半导体设备国产化，进入深水区

文 | 半导体产业纵横

当全球半导体产业进入后摩尔定律时代，当AI算力需求以指数级攀升，当美国对华半导体出口管制持续收紧，中国半导体设备产业，正站在一个历史性的拐点上。

过去十年，我们见证了国产设备完成了从研发到量产的跨越；而未来五年，将决定国产设备能不能进入先进产线，能不能支撑先进制程的逻辑芯片、能不能满足HBM（高带宽存储）的堆叠需求、能不能在最薄弱的环节实现真正的自主化。

2026年8月31日至9月2日，第十四届半导体设备材料及核心部件展（CSEAC 2026）在无锡太湖国际博览中心开幕。这场行业盛会，成为观察国产半导体设备产业链的难得窗口。从工艺设备、量检测设备到先进封装设备，我们走访了多家企业，试图回答一个问题：国产半导体设备，究竟走到了哪一步？

工艺设备：从大市场到深水区

国产工艺设备已在大品类上实现突破。光刻、刻蚀、薄膜沉积等市场规模最大的设备领域，已涌现中微公司、北方华创等平台型龙头，各自在细分领域做到国内领先甚至全球前列。

中微公司作为国内刻蚀设备的绝对龙头，近年来平台化战略明显加速。本届CSEAC期间，中微公司宣布推出多款全新自主研发的高端微观加工设备，包括Primo XD-RIE 70到90比1极高深宽比刻蚀、Performo QuaStar系列PECVD（包括Performo QuaStar ON和Performo QuaStar GE）、Prefima Unicore AM原子层沉积金属钼设备、Preforma Uniflash金属硅化物集成系统及PRISMO PDS8碳化硅功率器件量产HTCVD。这是继今年3月发布四款新品后，中微公司在半年内又一次高密度新品集中亮相，实现了先进逻辑制程、功率半导体工艺、薄膜沉积、精密刻蚀等核心环节的全覆盖，补齐了多场景、全链条的工艺设备解决方案能力。目前，中微累计已有超过8800个反应台在国内外170多个客户、220余条芯片及LED生产线全面量产，并已在五个地区建立研发和生产基地。

上海微电子装备展示了其前道KrF干式光刻机、I-line扫描投影光刻机及相关核心分系统产品。其I-line扫码投影光刻机采用365nm波长光源，分辨率达到280nm；KrF扫描投影光刻机采用248nm波长光源，分辨率达到110nm。据了解，上海微电子的光刻设备客户方累计产量超1000万片。

然而，半导体设备的国产化，从来不是轻轻松松就能完成的。当我们把视线从市场规模最大的设备移开，会发现另一片深水区。那些技术难度高、但市场规模相对较小的设备，正成为国产设备商必须啃下的硬骨头，离子注入机便是其中最具代表性的品类。

此前国内主要玩家包括中科信、凯世通等，但近年来多家企业涌入这一赛道。北方华创作为国产设备平台化的标杆，从刻蚀、薄膜沉积到清洗、热处理等，已构建起国内最完整的半导体设备产品矩阵。本届展会上，北方华创展示了的一系列解决方案中出现了等离子体浸没离子注入机和中束流离子注入机等产品。而晶盛机电也向前道设备扩展，其中便包含了其正在开发的离子注入机。据了解，晶盛机电开发的硅中束流离子注入机，目前正在下游客户验证中。

思锐智能在推进ALD业务转型升级后，近年来也布局离子注入设备并取得突破。展会现场，思锐智能展示了SR11 HEI高能离子注入机系列、SR11 HCI大束流离子注入机系列、SRII MCI中束流离子注入机、SRII H氢离子注入机和碳化硅离子注入机系列。据介绍，思锐智能目前出货主要集中于高能离子注入机和大束流离子注入机，碳化硅离子注入机已经进入验证中。

除了这些传统半导体设备企业外，还有完全聚焦离子注入机的新锐企业涌现。艾恩半导体在本届CSEAC展示了Ai-250、Ai-300、Ai-80HC、Ai-200HC.D等系列产品，已形成覆盖中束流、大束流、高能、特种等全谱系的离子注入装备矩阵，涉及硅基与碳化硅两大工艺路线，其碳化硅高温离子注入机更是已实现量产出货。据艾恩半导体介绍，当前国内离子注入机整体国产化率不足 15%，其中大束流机型国产化率不足 10%，高能机基本为空白。而且，国际最先进的离子注入机已禁止向中国出口，连对应二手设备都无法采购，国内晶圆厂仅能使用老旧型号设备，严重影响良率和稳定性。虽然近年来，更多企业进入这一赛道，但当前国内可推出成熟产品的玩家数量整体较少，大部分还处于前期验证阶段，仅少部分企业实现了量产出货。更关键的是，国内几乎所有离子注入机厂商均未实现盈利，普遍处于高研发投入阶段。

深水区之所以深，不仅因为市场规模小，更因为技术路径的不可迁移。刻蚀机和薄膜沉积设备共享等离子体物理、真空腔体、射频功率等核心技术底座，一家企业在刻蚀领域积累的经验，可以复用到沉积设备上。但离子注入机完全不同，它的核心技术是离子光学、电磁质量分析、高压加速，更接近粒子加速器而非传统半导体工艺设备。刻蚀机的技术积累，几乎无法迁移到离子注入机上。

量检测设备：国产化进展更快

前些年数据显示，国内前道量检测设备的国产化率不足10%，是所有半导体设备品类中最低的一环。量检测设备虽不直接生产芯片，却决定了一片晶圆是合格品还是废品。在纳米级制程中，任何微小的缺陷、膜厚偏差或关键尺寸（CD）失控，都可能导致整批晶圆报废。因此，晶圆厂对量检测设备的信任门槛极高。但本次展会却观察到另一面，近年来国产量检测设备已逐渐对标甚至达到国际先进水平，实现量产出货。

中科飞测作为国内首家在量检测领域实现平台化布局的企业，自主研发推出了明场纳米图形晶圆缺陷检测设备、暗场纳米图形晶圆缺陷检测设备、无图形晶圆缺陷检测设备、三维形貌量测设备、晶圆介质薄膜量测设备、套刻精度量测设备、晶圆金属薄膜量测设备和关键尺寸量测设备等系列产品。在泛半导体和工业检测领域，还推出了OLED面板缺陷检测设备和3D曲面玻璃量测设备。据介绍，这些产品已成功覆盖国内多个一线集成电路大厂，已量产和正在验证的设备种类占质量控制设备市场总量超70%。工作人员表示，全系列设备累计交付量约1500台，具备成熟的量产交付经验，产品性能已通过头部晶圆厂的长期验证，四大晶圆厂的高端明暗场设备已实现高比例替代，部分全新产线未采购KLA设备而直接采用飞测产品。

御微半导体展出了其在掩模基板制造、掩模版制造、芯片制造和先进封装四大领域的产品布局。据介绍，其与掩膜（Mask）相关的检测设备进展最快，部分设备已达海外顶尖水平，可实现完全替代，设备已进入国内头部晶圆厂。

东方晶源展出的是电子束量检测设备，包括CD-SEM（关键尺寸量测设备）、HV-SEM（高能电子束设备）、EBI（电子束缺陷检测设备）和DR-SEM（电子束缺陷复检设备）。其中，EBI设备可用于≥28nm逻辑工艺、≥200层3D NAND工艺，具有100nA级检测束流和深度学习缺陷自动分类算法；HV-SEM可用于≤14 nm逻辑工艺、≥200层3D NAND工艺和先进节点DRAM工艺，着陆能量可达45 keV；CD-SEM的量测重复性达0.15nm，设备同一性达0.1nm。

除了这些主流量检测设备外，国产量检测设备还在一些新兴或者细分技术领域实现突破，这些领域虽然市场规模不大，但却至关重要。

盖泽科技展示了其IR300晶圆外延层膜厚量测设备、AP300膜厚厚度测量仪、ID300晶圆内部应力检测设备等产品。其中，IR300采用傅里叶红外（FTIR）技术，通过分析干涉信号计算膜厚。据介绍，该类设备国产化自2023年启动，此前国内市场同类产品以Onto、Semilab等海外品牌为主，当前国内大硅片厂商已基本转向采用盖泽的产品。

微崇半导体展出了其二谐波晶圆检测设备ASPIRER系列、热波量测设备BRAVERY系列和超声波扫描显微镜设备CLARITY系列等设备。其中，二次谐波检测设备基于激光激发原理，用于检测界面与膜层电学缺陷、表面电荷、晶格特性、结晶质量等，覆盖薄膜、外延、刻蚀、扩散、清洗、CMP等多道工艺环节后的有、检测对象无图案晶圆。据介绍，常规明场暗场、电子束检测仅能观测晶圆表面，无法捕捉内部界面信息，当前无其他成熟替代检测方案。而且，二谐波检测过程中激发点温升仅 2-3 度，不会对晶圆本体造成额外损伤。微崇半导体表示，常规膜厚测量、明场暗场等光学检测赛道已高度拥挤、内卷严重，因此团队未选择进入该类赛道。取而代之的是，他们将二次谐波检测这一原理引入半导体量检测领域。

虽然过去国内量检测设备与海外差距普遍较大，但近年来因下游客户开放验证、不再闭门造车，行业整体技术进展明显提速。更关键的是，国产量检测设备百花齐放，不仅在主要设备取得突破，更是在小众、细分、新兴赛道布局。不过，行业人士也表示，头部晶圆厂新采购设备时，仍会保留进口设备作为基准标尺，产品验证需采用与海外同类型机台做match对照的方式，通过复刻海外机台检测结果来验证国产设备性能。

封装设备：从配角变成主角

过去，封装在半导体产业链中的地位，只是把已经造好的芯片包起来、连上线，技术含量不高，附加值也有限。但这一切，在AI时代被彻底颠覆了。后摩尔时代，先进封装成为延续算力增长的关键路径。封装不再只是包起来，而是直接决定了芯片的性能、功耗和成本。而键合设备正是先进封装的关键所在。按键合对象划分，主要分为W2W（晶圆对晶圆）与D2W（芯片对晶圆）两类。

青禾晶元专注晶圆键合设备，展示了超高真空常温键合设备、亲水性/W2W混合键合设备、热压阳极键合设备、C2W/CWW混合键合设备等产品。其中，超高真空常温键合设备采用超高真空离子束轰击活化材料表面，无需加热或退火即可实现牢固化学键。

拓荆科技带来了Dione 300晶圆混合键合设备和Pleione 300 HS芯片对晶圆熔融键合设备。其中，Dione 300是一款晶圆对晶圆（W2W）混合键合设备，应用于先进三维异构集成制程。而Pleione 300 HS熔融键合设备无需键合介质或粘合剂，可在室温下实现直接键合，并可选择已知良品芯片参与键合，从而大幅提升良率。

芯慧联芯是混合键合设备领域的另一支重要力量，展示了CANOPUS系列W2W混合键合设备和SIRIUS系列D2W混合键合设备。芯慧联芯表示，当前国内仅其和另一家厂商获得D2W设备出货。此外，芯慧联芯还展出了相关量检测设备。工作人员表示，因键合设备研发阶段需反复验证参数，使用外部设备无法区分问题来源，因此公司自研配套量测、键合强度检测设备等。

星空科技装备展示了晶圆级大芯片光刻与键合系统集成解决方案。其中，ICB系列D2D/D2W键合设备键合后精度±0.3μm，iHC 3000 D2W混合键合设备键合后精度±0.1μm，IAB系列W2W键合设备键合后精度±2μm。

然而，从业者也表示，W2W工艺早已成熟，真正的硬仗在D2W。实际上，早在2008 年，W2W熔融键合便首次应用于 CMOS 图像传感器产品，实现光电二极管与金属层上下置换，减少信号反射与串扰。2017 年索尼推出三层堆叠 CIS，2018 年长江存储 3D NAND，2019 年 IMEC 背面供电技术先后落地应用了键合工艺。2022 年 MicroLED 晶圆级键合技术落地，2023 年三星将混合键合纳入 HBM4 路线，2024 年推出垂直堆叠 VCT DRAM 架构。而另一方面，当前D2W混合键合设备主要由荷兰 BESI垄断，全球范围内，仅台积电具备D2W工艺量产能力。国内厂商虽然纷纷推出样机，但几乎都处于验证阶段，缺乏量产落地的成熟产品。D2W之所以难，不仅在于设备本身，更在于产业生态的缺失。一是下游缺牵引，国内暂无D2W工艺量产客户，下游无法明确具体工艺参数需求。二是验证资源稀缺，头部晶圆厂研发资源、高价值晶圆物料十分有限，新进入厂商难以获得充足的产线验证机会。三是跨环节协同门槛高，混合键合并非单一设备问题，需结合光刻补偿等前道工艺能力，属于跨环节的系统工程。而海外混合键合厂商均采用跨厂商合作模式整合各环节优势模组，不存在独立完成全链路业务的单打独斗主体。

核心零部件：国产化的下一站

除了半导体设备的国产化如火如荼，核心零部件的国产化也在加速。

随着半导体先进制程持续升级，高端精密设备对运行稳定性、纳米级定位精度、微振动抑制能力提出更高标准。单一零部件性能升级，已难以满足当下精密工艺的复合化需求。过去相关核心零部件主要被国外厂商垄断。而格蓝若精密首发 SFE300B、SFL300A 两款气浮型主动减振新品，率先实现国产化突破。此外，格蓝若精密还开发了高精密运动控制系统。据介绍，该系列产品核心性能与海外厂商ACS基本一致，可实现直接平替，后续仅需迭代完善功能模块。

走完CSEAC 2026的展馆，一个清晰的感受是：国产半导体设备产业，正在从关键突破迈向生态构建。随着生态越来越完善，设备国产化逐渐进入深水区。过去涉足较少，甚至没有涉足的领域也涌入了玩家。十年前，我们还在为有没有国产刻蚀机、清洗机而焦虑；今天，我们已经可以讨论有没有全产业链设备，这是产业生态的质变。

但深水区的挑战也摆在眼前。离子注入机的技术孤岛、D2W键合的量产空白、量检测设备的信任门槛……这些都不是靠单点突破就能解决的，需要产业链上下游协同验证、需要长期高强度研发投入。毕竟，容易的已经做完，剩下的都是硬骨头。