半导体设备供应商TOP 20榜单背后
半导体设备厂商这几年无疑是受益最大的企业之一，各厂商的营收迎来了飞速发展的黄金时期。2021年半导体设备市场规模为1017.5亿美元，预计2027年将达到 1425.3 亿美元，预测期内复合年增长率为 4.08%。近日，我们对全球半导体设备供应商的营收进行了排名统计，并针对排名全盘分析了各国的实力情况，希望以此能够给读者以大局观。
鉴于汇率的变化，以及各设备厂商营收纷繁复杂，部分业务择不出，再加上个人经验和精力有限，可能不能详尽其实，本信息仅供大家参考。
如果从营业额体量来看，排在前四的第一梯队地位几乎无可撼动，受益于这几年半导体市场蓬勃发展，晶圆厂扩产新建，设备大厂的营收额逐年攀升，他们的营收额达到百亿美元的范畴。TOP4的门槛已经超过160亿美元，TOP5也需要80亿美元的营收，而TOP10的营收门槛大约要达到20亿美元。如果营收达到10亿美元，差不多可以进入TOP20行列。前五名半导体设备供应商贡献了行业约75%的营收。
在前20家全球半导体设备企业中，从企业所属国家和地区来看，有4家美国企业，2家荷兰企业，1家韩国企业，中国大陆和香港各一家入围，其余全是日本企业。
据日本半导体制造设备协会7月份发布的预期，预计2022年日本的半导体设备销售额将达到4万亿日元，比去年增长17%，日本半导体设备的销售总额从1万亿日元到2万亿日元用了大约22年，而从3万亿日元增长到4万亿日元只用了4年。日本半导体设备市场代表了全球半导体设备大环境的一个缩影。
日本半导体设备厂商数量多，但有隐忧
日本企业在涂布显影设备（Coater & Developer，92%）、热处理设备（93%）、单片式清洗设备（63%）和批量式（Batch）清洗设备（86%）、测长SEM（80%）等设备领域具有较高的市场占有率。此外，日本在CMP设备领域也占有较高的市占，例如日本的Ebara在逻辑半导体方面占有30%的市占率。
如果分析日本这些占有率高的半导体设备类型，它们往往是用来处理液体、流体、粉末等形状不固定的设备，这些设备所需要优化的参数多且复杂，日本厂商经过多年的经验积累形成了一套自己的Know-how，将这些设备的零件优化到了极致，且不容易被轻易复制。因此成为日本设备高占有率的源泉。
虽然日本整体在上述这些半导体设备市场占有率高，但市场规模却不大，这点从上述的日本设备企业的营收中也可以看出，除了排在第三的TEL之外，其他日系设备厂商的营收规模普遍较小。
而且，日本企业在 “干（Dry）设备”方面的占比较低，主要包括两大类：一类是使用光、电子束（Beam）的设备，如检测设备和曝光设备；另一类是使用等离子（Plasma）的真空设备，如刻蚀设备、CVD设备、PVD设备等。此外，日本在“物理（而非化学）”相关的设备方面占比也较低。
不仅如此，日本的半导体设备企业还有一大隐忧，那就是日本设备企业的增长潜力不大。日本设备制造商不仅没有显示出高增长潜力，相反，低增长的公司随处可见。日本分析师汤之上隆曾分析到，如下图所示，将每家公司在 2011 年的销售额标准化为“1”开始看，日本的Kokusai electric 2.47 倍，Ebara的增长率为1.81，佳能1.47倍、SCREEN 1.04倍、日立高新技术0.97倍、尼康0.16倍，而反观韩国的SEMES为4.33倍，欧洲的ASMI为3.46倍。增长率不高造成的后果就是，从2013年开始，整个日本在前端设备的份额就一直在下降。
资料来源：作者汤之上隆根据电子期刊《半导体制造设备数据手册》和野村证券数据制作
欧美企业牢牢“啃食”最大的设备市场
不同于日本设备企业，欧美企业虽然数量较少，但他们却主要集中在市场规模较大的设备领域，应用材料、AMSL、Lam Research和KLA这四家欧美设备制造商牢牢把握住了市场规模较大的领域的份额，这显示了西方公司独有的战略性质和集中度。
具体来看，在超过100亿美元的设备领域：ASML在164亿美元的光刻机设备市场中占据95%，Lam Research和应用材料合计占189亿美元的干法蚀刻设备的64.8%，约100亿美元。在价值104亿美元的外观检测设备中，KLA和 AMAT占据了73%的份额。在低于100亿美元的市场领域：AMAT在溅射设备44亿美元中占据86%的份额，在CMP设备28亿美元中占据68%，在图案检测领域占据35亿美元。
应用材料、ASML和KLA主要的收入是来自逻辑领域，Lam Research的大部分收入来自内存市场，所以Lam的收益往往会随着内存芯片周期而不是逻辑周期而波动。除了逻辑和存储这两大营收来源之外，其中值得一提的是，KLA在过程控制领域也拥有领先的市场份额，ASML在2021年的大部分收入来自“安装基础管理”，这显示了半导体设备公司的另一个收入驱动因素。
受益于晶圆厂的大幅扩产、新建，前道设备的需求还将继续加大。欧美设备厂商也已都纷纷表示出看好今年和明年的市场预期。例如，ASML预计2022年全年有望实现净销售额上升20%。此前曾表示，今年半导体设备出货量会比去年多，明年将比今年还多。该公司预计将产能大幅提高50%。
中国半导体设备企业蒸蒸日上
除了欧美日，国内半导体设备业这几年的发展蒸蒸日上，半导体设备国产替代的黄金浪潮开启。从国内半导体设备的整体类别而言，国产设备基本可以覆盖到半导体制造的各阶段所需，尤其在刻蚀、清洗、薄膜等设备方面表现突出。北方华创和中微公司是刻蚀设备领域的公司，中微公司的介质刻蚀已进入台积电5nm产线，北方华创在ICP（电感耦合等离子体）刻蚀领域较具优势，其14纳米等离子硅刻蚀机已成功进入主流项目产线。
根据CINNO Research统计发布的2021年国内上市公司半导体设备业务营收排名Top10，如下图所示。2021年半导体设备龙头企业北方华创半导体设备营收71.2亿元，同比增长71%；半导体刻蚀设备和沉积设备供应商中微公司营收31.1亿元，同比增长37%；清洗设备供应商盛美半导体业务营收15.5亿元，同比增长59%；半导体测试设备厂商长川科技营收15.1亿元，同比增长88%；封装设备供应商新益昌固晶机业务营收9.1亿元，同比增长71%；半导体测试设备厂商华峰测控营收8.8亿元，同比增长121%；半导体晶圆制造中的湿制程设备供应商芯源微2021年营收8.3亿元，同比增长152%；主营化学机械抛光设备的华海清科2021年营收8.0亿元，同比增长109%；半导体薄膜沉积设备供应商拓荆科技2021年营收7.6亿元，同比增长74%；清洗设备供应商至纯科技2021年半导体设备业务营收7.0亿元，同比增长222%。
2021年国内上市公司半导体设备业务营收排名Top10
（图自：CINNO Research）
虽然，目前国内半导体设备厂商的整体营收与国际大厂仍有差距，但其销售额和利润正在快速增长，在创新层面也不断有新的产品进入产业化阶段。2021年很多国产半导体设备实现了0-1的跨越，2022年将逐步进入到1-N的放量过程，预计国产替代的进度将不断加快。
中国是全球最大的半导体设备市场，随着需求不断上升而推动的高代工资本支出、工艺的开发、存储芯片的开发、环保生产驱动的光伏需求、LED、MEMS、功率器件和先进封装的需求不断增长，未来10年，中国将成为全球半导体芯片制造的中心。预计国内设备企业的市场占比将在未来几年内稳步上升。
韩国低调崛起
在设备类型方面，韩国主要在用于沉积工艺的热处理设备上在全球市场具有竞争力，但在曝光设备、离子注入设备和测量分析设备技术上基础相对薄弱。
韩国的半导体设备行业比较有名的是SEMES，SEMES也是韩国最大的半导体设备制造商，2021年其设备净销售额达到2万亿韩元，已经连续六年进入世界设备行业的TOP10。SEMES主要有半导体清洗、刻蚀、光刻设备，其中刻蚀设备正在供应三星的半导体产线。此外，SEMES还研发了半导体制造和物流自动化的关键设备OHT，此前该设备主要从日本进口，SEMES研发成功后具有显著的进口替代效应。
除了SEMES之外，韩国还有很多小型的半导体设备企业正在慢慢崛起，并实现国产化。Wonik IPS主要提供等离子化学气相沉积（PECVD）设备，其CVD设备以向SK海力士供应；PSK主要生产用于半导体蚀刻工艺的光刻胶去除设备(PRStrip)和氧化膜去除设备(干洗)；Jusung Engineering 提供原子层沉积设备 (ALD)；HANMI主要生产“视觉贴装设备”，在后道工序中切割和检查晶圆；此外还有半导体激光设备供应商EO Technics、检测设备Intek Plus等等。
据韩国相关研究机构的统计，韩国的设备国产化率大约是20%，韩国设备企业在世界半导体设备市场的份额估计只有4%。再加上，日本对韩国实行了一定的出口管制，因此，韩国这几年对设备业的重视程度逐渐提高，在政策方面，2019年8月，韩国政府公布了《加强材料、零部件和设备竞争力的措施》，以摆脱依赖外部的产业结构。近日，韩国政府又计划在未来5年对芯片行业投资340万亿韩元，计划到2030年在关键材料、零部件和设备国产化方面实现50%的自给率。
与此同时，作为韩国最大的半导体厂商，三星投资了多家半导体设备企业，如对晶圆抛光系统开发商KC Tech投资了207亿韩元，向刻蚀材料公司DNF投资了210亿韩元，此外还有半导体测试设备厂商YIK Corporation、真空泵设备厂商LOT Vacuum、晶圆清洗相关设备厂商New Power Plasma等等。SK集团的半导体子公司SK海力士计划在美国建设存储器半导体尖端封装制造设备和研发(R&D)中心。
晶圆代工被视为韩国半导体产业未来发展的重点领域之一，三星、SK海力士等韩国半导体企业也纷纷加码扩产，在发展晶圆代工业务的同时，相关的半导体设备市场也迎来了春天。
结语
当下，半导体产业受地缘政治、疫情等各种因素的影响，再加上处于半导体产业百年未遇之大变革时代，各国纷纷加强自主可控的意识，整个半导体设备市场也在暗流涌动。
本文参考资料
为什么日本的前处理设备份额下降？- 哪些元素不如欧、美、韩？来源：eetimes
为什么日本在半导体制造设备和材料中的份额如此之高？- “独特的日本气质”创造的竞争力 来源：eetimes
低调崛起的韩国半导体设备，来源：半导体行业观察
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