另外需要注意的是，排名全球前5的硅片制造商中没有一家是美国企业，因此业内人士认为硅片材料被卡脖子的几率比较小。
下面我们主要分析的制造环节的技术现状。
从上图看晶圆制造过程中有几大重要的步骤：掩膜版投入、氧化、沉积、光刻、刻蚀、离子注入/扩散等，这几个主要步骤都需要若干种半导体设备，满足不同的需要。这些环节涉及的技术工艺如下图所示：
下面我们来详细介绍一下晶圆制造流程主要技术环节以及本土公司的技术现状：
1、掩膜（Photomask）
掩膜版的功能类似于传统照相机的“底片”，其工作原理如下：根据客户所需要的图形，掩膜版厂商通过光刻制版工艺，将微米级和纳米级的精细图案刻制于掩膜版基板上，掩膜版的原材料掩膜版基板是制作微细光掩膜图形的感光空白板，再将不需要的金属层和胶层洗去，即得到掩膜版产成品。
2、光刻、显影
在IC制造中，要想完成光刻，必须有光刻胶--要事先在硅片上涂上光刻胶。那什么是光刻胶？光刻原理具体是怎样的？光刻胶又称光致抗蚀剂，是一种对光敏感的混合液体。其组成部分包括：光引发剂（包括光增感剂、光致产酸剂）、光刻胶树脂、单体、溶剂和其他助剂。光刻胶可以通过光化学反应，经曝光、显影等光刻工序将所需要的微细图形从光罩（掩模版）转移到待加工基片上。依据使用场景，这里的待加工基片可以是集成电路材料，显示面板材料或者印刷电路板。
光刻的原理是这样的：上图中步骤1中的绿色部分代表红色部分多晶硅材料被涂上了一层光刻胶。在步骤2的光刻曝光过程中，黑色的掩膜遮挡范围之外的光刻胶被都被光刻光源照射，发生了化学性质的改变，在步骤3中表现为变成了墨绿色。在步骤4里，经过显影之后，红色表征的多晶硅材料上方只有之前被光罩遮挡的地方留下了光刻胶材料。于是，光罩（掩模版）上的图形就被转移到了多晶硅材料上，完成了“光刻”的过程。
在此后的步骤5到步骤7里，基于“光刻”过程在多晶硅材料上留下的光刻胶图形，“多晶硅层刻蚀”、“光刻胶清洗”和“N+离子注入”工艺共同完成了一个NMOS三极管的构造。
光刻胶是由成膜树脂、感光化合物和溶剂三种主要成分组成具有光化学敏感性的混合液体。全球前5大公司市场份额超过85%。而前4大光刻胶企业都是日本公司，分别是合成橡胶、信越化学、东京应化和住友化学。合成橡胶JSR是日本最大的合成橡胶生产公司，也是全球最大的光刻胶生产企业。
2.1超净高纯化学试剂
2.2光刻机
在上面的光刻胶工艺中介绍到了光刻机，通俗点说，光刻机就是给萝卜雕花的雕刻刀，只是原理比较复杂。目前，掌握全球领先光刻技术最领先的是荷兰的ASML。ASML占据全球80%市场份额，前天，ASML发了季度财报--上个季度，ASML卖了40台光刻机，利润87亿，这个挣钱能力估计让全世界都眼红，没有办法啊，人家现在是这个领域的唯一，我相信以后我们国产光刻机也有在这个领域大展风采。
2019年4月，武汉光电国家研究中心甘棕松团队，采用二束激光，在自研的光刻胶上，突破光束衍射极限的限制，并使用远场光学的办法，光刻出最小9nm线宽的线段。最终该光刻机样机，一举实现材料、软件和零部件的三大国产化，不过这还是研究级的产品吧。
3、蚀刻
狭义理解蚀刻就是光刻腐蚀，先通过光刻将光刻胶进行光刻曝光处理，然后通过其它方式实现腐蚀处理掉所需除去的部分。随着微制造工艺的发展；广义上来讲，刻蚀成了通过溶液、反应离子或其它机械方式来剥离、去除材料的一种统称，成为微加工制造的一种普适叫法。
刻蚀机和光刻机的区别：光刻机把图案印上去，然后刻蚀机根据印上去的图案刻蚀掉有图案（或者没有图案）的部分，留下剩余的部分。刻蚀相对光刻要容易。如果把在硅晶体上的施工比成木匠活的话，光刻机的作用相当于木匠在木料上用墨斗划线，刻蚀机的作用相当于木匠在木料上用锯子、凿子、斧子、刨子等施工。
4、离子注入（ionimplantation）
离子注入完成后，晶圆表面的光刻胶必须被清除掉。而注入区域(绿色部分)也已掺杂，注入了不同的原子。注意这时候的绿色和之前已经有所不同。
4.1电子特气
5、金属溅射/PVD/CVD
当把电路图刻到了晶圆上，做了各种清洗，注入了离子，有了开关特性后还需要把芯片上的电子元件连接起来才行，类似把所有的元件都摆放好了然后用导线把他们相互连接起来，这就需要用到溅射。
溅射主要是制备薄膜材料，是物理气相沉积（PVD）技术的一种。溅射原理是利用带电荷的粒子在电场中加速后具有一定动能的特点，将离子引向被溅射的物质制成的靶电极（阴极），然后靶材上的原子被轰出来，最后掉在单晶硅的基板上，然后形成特定功能的金属层，从而形成导电层或者阻挡层等，这就是金属化。当在芯片表面形成金属层后，再用光刻或者刻蚀，将不要的部分去掉，于是芯片表面就留下了金属细线，这就能让芯片上各种元器件连接起来了。
PVD设备被美国厂商主导，PVD仅应用材料一家就占据了74%的份额，其他沉积设备前三大厂商应用材料、Lam和Aixtron占据67%的份额。国内设备厂商中占有一定份额的是北方华创（PVD占比1.4%）。
国内集成电路沉积设备主要厂商为北方华创、沈阳拓荆、中天科技、苏美达、北玻股份和碧水源等，其中北方华创和沈阳拓荆近年来分别在技术储备以及客户认证方面取得良好进展。北方华创官网与年报显示，公司PVD设备应用跨越90纳米至14纳米的多个技术代，12寸PVD、ALD以及LPCVD设备进入集成电路主流代工厂。沈阳拓荆官网显示其PECVD、ALD上具有一定进展，其中12英寸PECVD设备，可用于40-28纳米集成电路的生产，并具有14-5纳米技术的延伸性。根据中国招标网，2018年中标长江存储PVD订单一共2台，均来自北方华创，2019年12台PVD中也有1台来自北方华创。同时2019年17台PECVD中有4台来自沈阳拓荆。
在制造过程中，除了PVD也需要CVD，PVD和CVD都是沉积膜质的：PVD是指物理气相淀积，不涉及化学反应，一般用于金属（如Ti，AL，Au）或者金属氧化物（如铟锡氧化物，氧化锌）。CVD指化学气相淀积，多用于电介质沉积（如SiO，Si3N4），主要用于沉积氧化硅、氮化硅、多晶硅膜层，根据用途不同，还可以细分为PECVD、LPCVD、ICPCVD等。
CVD(化学气相沉积)是指化学气体或蒸汽在基质表面反应合成涂层或纳米材料的方法，是工业中应用最为广泛的用来沉积多种材料的技术，包括大范围的绝缘材料，大多数金属材料和金属合金材料。其一般应用于集成电路制造、粉末合成、金属精致等。
全球CVD设备市场的主要企业有应用材料、泛林半导体和TEL这三家，据Gartner披露，这三家企业合计占据了全球近70%的市场份额。其中，应用材料所占市场份额为30%;泛林半导体和TEL各自占据21%和19%。目前全球主流的CVD设备仍为PECVD、APCVD和LPCVD，据Gartner数据披露，这三类CVD设备合计市场份额约占总市场份额的70%;其中PECVD的市场份额约为35%。
我国CVD设备的国产化率近年来虽然在不断增长，但整体来看仍然较低。从长江储存2017年至2020年2月CVD设备累计招标采购份额来看，仅有3%的CVD设备来自于我国国产企业(沈阳荆拓)，由此可见，我国CVD设备竞争力与海外知名企业相比仍具有一定的差距。
5.1高纯溅射靶材
在溅射中需要用到高纯溅射靶材、高纯溅射靶材主要是指纯度为99.9%到99.9999%的金属或非金属靶材。高纯溅射靶材包括铝靶、钛靶、钽靶和钨钛靶等。其中，8寸晶圆生产中主要用到铝靶和钛靶，12寸晶圆主要用到钽靶和铜靶。
2018年，全球半导体用靶材市场规模约为14亿美元，其中晶圆制造用靶材场规模为8.4亿美元，封装测试用靶材市场规模为5.3亿美元。
溅射靶材同样属于寡头垄断市场，主要企业包括日本日矿金属、美国霍尼韦尔、日本东曹、美国普莱克斯和日本住友化学等。国内生产溅射靶材的公司主要包括江丰电子、有研新材、阿石创、四丰电子和晶联光电。江丰电子在芯片靶材市场是唯一能与日本和美国竞争的中国企业。
图13|江丰电子目标是要成为全球最优秀的半导体材料企业
江丰电子官网称公司研发生产的超高纯金属溅射靶材填补了中国在这一领域的空白，结束了产品依赖进口的历史，满足了国内企业不断扩大的市场需求，成功获得了国际一流芯片制造厂商的认证，并在全球先端7nmFinFET(FF+)技术超大规模集成电路制造领域批量应用，成为电子材料领域成功参与国际市场竞争的中国力量。
目前江丰电子已经成为中芯国际、台积电、格罗方德、意法半导体、东芝、海力士、京东方、SunPower等国内外知名厂商的高纯溅射靶材供应商。
6、CMP抛光、清洗等
在上述步骤完成后，还需要抛光、清洗等步骤，这里需要用到CMP（化学机械研磨）设备，通过使用化学腐蚀及机械力对加工过程的单晶硅片和金属布线层进行平坦化。它不但能够对硅片表面进行局部处理，同时也可以对整个硅片表面进行平坦化处理，是目前唯一能兼顾表面的全局和局部平坦化的技术。CMP设备为CMP技术应用的载体，为集机械学、流体力学、材料化学、精细化工、控制软件等多领城最先进技术于一体的设备，一般由检测系统、控制系统、抛光垫、废物处理系统等组成，是集成电路制造设备中较为复杂和研制难度较大的设备之一，所用材料是抛光液、抛光垫等，这也是需要补齐的短板。
全球CMP设备市场的龙头企业主要为应用材料和荏原机械，两家龙头企业近乎垄断了全球CMP设备的市场，其中应用材料占据了全球CMP设备市场近70%的市场份额，荏原机械则占据了近25%。近年来，我国CMP设备制造技术不断发展，也出现了一批优秀的CMP设备制造企业，但从2019年华力微电子CMP设备累计招标采购情况来看，CMP设备成功中标的国产企业仅有华海清科和天隽机电，两者合计所占份额不足20%，可见我国CMP设备国产化率仍需提高。
在抛光材料方面，抛光液28nm及以上产品市场主要被日本的Fujimi、HimonotoKenmazai公司，美国的Cabot、杜邦、Rodel、Eka，韩国的ACE等公司所垄断，占据全球高端市场份额90%以上，其中Cabot多年占据市场份额首位。根据SEMI数据，国内CMP抛光液龙头安集科技占领22%，其余为中小厂商。
抛光垫也主要被Dow、Cabot、ThomasWest等外资厂商垄断，前五大厂商占据全球市场约90%，其中Dow占领79%的全球份额。在国内，Dow垄断中国近90%的CMP抛光垫市场供给，是国产替代的主要对象。
安集科技是我国化学机械抛光液唯一供应商。其产品包括不同系列的化学机械抛光液和光刻胶去除剂，主要应用于集成电路制造和先进封装领域。该公司化学机械抛光液已在130~14nm技术节点实现规模化销售，主要应用于国内8英寸和12英寸主流晶圆产线；10~7nm技术节点产品正在研发中。中芯国际、台积电均为安集科技的重要客户。
鼎龙股份也是国内CMP材料领先企业，今年上半年在国内多个晶圆厂包括长江存储、武汉新芯、中芯国际、合肥长鑫等取得重大进展。该公司称，匹配集成电路28nm技术节点的抛光垫量产技术已经趋于成熟，抛光垫的技术研发已全面进入14nm阶段，先进制程的技术工艺已上实现了重大突破，已开始向更高技术等级的产品发展。
在清洗方面，盛美半导体是国内清洗设备龙头，主要客户为长江存储、华虹半导体、中芯国际、SKHynix等，盛美半导体立足自主创新，通过多年的技术研发和工艺积累，成功研发出全球首创的SAPS/TEBO兆声波清洗技术和单片槽式组合清洗技术，可应用于45nm及以下技术工艺的晶圆清洗领域。
结论
从以上分析可以看出美国半导体设备公司的主要优势在于物理气相沉积设备PVD、检测设备、离子注入机和化学机械抛光设备CMP等半导体制造中的核心设备。化学气相沉积CVD、刻蚀设备等也具有较强的优势，而光刻胶、光刻机、氧化、退火、去胶等其他设备，日本和荷兰公司有较大优势，或并不弱于美国公司。在刻蚀、氧化炉管、清洗等少部分设备领域，中国公司虽有所突破，但与国外公司相比，仍然差距较大。
比较乐观的是目前我国在半导体制造链上各个细分环节上都有完整覆盖，虽然有差距，但是有的厂商的技术已经超越了28nm节点，达到国际先进水准，因此，我预测两年内，本土集成电路产业可以实现28nm节点自主可控，到时，我们完全有能力建造由本土技术设备组成的制造产线！
这里我也抛出一个话题：大家怎么看本土半导体产业链发展？我们是否可以打造出独立完整的产业链？欢迎讨论！
（部分信息来自知乎、文中半导体厂商官网、前瞻经济学人APP、互联网）