中國半導體設備產業進入深水階段

當全球半導體產業進入後摩爾定律時代，當 AI 算力需求以指數級攀升，當美國對華半導體出口管制持續收緊，中國半導體設備產業，正站在一個歷史性的拐點上。

過去十年，我們見證了國產設備完成從研發到量產的跨越；而未來五年，將決定國產設備能否進入先進產線、能否支撐先進製程的邏輯晶片、能否滿足 HBM（高帶寬存儲）的堆疊需求、能否在最薄弱的環節實現真正的自主化。

2026年8月31日至9月2日，第十四屆半導體設備材料及核心部件展（CSEAC 2026）在無錫太湖國際博覽中心開幕。這場行業盛會，成為觀察國產半導體設備產業鏈的難得窗口。從工藝設備、量測檢測設備到先進封裝設備，我們走訪了多家企業，試圖回答一個問題：國產半導體設備，究竟走到了哪一步？

國產工藝設備已在大類別上實現突破。在光刻、蝕刻、薄膜沉積等規模最大的設備領域，已湧現中微公司、北方華創等平台型龍頭企業，各自在細分領域達到國內領先甚至全球前列。

中微公司作為國內刻蝕設備的絕對龍頭，近年來平台化戰略明顯加速。本屆CSEAC期間，中微公司宣布推出多款全新自主研發的高端微觀加工設備，包括Primo XD-RIE70到90比1極高深寬比刻蝕、Performo QuaStar系列P EC VD（包括 Performo QuaStar ON 和 Performo QuaStar GE）、Prefima UnicoreAM 原子層沉積金屬鉬設備、Preforma Uniflash 金屬矽化物集成系統及 PRISMO PDS8 碳化矽功率器件量產 HTCVD。這是繼今年 3 月發布四款新品後，中微公司在半年內又一次高密度新品集中亮相，實現了先進邏輯製程、功率半導體工藝、薄膜沉積、精密刻蝕等核心環節的全覆蓋，補齊了多場景、全鏈條的工藝設備解決方案能力。目前，中微累計已有超過 8800 個反應台在國內外 170 多個客戶、220 餘條晶片及 LED 生產線全面量產，並已在五個地區建立研發和生產基地。

上海微電子裝備展示了其前道KrF乾式光刻機、I-line掃描投影光刻機及相關核心分系統產品。其I-line掃描投影光刻機採用365nm波長光源，解析度達到280nm；KrF掃描投影光刻機採用248nm波長光源，解析度達到110nm。據了解，上海微電子的光刻設備客戶累計產量超過1000萬片。

然而，半導體設備的國產化，從來不是輕輕鬆鬆就能完成的。當我們把視線從規模最大的設備移開，會發現另一片深水區。那些技術難度高、但規模相對較小的設備，正成為國產設備商必須啃下的硬骨頭，離子注入機便是其中最具代表性的品類。

此前國內主要玩家包括中科信、凱世通等，但近年來多家企業湧入這一賽道。北方華創作為國產設備平台化的標杆，從刻蝕、薄膜沉積到清洗、熱處理等，已構建起國內最完整的半導體設備產品矩陣。本屆展會上，北方華創展示的一系列解決方案中出現了等離子體浸沒離子注入機和中束流離子注入機等產品。而晶盛機電也向前道設備擴展，其中便包含了其正在開發的離子注入機。據了解，晶盛機電開發的硅中束流離子注入機，目前正在下游客戶驗證中。

思銳智能在推進 ALD 業務轉型升級後，近年來亦佈局離子注入設備並取得突破。展會現場，思銳智能展示了 SR11 HEI 高能離子注入機系列、SR11 HCI 大束流離子注入機系列、SRII MCI 中束流離子注入機、SRII H 氫離子注入機和碳化矽離子注入機系列。據介紹，思銳智能目前出貨主要集中於高能離子注入機和大束流離子注入機，碳化矽離子注入機已進入驗證階段。

除了這些傳統半導體設備企業外，還湧現出完全專注於離子注入機的新銳企業。艾恩半導體在本屆CSEAC展示了Ai-250、Ai-300、Ai-80HC、Ai-200HC.D等系列產品，已形成覆蓋中束流、大束流、高能、特種等全譜系的離子注入裝備矩陣，涉及矽基與碳化矽兩大工藝路線，其碳化矽高溫離子注入機更已實現量產出貨。據艾恩半導體介紹，當前國內離子注入機整體國產化率不足15%，其中大束流機型國產化率不足10%，高能機基本為空白。而且，國際最先進的離子注入機已禁止向中國出口，連對應二手設備都無法採購，國內晶圓廠僅能使用老舊型號設備，嚴重影響良率和穩定性。雖然近年來，更多企業進入這一賽道，但當前國內可推出成熟產品的玩家數量整體較少，大部分還處於前期驗證階段，僅少部分企業實現了量產出貨。更關鍵的是，國內幾乎所有離子注入機廠商均未實現盈利，普遍處於高研發投入階段。

深水區之所以深，不僅因為市場規模小，更因為技術路徑的不可遷移。刻蝕機和薄膜沉積設備共享等離子體物理、真空腔體、射頻功率等核心技術底座，一家企業在刻蝕領域積累的經驗，可以複用到沉積設備上。但離子注入機完全不同，它的核心技術是離子光學、電磁質量分析、高壓加速，更接近粒子加速器而非傳統半導體工藝設備。刻蝕機的技術積累，幾乎無法遷移到離子注入機上。

多年前的數據顯示，國內前道量測設備的國產化率不足 10%，是所有半導體設備品類中最低的一環。量測設備雖不直接生產晶片，卻決定了一片晶圓是合格品還是廢品。在奈米級製程中，任何微小的缺陷、膜厚偏差或關鍵尺寸（CD）失控，都可能導致整批晶圓報廢。因此，晶圓廠對量測設備的信任門檻極高。但本次展會卻觀察到另一面，近年來國产量測設備已逐漸對標甚至達到國際先進水平，實現量產出貨。

中科飛測作為國內首家在量測檢測領域實現平台化布局的企業，自主研發推出了明場納米圖形晶圓缺陷檢測設備、暗場納米圖形晶圓缺陷檢測設備、無圖形晶圓缺陷檢測設備、三維形貌量測設備、晶圓介質薄膜量測設備、套刻精度量測設備、晶圓金屬薄膜量測設備和關鍵尺寸量測設備等系列產品。在泛半導體和工業檢測領域，還推出了OLED面板缺陷檢測設備和3D曲面玻璃量測設備。據介紹，這些產品已成功覆蓋國內多個一線集成電路大廠，已量產和正在驗證的設備種類佔質量控制設備市場總量超70%。工作人員表示，全系列設備累計交付量約1500台，具備成熟的量產交付經驗，產品性能已通過頭部晶圓廠的長期驗證，四大晶圓廠的高端明暗場設備已實現高比例替代，部分全新產線未採購KLA設備而直接採用飛測產品。

Yuwei Semiconductor showcased its product offerings across four key areas: mask substrate manufacturing, mask plate manufacturing, chip manufacturing, and advanced packaging. According to the introduction, its inspection equipment related to masks has made the fastest progress, with some devices reaching international top-tier levels and capable of complete replacement; these devices have already been adopted by China’s leading wafer fabs.

東方晶源展出的電子束量測檢測設備包括 CD-SEM（關鍵尺寸量測設備）、HV-SEM（高能電子束設備）、EBI（電子束缺陷檢測設備）和 DR-SEM（電子束缺陷複檢設備）。其中，EBI 設備可用於 ≥28nm 邏輯工藝、≥200 層 3D NAND 工藝，具備 100nA 級檢測束流和深度學習缺陷自動分類算法；HV-SEM 可用於 ≤14 nm 邏輯工藝、≥200 層 3D NAND 工藝和先進節點 DRAM 工藝，著陸能量可達 45 keV；CD-SEM 的量測重複性達 0.15nm，設備同一性達 0.1nm。

In addition to these mainstream flow detection devices, domestic flow detection equipment has also achieved breakthroughs in some emerging or niche technology fields, which, although small in market size, are crucial.

蓋澤科技展示了其 IR300 晶圓外延層膜厚量測設備、AP300 膜厚測量儀、ID300 晶圓內部應力檢測設備等產品。其中，IR300 採用傅里葉紅外（FTIR）技術，通過分析干涉信號計算膜厚。據介紹，此類設備的國產化自 2023 年啟動，此前國內市場同類產品以 Onto、Semilab 等海外品牌為主，當前國內大矽片廠商已基本轉向採用蓋澤的產品。

微崇半導體展出了其二次諧波晶圓檢測設備 ASPIRER 系列、熱波量測設備 BRAVERY 系列和超聲波掃描顯微鏡設備 CLARITY 系列等設備。其中，二次諧波檢測設備基於激光激發原理，用於檢測界面與膜層電學缺陷、表面電荷、晶格特性、結晶質量等，覆蓋薄膜、外延、刻蝕、擴散、清洗、CMP 等多道工藝環節後的無圖案晶圓檢測。據介紹，常規明場暗場、電子束檢測僅能觀測晶圓表面，無法捕捉內部界面資訊，當前無其他成熟替代檢測方案。而且，二次諧波檢測過程中激發點溫升僅 2-3 度，不會對晶圓本體造成額外損傷。微崇半導體表示，常規膜厚測量、明場暗場等光學檢測賽道已高度擁擠、內捲嚴重，因此團隊未選擇進入此類賽道。取而代之的是，他們將二次諧波檢測這一原理引入半導體量測領域。

雖然過去國內量測設備與海外的差距普遍較大，但近年來因下游客戶開放驗證、不再閉門造車，行業整體技術進展明顯提速。更關鍵的是，國产量測設備百花齊放，不僅在主要設備取得突破，更是在小眾、細分、新興賽道布局。不過，行業人士也表示，頭部晶圓廠在新採購設備時，仍會保留進口設備作為基準標尺，產品驗證需採用與海外同類型機台做 match 對照的方式，通過複刻海外機台檢測結果來驗證國產設備性能。

過去，封裝在半導體產業鏈中的地位僅是將已製造好的晶片包裝起來並連接線路，技術含量不高，附加價值也有限。但這一切在AI時代被徹底顛覆。在後摩爾時代，先進封裝成為延續算力增長的關鍵路徑。封裝不再只是簡單包裝，而是直接決定了晶片的性能、功耗和成本。而鍵合設備正是先進封裝的關鍵所在。根據鍵合對象劃分，主要分為W2W（晶圓對晶圓）與D2W（晶片對晶圓）兩類。

Qinghe Crystal專注於晶圓鍵合設備，展示了超高真空常溫鍵合設備、親水性/W2W混合鍵合設備、熱壓陽極鍵合設備、C2W/CWW混合鍵合設備等產品。其中，超高真空常溫鍵合設備採用超高真空離子束轟擊活化材料表面，無需加熱或退火即可實現牢固化學鍵。

拓荆科技帶來了 Dione 300 晶圓混合鍵合設備和 Pleione 300 HS 芯片對晶圓熔融鍵合設備。其中，Dione 300 是一款晶圓對晶圓（W2W）混合鍵合設備，應用於先進三維異構集成製程。而 Pleione 300 HS 熔融鍵合設備無需鍵合介質或黏合劑，可在室溫下實現直接鍵合，並可選擇已知良品晶片參與鍵合，從而大幅提升良率。

芯慧聯芯是混合鍵合設備領域的另一支重要力量，展示了 CANOPUS 系列 W2W 混合鍵合設備和 SIRIUS 系列 D2W 混合鍵合設備。芯慧聯芯表示，目前國內僅其與另一家廠商獲得 D2W 設備出貨。此外，芯慧聯芯還展出了相關量測檢測設備。工作人員表示，因鍵合設備研發階段需反覆驗證參數，使用外部設備無法區分問題來源，因此公司自研配套量測、鍵合強度檢測設備等。

星空科技裝備展示了晶圓級大晶片光刻與鍵合系統集成解決方案。其中，ICB 系列 D2D/D2W 鍵合設備鍵合後精度±0.3μm，iHC 3000 D2W 混合鍵合設備鍵合後精度±0.1μm，IAB 系列 W2W 鍵合設備鍵合後精度±2μm。

然而，從業者也表示，W2W 工藝早已成熟，真正的硬仗在 D2W。實際上，早在 2008 年，W2W 熔融鍵合便首次應用於 CMOS 圖像傳感器產品，實現光電二極管與金屬層上下置換，減少信號反射與串擾。2017 年索尼推出三層堆疊 CIS，2018 年長江存儲 3D NAND，2019 年 IM EC 背面供電技術先後應用了鍵合工藝。2022 年 MicroLED 晶圓級鍵合技術落地，2023 年三星將混合鍵合納入 HBM4 路線，2024 年推出垂直堆疊 VCT DRAM 架構。而另一方面，當前 D2W 混合鍵合設備主要由荷蘭 BESI 壟斷，全球範圍內，僅台積電具備 D2W 工藝量產能力。國內廠商雖然紛紛推出樣機，但幾乎都處於驗證階段，缺乏量產落地的成熟產品。D2W 之所以難，不僅在於設備本身，更在於產業生態的缺失。一是下游缺牽引，國內暫無 D2W 工藝量產客戶，下游無法明確具體工藝參數需求。二是驗證資源稀缺，頭部晶圓廠研發資源、高價值晶圓物料十分有限，新進入廠商難以獲得充足的產線驗證機會。三是跨環節協同門檻高，混合鍵合並非單一設備問題，需結合光刻補償等前道工藝能力，屬於跨環節的系統工程。而海外混合鍵合廠商均採用跨廠商合作模式整合各環節優勢模組，不存在獨立完成全鏈路業務的單打獨鬥主體。

除了半導體設備的國產化如火如荼，核心零部件的國產化也在加速。

隨著半導體先進製程持續升級，高端精密設備對運行穩定性、納米級定位精度、微振動抑制能力提出更高標準。單一零部件性能升級，已難以滿足當下精密工藝的複合化需求。過去相關核心零部件主要被國外廠商壟斷。而格藍若精密首發 SFE300B、SFL300A 兩款氣浮型主動減振新品，率先實現國產化突破。此外，格藍若精密還開發了高精密運動控制系統。據介紹，該系列產品核心性能與海外廠商 ACS 基本一致，可實現直接平替，後續僅需迭代完善功能模塊。

走完 CSEAC 2026 的展館，一個清晰的感受是：國產半導體設備產業，正在從關鍵突破邁向生態構建。隨著生態越來越完善，設備國產化逐漸進入深水區。過去涉足較少，甚至沒有涉足的領域也湧入了玩家。十年前，我們還在為有沒有國產刻蝕機、清洗機而焦慮；今天，我們已經可以討論有沒有全產業鏈設備，這是產業生態的質變。

但深水區的挑戰也擺在眼前。離子注入機的技術孤島、D2W 键合的量產空白、量檢測設備的信任門檻……這些都不是靠單點突破就能解決的，需要產業鏈上下游協同驗證、需要長期高強度研發投入。畢竟，容易的已經做完，剩下的都是硬骨頭。

本文來自微信公眾號「半導體產業縱橫」（ID：ICViews），作者：鵬程