据半导体工业协会（SIA）报告显示，2021年第二季度全球半导体销售额为1336亿美元，比去年同期增长29.2%，环比增长8.3%。在5G商用化、数据中心、物联网、智慧城市、智能汽车等一系列新技术及市场需求的驱动下，给予了半导体行业新的动能，预计半导体需求将在长期内继续大幅上升。

　　另一方面，疫情打破供给节奏，叠加需求爆发，全球陷入严重缺货潮。2020年底各类芯片陷入缺货潮，代工厂持续满载下开启扩产周期。

　　据SEMI报告指出，未来两年内全球预计将新建29座晶圆厂，建成后新增产能为260万片晶圆/月（按8英寸晶圆折算）。全球晶圆厂积极扩产，将拉动半导体设备市场规模高速增长，半导体设备开启向上周期。

　　各地区2021/2022年新建代工厂数量（个）

　　（图源：SEMI、民生证券研究院）

　　半导体设备指用于生产各类半导体产品所需的设备，属于半导体行业产业链的支撑环节，从流程分类来看，半导体设备主要可分为硅片生产过程设备、晶圆制造过程设备、封测过程设备等。这些设备分别对应硅片制造、集成电路制造、封装、测试等工序，分别用在集成电路生产工艺的不同工序里。

　　SEMI数据显示，2020年全球半导体设备销售额712亿美元，创历史新高。而中国是全球最大的半导体设备市场，市场规模在全球的占比逐年提升。

　　全球半导体设备季度销售额（亿美元）

　　（图源：wind、国盛证券研究所）

　　2016年-2020年，中国的半导体设备市场规模从64.6亿美元增长到了187.2亿美元，全球市场占比由15.7%上升至超过25%。综合来看，半导体设备市场规模持续提升，行业潜力巨大。

　　国产半导体设备“突围战”

　　根据中国电子专用设备工业协会（CEPEA）的统计数据，2020年国产半导体设备销售额约为213亿元，自给率约为17.5%。如果仅考虑集成电路设备，国内自给率仅有5%左右，在全球市场仅占1-2%。

　　国产半导体设备供需存在较大差距

　　（图源：SEMI、国盛证券研究所）

　　能够看到，目前我国半导体设备还是比较依赖进口，国产自给率较低。纵观全球半导体设备市场，整个行业呈现着高度垄断、强者恒强的局面。据Gartner数据显示， 2020年全球排名前三的企业合计占据超过70%以上的市场份额，行业马太效应十分明显，市场高度集中。

　　半导体设备对技术门槛要求较高，国内企业想要实现技术突围存在难度。但目前中国半导体设备行业也正处在快速发展的过程中。从市场角度来看，国内在清洗设备、炉管设备、干法去胶设备、刻蚀设备、抛光设备、镀铜设备等环节逐渐取得突破。在整个替代的过程中，已经有一批企业迈出了坚实的步伐，取得了一定的成果。

　　以清洗设备为例，清洗设备是晶圆厂新建产线中至关重要的设备之一，针对不同工艺的需求对晶圆表面进行无损伤清洗，从而去除半导体制造过程中的颗粒、金属污染、有机物等杂质。可以说，半导体清洗设备直接影响着集成电路的成品率，重要程度不言而喻。

　　根据SEMI预计，2021年全球半导体清洗设备市场规模将达到35.87亿美元。从当前全球清洗设备市场来看，市场份额主要由日本迪恩士半导体（DNS）、东京电子（TEL）、泛林半导体（Lam Research）等企业所垄断。

　　面对巨头环绕，回看国内市场，在清洗设备方面，主要有盛美半导体、北方华创和芯源微在此有所布局，不过三家业务重点各有不同，产品存在较大差异。盛美半导体主要产品为集成电路领域的单片/槽式及单片槽式组合清洗设备，产品线较为丰富，北方华创主要产品为单片/槽式清洗设备；芯源微目前产品主要应用于集成电路制造领域的单片式刷洗设备。目前在国内的国产清洗设备市场中，盛美半导体占据80%左右的市场份额，是目前国内市场份额最大、产品最全的清洗设备企业，承担着清洗设备国产化的重任。

　　对于半导体设备的行业格局与发展现状，盛美半导体董事长王晖表示，“从全球半导体设备产业发展历史来看，主要特点在于，一是设备龙头企业生存周期特别长，二是设备龙头企业由于布局较早，掌握着至关重要的IP技术，使得后来者在发展过程中一定会遇到IP障碍，这也是国内设备企业在发展过程中最大的挑战。”

　　据了解，盛美半导体主要产品包括半导体清洗设备、半导体电镀设备、立式炉管干法设备和先进封装湿法设备等。盛美半导体坚持差异化竞争和创新的发展战略，通过多年的技术研发和工艺积累，成功研发出SAPS/TEBO单片兆声波清洗技术、Tahoe单片槽式组合清洗技术，可应用于28nm及以下技术节点的晶圆清洗领域，可有效解决刻蚀后有机沾污和颗粒的清洗难题，并大幅减少浓硫酸等化学试剂的使用量，在帮助客户降低生产成本的同时，满足节能减排的要求。

　　此外，盛美半导体在电镀技术、无应力抛光技术和立式炉管技术等方面也积极布局，向全球晶圆制造、先进封装及其他客户提供定制化的设备及工艺解决方案，有效提升客户的生产效率、提升产品良率并降低生产成本。

　　以盛美半导体为代表的国内企业，在半导体清洗设备方面实现了从0到1的突破。回顾盛美的发展史，可以追溯到1998年，彼时，王晖博士在美国硅谷成立ACM Research，主要从事半导体专用设备的研发工作，发明了多阳极局部电镀铜、无应力铜抛光技术及工艺。其中无应力抛光设备销售给Intel及LSI Iogic。然而由于该技术太过超前，远远领先于当时的市场需求，没有实现产业化。

　　尽管经历过“先进技术无用武之地”的尴尬境地，如今，对于技术与市场之间的关系，王晖博士仍认为，小公司要专注于超前的先进技术，在大公司没精力顾及或看不上的细分领域抓住契机，通过差异化技术先拿到进到市场的入场券，后续再通过发力新兴市场以及处于发展势头中的市场，进一步把公司做大。

　　时间来到2005年，随着全球半导体产线向国内市场转移，半导体设备需求开始加大，同时上海市大力开发半导体装备产业，ACMR作为重点引进企业，成为新的发展契机。2005年，ACMR在上海投资设立了合资公司——盛美半导体设备（上海）股份有限公司，并将其前期研发形成的半导体专用设备相关技术投入合资公司，以全球最先进的铜互连制程技术及设备填补了上海半导体装备工业的空白。

　　盛美半导体设备（上海）股份有限公司

　　（图源：公司官网）

　　此后经过多年努力，盛美半导体在2008年终于迎来了技术突破，兆声波清洗技术SAPS研发成功。2009年盛美半导体首台12英寸单片清洗设备进入SK海力士（无锡）工厂，次年顺利进入韩国SK海力士开展产品验证，这也是中国本土高端12英寸半导体设备首次突破韩国市场，被韩国一流的半导体芯片厂商采用。2011年盛美半导体正式拿到SK海力士的订单，并于2013年获得多台重复订单。从产品进厂验证到正式获得订单，盛美半导体花了24个月的时间。

　　盛美半导体用于SK海力士12英寸45nm工艺的SAPS清洗设备

      王晖博士回忆到，这个过程殊为不易。因为半导体设备试错成本高昂，晶圆厂更愿意采用技术成熟的大公司的设备，对于一家半导体设备创业公司来说，即使产品性能、成本及各项参数都与国际大公司同类产品一样，在市场上也没有机会与国际大公司竞争。即便有了与国际大公司竞争的机会并不代表能赢得竞争，除非能为客户产生直接的经济效益，否则大厂几乎没有更换供应商的动力。

　　SK海力士之所以采购盛美半导体的设备，原因在于其清洗设备被证明在两道工艺上可实现1.5%的良率提升，这意味着月产10万片产品的产线，每年可以增加约7000万美元的利润，肉眼可见的经济效益帮助盛美半导体的清洗设备正式进入SK海力士的大生产线。

　　大厂的认可，加速了盛美半导体对半导体清洗技术的创新，此后又先后开发出了TEBO技术和Tahoe技术。2015年，兆声波清洗技术TEBO问世，作为全球首创可在3D细微结构上实现兆声波无破坏清洗的技术，有望解决14nm及以下FinFET细微结构清洗的难题；2018年，盛美半导体再下一城，发布Tahoe单片槽式组合清洗技术，可应用于45nm及以下技术节点的晶圆清洗领域，可有效解决刻蚀后有机沾污和颗粒的清洗难题，相对单片清洗设备可减少浓硫酸使用量80%以上，在帮助客户降低生产成本的同时，满足节能减排的要求。

　　同年，盛美半导体在湿法工艺的基础上开始向干法设备拓展，2020年推出了立式炉管设备，进一步丰富了公司的产品线，扩大了产品覆盖的市场领域。同时，随着产品和技术不断发展迭代，盛美半导体逐步将新的技术成果推向市场，目前已进入LPCVD（低压化学气相沉积）设备、氧化炉和扩散炉领域，并将于明年进入到ALD（原子层沉积）设备领域。

　　差异化策略和多元化产品布局

　　能够看到，从单一的清洗设备，到先进封装湿法设备，再到镀铜设备及无应力抛光设备，进而跨入干法设备领域，盛美半导体在不断增加产品矩阵的同时，向着多设备产品的国际化公司方向迈进。盛美半导体凭借先进的技术和丰富的产品线，已发展成为中国大陆少数具有一定国际竞争力的半导体专用设备提供商，合作客户包括国际大厂商SK海力士，国内中芯国际、华虹集团、长江存储、长电科技、通富微电、合肥长鑫、士兰微、芯恩、粤芯、晶合、卓胜微、积塔半导体、格科微、立昂微、上海合晶、盛合晶微等都是盛美半导体的客户，产品得到了众多国内外主流半导体厂商的认可，并取得了良好的市场口碑。

　　2020年，盛美半导体清洗设备全球市占率约为5%，在国内市场达到20%-30%。其中，盛美半导体设备能够占据长江存储最近一笔订单采购量的50%以上。未来，盛美半导体计划在国内客户清洗设备市占率达到50%以上，同时随着国外客户逐步稳定突破，未来在全球市场市占率也有望达到20%-30%。

　　王晖博士强调，想要和国际一线品牌竞争，后入局的玩家要在尊重IP的前提下，必须要做差异化，提供别人目前还未解决的问题，比如改善良率、提高经济效益等，半导体设备企业只能走差异化、系统化创新道路，才能进入国际市场。例如，盛美半导体利用TEBO兆声波清洗技术解决兆声波对图形硅片的破坏的世界性难题、Tahoe高温硫酸清洗设备极大地减少硫酸的用量等都是如此。

　　正是通过这种差异化的创新思路，盛美半导体才打造出了全球领先的技术。从盛美半导体的角度来看，未来五到十年将是中国设备企业发展的黄金时期，盛美半导体要脚踏实地把产品做好、做强，将清洗设备可覆盖的工艺范围从目前的80%提升至90%以上。此外，盛美半导体还将在镀铜、抛光设备、立式炉以及更多具有差异化技术的产品市场继续深入开拓，加快新设备研发速度和产品国际化，加强全品类的差异化创新优势，以及与客户之间合作关系，把握好中国半导体设备产业发展的黄金时期。

　　盛美半导体还在继续研发两款新设备，预计明年推向市场。该两款新设备可覆盖市场90亿美金以上。

　　寻求新台阶与新出口

　　原始创新及差异化创新是王晖博士眼中国产设备厂商追赶与超越的敲门砖。“技术不偏爱大公司或小公司，偏爱创新团队。因此，我们不能一直跟在主流厂商后面，要做一些有差异化的，新技术的探索和原始创新，在有余力和时间的前提下提前布局，把握市场机遇。”

　　从行业小兵到如今崭露头角，盛美半导体取得成绩的背后，重创新，重研发，重应用，立足于差异化创新，走差异化产品路线，力争做行业里面的“唯一”，而不是追随者。盛美半导体的成长路径、研发思路以及对于市场趋势的判断和把握，或将给本土设备厂商带来某种程度上的指导意义，为中国半导体设备企业进入全球产业链，与其它国际主流厂商良性竞争，共享全球市场，提供一条有迹可循的发展路径。

　　2017年，盛美登陆纳斯达克（NASDAQ）交易所，成为国内首家赴美上市的半导体设备企业。在半导体设备这个全球化产业中，赴美上市凸显出盛美的全球化战略和深远布局。

　　当前，盛美半导体又向科创板发起进军。上海证券交易所官网显示，2020年9月30日，盛美半导体获上交所科创板上市委会议审核通过，2021年8月17日，公司已正式注册通过。

　　王晖博士表示，科创板上市将使盛美半导体更加深植于中国市场，与中国半导体行业共同成长。未来，盛美也会坚持原始创新，走差异化道路，保持在纳斯达克及科创板双边的上市架构，服务好国内外客户，并积极向全球市场扩张，同时为公司全球客户和双边投资人创造更多的价值。

　　写在最后

　　当前，大陆半导体设备产业在经历依赖国外技术阶段、自主研发阶段后，初步进入本土替代阶段。从市场空间看，大陆已是全球半导体设备最大需求市场，本土Foundry、IDM等大规模扩产将推动市场持续增长。

　　随着去年以来的全球缺芯，全球晶圆厂掀起的扩产潮对半导体设备需求再次激增。国内半导体设备也由原来的依靠长江存储、中芯国际、华虹半导体等大厂订单拉动，逐渐转变为国内各类IDM厂商、特色工艺晶圆厂等多方位需求共振，国内半导体设备产业迎来了发展契机。

　　大市场+低自给率，叠加国产替代大趋势，本土设备厂商逐渐开始拿到订单，可以借此机会开发差异化技术。同时结合国内半导体设备企业靠近客户，快速响应的优势，向客户提供更好的服务。在此趋势和机遇下，本土半导体设备市场或迎来黄金增长期。

　　盛美半导体身处这轮产业变革之中，在新的震荡与机遇中按下了加速键，目标是未来成为全球半导体设备十强企业，为全球半导体设备行业的发展贡献力量。