半导体生产设备和材料，是半导体产品的最上游。全世界每年销售的生产设备和材料，加起来总共800多亿美元左右，如果仅仅从规模上来看，其实并不大，就算有个国家占据了全球50%的生产设备和材料的份额，一年销售额也就是400亿美元多点。这两个领域主要是技术门槛高，同时是制高点，因此可以起到控制他国集成电路发展速度的作用。
具体来说，根据国际半导体产业协会SEMI的统计，2016年全球半导体设备出货额412亿美元，全球半导体材料出货额443亿美元。
而据国际半导体产业协会(SEMI) 2018年1月26日公布的数据，2017年全球半导体设备商出货金额达到560亿美元，比起上一年大幅增长接近40%，创下历史新高。很遗憾的是，由于全球新建的12英寸晶圆厂在逐渐向中国集中，因此半导体设备采购额增长，很大程度上来自中国，在这个领域，我们处于受制于人的局面。
我们看下Gartner 2016年的全球十大半导体设备制造商排名，当然里面并没有中国公司出现，只有三个国家的公司上榜了，美国，日本和荷兰。
世界前三名是美国应用材料，美国Lam Research，荷兰ASML。接下来是第四名日本的东京电子，第五名美国的KLA Tencor。前十名的门槛为4.97亿美元，可以看出其实世界十强的门槛并不高，但就是这么低的门槛，也就是30多亿人民币，我国仍然没有一家企业入围，但是这也从侧面说明，我国有企业进入世界前十的日子已经不会太远。
世界十强里面，只有美日荷三个国家的企业入围。
美国三家应用材料，Lam Research（科林研发）和KLA Tencor，营收共计153.56亿美元，可以看出美国这三家就占了全球份额的接近37%。
其次是日本有五家，东京电子，Screen semiconductor(迪恩士)，日立先端科技尼康和日立国际电气，合计84.76亿美元。占全球20.6%，仅次于美国。
但是注意，日本虽然有五家，但是只有东京电子体量比较大，营收为48.61亿美元，比其他四家加起来还要多。
尤其是曾经在半导体设备制造盛极一时的尼康，现在年营收下滑到只有7.32亿美元了，日立国际电气也在2016年出现营收大幅下滑。
与此同时日本半导体设备制造的领头羊东京电子发展势头不错，日本迪恩士增速更是前十强中最高，因此东京电子，迪恩士，日立先端科技三家是日本的代表公司。
然后是荷兰有两家，没错荷兰居然有两家，一家就是大名鼎鼎的ASML，排名全球第三。
另外还有一家ASM International，两家合计55.88亿美元，占了全球的13.55%。
前十名只有美日荷，因此美国、日本、荷兰是世界半导体装备制造的三大强国。
当然，上面的数据只是设备的收入，实际上这些厂家除了卖设备以外，还有服务收入，比如说你工厂的设备出问题了，那么就只能找厂家来解决，这个可是要收费的。
因此如果全部收入加上的话，营收和利润是下面的图里面这样。以第一名的应用材料为例，设备收入为77.37亿美元，而总营收为108.25亿美元，可见服务收入也是很大的。实际上，凡是购买国外先进设备的中国公司，都应该知道洋人服务费收取的高昂，工程师按小时计费，备件贵的惊人，利润率甚至比卖设备更高。
那么我们关心的问题来了，中国的情况如何呢？
世界前十强的门槛是4.97亿美元，而中国2016年营收最高的半导体设备公司收入才9.08亿人民币，按照6.64的平均汇率计算，只有区区1.367亿美元，离世界十强的门槛还差了四倍。
中国半导体制造设备的现状是：星星之火，可以燎原，增速很快。2016年中国半导体设备销售收入总计57.33亿元，同比增长21.5%，其中前十强单位完成销售收入48.34亿元，同比增长28.5%，也就是说，前十强的增速快于整体增速，也就是市场集中度在不断提高，可喜可贺。
我们换成美元算一下，全球市场是412亿美元，中国设备厂家全部加起来才57.33亿元，差不多8.63亿美元，也就是差不多2%左右。
但是我们也要有信心，世界前十只有美国，日本，荷兰三强而已，这个产业玩家并不多，我们只要在里面，就是世界前五的水平，因为韩国的设备产业也比我国强。
目前我国保持超过20%的增速，差不多四年可以翻一倍，也就是到了2020年，我们就可以达到世界的4%了，再继续保持，到2025年就可以超过世界10%了，虽然比例和我国的国力不相称，但总算是世界主流玩家了，任重而道远啊。
另外还有一个，半导体生产设备由于其技术难度高的关系，每一种工艺设备基本都是前三名占据了全球90%的市场份额，可见其研发难度。
我们来盘点下中国半导体设备制造的十强，我们看下这十强里面有哪些有希望的公司。
下图来自中国半导体行业协会。
这里要澄清一下，半导体不只是集成电路，其他如LED发光二极管和光伏电池也是半导体，他们都是硅基的。
在晶圆制造中，总共有七大生产区域，分别是扩散(Thermal Process)、光刻(Photo- lithography)、刻蚀(Etch)、离子注入(Ion Implant)、薄膜生长(Dielectric Deposition)、抛光(CMP，即化学机械抛光)、金属化(Metalization)
这其中金属化，也就是把集成电路里的各个元件用金属导体连接起来，用到的设备也是薄膜生长设备，所以这两个区域的设备是类似的，应该算成是六大类生产设备。另外几乎每个区域都会用到清洗机，因为生产工艺越来越复杂，几乎每一两步就要对硅片清洗一次。
所以我们说是七大类生产设备：扩散炉，光刻机，刻蚀机，离子注入机，薄膜沉积设备，化学机械抛光机，清洗机半导体晶圆制造中最主要价值最贵的三类是镀膜设备（或者叫沉积设备，包括PECVD,LPCVD,ALD等）、刻蚀设备、光刻机，分别占半导体晶圆厂设备总投资的15%、15%、20-25%，当然这个数只是外界估计值，毕竟我们谁也不知道中芯国际，台积电购买设备的实际价格。当然，我们注意到了，光刻机最贵技术也最复杂，所以我们最关注光刻机。
排名第一位的，中电科电子装备公司，2016年的销售收入仅为9.08亿元。当然从名字我们可以看出来，这是国家队。实际上，中电科装备隶属于中国电子科技集团，集团旗下有一家大名鼎鼎的称霸全球的公司，就是海康威视。
不过中电科装备公司主营业务其实还是光伏部分，在集成电路晶圆制造的七大领域设备中，中电科电子装备公司在离子注入机和CMP（化学机械抛光机）两个领域实现了重大突破。
离子注入机是集成电路制造至关重要的核心装备——主要是将粒子注入到半导体材料中，从而控制半导体材料的导电性能，进而形成PN结等集成电路器件的基本单元。
电科装备目前是国内唯一一家集研发、制造、服务于一体的离子注入机供应商，电科装备在承担了02专项后，在离子注入机研发方面，一年迈上一个新台阶。我们要注意两个词，一个是唯一的一家离子注入机供应商，一个是02专项，实际上如果没有国家02专项的支持，我国离子注入机到现在还是一片空白。
那么电科装备的离子注入机到现在发展到什么水平了呢？如果是研发出来后就停留在实验室，那就让人遗憾了。
2014年，12英寸中束流离子注入机以优秀等级通过国家02专项实施管理办公室组织的验收。2015年，在中芯国际先后完成了55nm、45nm和40nm小批量产品工艺验证，这一年国产首台中束流离子注入机率先实现了量产晶圆过百万片。
到2017年11月，中束流离子注入机已经在中芯国际实现了稳定流片200万片，请注意这个数字在2015年还是刚刚突破百万片。
这个200万片意味着什么呢？2017年第三季度，中芯国际的实际产能为44.8万片。
从2015年的百万片，到2017年的200万片，两年时间国产离子注入机完成了100万片的生产量，而按照中芯国际2017年第三季度的实际产能计算，年产能为180万片左右。
因此我们可以合理估计，在七大类设备中的离子注入机，中芯国际产线的25%-30%左右已经基本实现了国产化。
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