供鋼製品、非鐵金屬產品、綜合性樹脂產品、光通訊材料、石油化學產品等工業材料。

十、尼康

Nikon (7731.JP)成立於1917年，是總部設在日本東京，主要分四個事業領域，分別精密設備公司、映像公司、儀器公司及其他(包括CMP裝置事業、測量機事業、望遠鏡事業等)。

精密設備事業部是提供積體電路曝光機和掃描儀，用於在大規模積體電路製造；影像產品事業部提供的數位相機、膠捲相機及零件，包括可互換鏡頭、閃光燈、膠片掃描儀等；儀器事業部提供顯微鏡、測量儀器、半導體檢測設備。

其他還有提供運動光學產品，如望遠鏡、單筒/雙筒望遠鏡、雷射測距儀等。

半導體設備國產化需要解決的問題

行業專家莫大康認為，發展設備業之所以最為困難，除了資金、人才等問題，最關鍵是使用量太少。

作為一個曾在全球最大的半導體設備企業——美國應用材料公司供職多年的專家，他從五個方面總結了半導體設備國產化的難度：

一是半導體設備市場已日趨專業化和全球化。

當下，全球設備業通過兼并、淘汰，在每個細分市場中僅剩下1～2家、至多3～4家企業，競爭十分激烈，如光刻機領域ASML一家獨大，且均面向全球市場。

反觀國內企業，基礎較弱，有能力切入海外市場的很少。

二是半導體設備的獨特地位。

上世紀80年代末期開始，半導體設備企業開始把工藝能力整合在設備中，讓用戶買到設備就能保證使用，並且達到工藝要求。

因此有「一代器件，一代設備」之說。

這是半導體設備如此昂貴的原因，也是對國內企業的極大挑戰。

三是由於出貨數量少，設備企業難以負擔工藝試驗線的費用。

為此，國內只能採取對下游製造企業進行補貼，利用製造企業的產線幫助設備企業進行試驗的辦法，這種方式顯然多有掣肘。

一台設備從研發、樣機開始，必須經過大量矽片通過等工藝試驗，才能發現問題，並進行改型。

這樣的過程要重複多次，改型多次，才能最後定型。

並且出廠前要經過馬拉松試驗，測算平均無故障時間等。

四是韓國和我國台灣也曾致力於設備國產化，但成效不大，目前全球市場主要仍被美國和日本企業掌控，這也從側面體現了難度。

五是設備業需要產業大環境配合。

從成本構成來看，表面上我國設備企業和國外企業相差不大，如關鍵零部件都是採購而來，人員和管理費用也相仿，但是實際上，產業大環境卻十分不同。

比方說，西方的股權激勵制度更為靈活，員工積極性高;同是採購零部件，我國企業因為是進口，所以要承擔稅費，而且有些零部件訂貨需要出口許可證;因為訂貨量相對小很多，採購價格高;產業配套條件不同，如實現某些設計驗證國內企業要花更高的成本;缺乏人才等。

「實際上，國產設備的設計水平和國際水平相差並不大。

」莫大康強調，「嚴格來說，真正的差距在於，國產半導體設備尚處在樣機階段就交給客戶，這就會導致經常宕機，因此不太可能一上來就用在量產中，否則將會影響生產線運行。

」

毫無疑問，這個進程是曲折的，但前景是光明的，由於西方諸國對中國半導體技術的禁運和各種原因，或會從客觀上拖慢中國半導體的發展進程，如何推動半導體設備國產化是半導體從業者需要考慮的重要問題。

期待有大突破的一天。