设备作为集成电路产线投资最重要的一环，约 占总成本的 75%，贯穿集成电路制造的硅片制造、前道工艺（芯片制造）和后道工 艺（封装）整个过程。公司布局的刻蚀机、PVD、CVD、清洗机、炉管等设备处于前后道工艺中的关键环节，几乎占据晶圆制造设备投资的半壁江山。
刻蚀设备：IC 制程中图形转移的关键
刻蚀是将光刻得到的胶膜图形转移到硅晶圆表面的薄膜上，即利用光刻胶膜的覆盖和保护作用，以化学反应或物理作用的方式去除没有胶保护的薄膜，完成图形转移。目前，全球刻蚀设备市场主要以介质刻蚀和硅刻蚀为主，分别占据 48%和 47%的市场份额，而金属刻蚀仅占 3%，这与整个集成电路工艺从铝互连（刻蚀铝金属）转向铜互联（刻蚀介质）有关。半导体工艺的演进导致金属刻蚀与介质刻蚀此消彼长。
在半导体刻蚀设备领域，主要以拉姆研究、东京电子和应用材料三家供应商占据主导 地位，合计垄断全球 90%以上的市场份额。随着国内晶圆厂的逆势扩建，半导体刻蚀设备需求将持续增长，此前寥寥可数的国产份额有望迎来成长机遇。
半导体刻蚀机国产双雄对比：为了更加全方位的理解北方华创在半导体刻蚀机领域 的布局及竞争格局，选取上海中微半导体与公司进行对比分析。
北方华创主打硅刻蚀，中微专攻介质刻蚀。北方华创前身成立之初是为承接“十五”国家 863 计划集成电路制造装备重大专项-100nm 高密度等离子刻蚀机研发项目，如 今研发的 NMC612D 12 英寸硅刻蚀机可应用于 14nm 先进制程，深硅刻蚀设备 已进入东南亚市场。与之相对应的，上海中微专注于介质刻蚀研发，多年深耕使 其成为台积电 7nm 产线刻蚀设备 5 家供应商中唯一一家国产设备公司，2018 年 12 月，中微旗下 5nm 等离子刻蚀设备也顺利通过台积电的验证。中微的成功大大的增强了我国半导体核心设备打破国外垄断的坚定信念。
作为一种集物理、化学、材料、 流体力学、等离子物理等多学科交叉顶尖技术与一身的产物，半导体设备的研发 对人员素质要求极高。只有持续且高强度的研发投入，才能换来技术突破。北方 华创累计吸引来自美国、日本、加拿大等国的海外专家 50 余名，承担着多项国 家重大科技专项子课题的研发任务，先后完成了 12 吋 90-28nm 制程刻蚀机， 相关产品已处于产业化初期阶段。中微创始人尹志尧博士在半导体芯片和设备 产业有 35 年行业经验，组建的核心团队包括杜志游博士、倪图强博士、麦仕义 博士、杨伟先生、李天笑先生等 160 多位各专业领域的专家。此外从下游客户 分布来看，两家公司的下游客户均处于国内外晶圆代工的第一梯队。
在手订单方面，仅将北方华创电子工艺装备 部分与中微半导体进行比较，由于北方华创覆盖的半导体制造环节及下游领域较多， 具备较强的规模优势，同时保持较为稳健的增长率，2016-2018 年的复合增长率 达到 58.02%。中微近两年来在手订单同比增长率都保持在 100%以上。预收款 项方面，伴随国内半导体行业的快速扩张需求，近两年两者相对下游客户都体现 出较为强势的地位，2018 年两者的预收账单/在手订单都在 45%左右。
薄膜沉积：PVD、CVD 比翼齐飞
薄膜沉积主要包括物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）两种。其中，PVD 主要有热蒸发、溅射等方式；而 CVD 技术通过反应类型或者压力来分类，包括低压 CVD（LPCVD） 、常压 CVD（APCVD） 、高密度等离子体 CVD（HDPCVD）、 等离 子体增强 CVD（PECVD）、 金属有机物 CVD（MOCVD）以及原子层沉积（ALD） 等。由于CVD技术下具备较好的材料结晶性和理想配比，薄膜成分和膜厚容易控制， 淀积温度低，台阶覆盖性好等优势，因而得到广泛应用，在薄膜沉积技术和半导体设 备投资中，相较 PVD 占据较大份额。
PVD 设备目前由国外企业形成垄断，以北方华创为代表的国内玩家加速追赶。2018 年全球 PVD 设备市场中应用材料占比 85%。公司突破了溅 射源设计技术、等离子产生与控制技术等多项关键技术，实现后道用于 Al 或者 Hard Mask TiN 的薄膜制备设备国产化突破，设备应用跨越 90 纳米至 14 纳米的多个技术代，代表着国产集成电路薄膜制备工艺设备的最高水平，并成功进入国际供应链体系。 从 2012 年首台设备销售至今，实现超过 200 台设备销售，总计超过 800 万片量产。
CVD 设备中 PECVD 和 AP/LPCVD 占比大，市场空间可观。 CVD 设备占整个设备投资约 15%，推算 2018-2020 年国内晶圆厂建设对应的 CVD 设备市场空间分别为 157、162、172 亿元。北方华创凭借其在微电子领域十余年的 高端工艺设备开发经验，先后完成 PECVD、APCVD、LPCVD、ALD 等设备开发， 有望从快速增长的国内 CVD 市场斩获一定的订单份额。
目前国产 PECVD、AP/LPCVD 设备市 占率相对较低，市场格局呈现国外寡头垄断局面。PECVD 设备的全球前三大厂商应 用材料、东京电子、拉姆研究共占比 70%，AP/LPCVD 设备市场被美国 ASM、LAM， 日本 TEL 和丹麦 Tempress 等公司所把控，市场占有率超过 90%。公司部分产品在 先进生产线上已经实现国产替代。EPEE 系列 PECVD 设备可适用于 SiO2、SiNx、 SiOxNy 等多种介质薄膜沉积，在 LED 领域连续多年居于国内市场前列；SES630A 硅 APCVD 和 HORIS L6371 多功能 LPCVD 等系列产品，目前已拥有几十家客户成 功应用的案例，未来市场前景可期。
清洗设备：晶圆制造良率的守护神
随着半导体制程的进一步微缩，杂质含量对半导体良率的影响越来越大，而在半导体 制造中，颗粒、有机物、金属和氧化物等污染物往往难以避免，每个节点制程的提升 都将来增加约 15%的制造环节清洗步骤次数，目前的清洗步骤次数已达 200 次，在 全过程步骤次数中占比近 1/3。根据 Gartner 数据预测，晶圆制造清洗设备的市场空 间约 30 亿美元。
北方华创12 英寸单片清洗机产品已应用于集成电路芯片制程中的预清洗、再生清洗、铜 互连后清洗和铝垫清洗等工艺。与此同时，2018 年公司通过收购 Akrion 公司，公司 的清洗机产品线将得以补充，形成涵盖应用于集成电路、先进封装、功率器件、微机 电系统和半导体照明等半导体领域的 8-12 英寸批式和单片清洗机产品线。