芯耀
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中芯國際創(chuàng)始人張汝京對我國集成電路產(chǎn)業(yè)曾有過這樣的點評，“我國半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展最薄弱的環(huán)節(jié)就是材料和設備，但這也意味著市場機遇。”經(jīng)過長期發(fā)展，我國企業(yè)在半導體應用、封裝測試領域已發(fā)展到全球領先，擁有了完整的終端產(chǎn)業(yè)鏈，但在產(chǎn)業(yè)鏈前端環(huán)節(jié)非常薄弱。關于材料以及封裝 ，小編在前文都有提及，感興趣的朋友可以去看一下。這一篇文章，我們將著重來說半導體設備。
半導體設備是半導體產(chǎn)業(yè)最為重要的一環(huán)，是生產(chǎn)部門不可或缺的生產(chǎn)資料。從半導體產(chǎn)業(yè)鏈中可以看出，無論是上游設計制造，還是下游封裝測試，幾乎每一個產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)都需要相關設備的投入。半導體設備主要應用于 IC 制造（前端設備）、IC 封測（后道設備）兩大領域。
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其中，IC 制造設備又包括晶圓制造設備和晶圓加工設備。其中晶圓制造設備主要由硅片廠（如 SUMCO、金瑞泓、上海新昇）進行采購，最終產(chǎn)品為硅片；晶圓加工設備主要由代工廠（Foundry，如臺積電、中芯國際、上海長虹）或 IDM 企業(yè)（如 Intel、Samsung）進行采購，最終產(chǎn)品為芯片；IC 封測設備通常由專門的封測廠（如日月光、Amkor、長電科技）進行采購，包括揀選、測試、貼片、鍵合等多個環(huán)節(jié)。
半導體設備格局一覽
據(jù) Gartner 統(tǒng)計，全球規(guī)模以上晶圓制造設備商共計 58 家，其中日本的企業(yè)最多，達到 21 家，占 36%，其次是歐洲 13 家、北美 10 家、韓國 7 家，而中國大陸僅 4 家，分別是上海盛美、上海中微、Mattson（亦莊國投收購）和北方華創(chuàng)，占比不到 7%。
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從半導體設備需求端來看，近幾年銷售額前三大地區(qū)分別是韓國、中國臺灣和大陸。從半導體設備銷售額情況看，從 2014 年開始，北美半導體設備投資逐年減少，日本基本維持穩(wěn)定，整個半導體制造的產(chǎn)能轉(zhuǎn)移到了韓國、中國臺灣和大陸三地。另外，從這三個地區(qū)市場份額占比來看，中國大陸買家買下了全球 15%的半導體設備，市場份額提升了近一倍，且一直處于穩(wěn)步上升的狀態(tài)。
圖：2017 全球半導體設備市場規(guī)模（單位：十億美元）
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從供給側(cè)來看，半導體設備是一個高度壟斷的市場。根據(jù)各細分設備市場占有率統(tǒng)計數(shù)據(jù)，在光刻機、PVD、刻蝕機、氧化 / 擴散設備上，前三家設備商的總市占率都達 90%以上，而且行業(yè)龍頭都能占據(jù)一半左右的市場，所以，要想在半導體裝備市場中分一杯羹，就必須在細分領域能夠做到全球前三。
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美國處于領先地位
來自 SEMI 的最新數(shù)據(jù)顯示，北美半導體設備制造商 3 月出貨金額為 24.2 億美元，比 2 月微增 0.4％，年增 16.7％，創(chuàng) 17 年來新高。這主要得益于近兩年內(nèi)存及晶圓代工投資持續(xù)帶動。
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美國半導體設備的發(fā)展起源于二戰(zhàn)后期，由于軍用計算機的帶動，造就了最初的半導體產(chǎn)業(yè)，在之后的二三十年中，美國半導體產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步發(fā)展，奠定了其半導體設備行業(yè)的堅實基礎。
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來自北美的設備商主要包括：應用材料，泰瑞達、Axcelis Technologies，KLA-Tencor，Lam Research，Kulicke & Soffa、Nanometrics，Rave，Rudolph Technologies，Ultratech，Ushio 等。
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雖然在所有半導體設備廠商和市場中，美國跟隨在日本和歐洲之后，處于第三的位置。但就晶圓處理設備而言，其實力非常強勁，在全球晶圓處理設備供應商前 5 名中，美國就占據(jù)了 3 席，分別是排名第一的應用材料（AMAT），市占率 19%左右；第二的 Lam Research，市占率 13%左右；以及排名第 5 的 KLA-Tencor，市占率 6%左右。
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具體而言，晶圓處理設備中，幾個主要工序的設備也都基本處于行業(yè)龍頭的高度壟斷之中。其中，在 PVD 領域，應用材料公司占據(jù)了近 85%的市場份額，CVD 占 30%；刻蝕設備方面，Lam Research 最多，市占率達 53%，而 KLA-Tencor 在半導體光學檢測領域，全球市占居冠。在各個領域中，前三大巨頭的市場份額相加均超過 70%，整個市場呈現(xiàn)強者恒強、高度壟斷的狀態(tài)。
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應用材料可以說是全球最大的半導體設備公司了，產(chǎn)品橫跨 CVD、 PVD、刻蝕、CMP、RTP 等除光刻機外的幾乎所有半導體設備。應用材料 2017 財年營收為 145.3 億美元，其中，半導體設備收入 95.2 億美元。
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半導體設備行業(yè)技術壁壘非常高，隨著制程越來越先進，對半導體設備的性能和穩(wěn)定性提出了越來越高的要求，需要投入大量的研發(fā)資金。應用材料公司一直保持著在研發(fā)上的高投入，其 30%的員工為專業(yè)研發(fā)人員，擁有近 12000 項專利，平均每天申請 4 個以上的新專利。正是這種持續(xù)的高研發(fā)投入，促成了應用材料的內(nèi)部創(chuàng)新，構成了較高的技術壁壘，使其自 1992 年以來一直保持著世界最大半導體設備公司的地位。
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中國市場現(xiàn)狀
據(jù) Semi 預測，2018 年中國的設備銷售增長率將創(chuàng)新高，為 49.3%，達到 113 億美元，中國大陸將緊隨韓國，成為世界第二大半導體設備需求市場。
圖：中國大陸半導體設備市場規(guī)模（單位：十億美元）
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2017~2020 年，中國大陸將有 26 座新晶圓廠投產(chǎn)，成為全球新建晶圓廠最積極的地區(qū)，整個投資計劃占全球新建晶圓廠高達 42%，成為全球新建投資最大的地區(qū)。目前，中國 12 英寸晶圓廠共有 22 座，其中在建 11 座，規(guī)劃中 1 座；8 英寸晶圓廠 18 座，其中在建 5 座。
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在這樣大興土木的行業(yè)背景下，對半導體設備的需求和投資必然巨大。粗略計算，已經(jīng)公布的半導體產(chǎn)線投資金額將超過 1000 億美元。按照行業(yè)規(guī)律，在總投資中 80%用于設備投資，從而可計算出設備投資額為 800 億美元。
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在晶圓廠設備構成中，光刻機占比最大，占 39%，其次是沉積設備，占比為 24%，刻蝕設備第三，占比為 14%，材料制備占比 8%，表面處理設備和安裝設備分別占比 2%，其他設備占比 11%。
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據(jù)此，可以計算出，2017-2019 年國內(nèi)集成電路光刻設備市場空間為 312 億美元，沉積設備市場空間為 192 億美元，刻蝕設備市場空間為 112 億美元，材料制備設備市場空間為 64 億美元。
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我國與先進國際水平相比仍然存在較大差距
未來幾年，我國對半導體設備的需求量巨大。中國半導體設備企業(yè)雖然在近年內(nèi)呈現(xiàn)出了高增長態(tài)勢，但是畢竟發(fā)展時間有限，與美、日等國家比起來還是存在明顯差距。
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2008 年之前我國半導體設備基本全靠進口，因此國家設立了國家科技重大專項——極大規(guī)模集成電路制造裝備及成套工藝科技項目（簡稱 02 專項）研發(fā)國產(chǎn)化設備。但是，由于設備制造對技術和資金需求要求比較高，只有北方華創(chuàng)、中微半導體、上海微電子等少數(shù)重點企業(yè)能夠承擔 02 專項研發(fā)工作，整個行業(yè)集中度相對較高。
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雖然在 02 專項的支持下，我國半導體設備實現(xiàn)了從無到有，但相比國內(nèi)龐大的市場規(guī)模而言，自給率不足 15%。
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即使在發(fā)展水平相對較高的 IC 封裝測試領域，我國與先進國際水平相比仍然存在較大差距。尤其是單晶爐、氧化爐、 CVD 設備、磁控濺射鍍膜設備、 CMP 設備、光刻機、涂布 / 顯影設備、 ICP 等離子體刻蝕系統(tǒng)、探針臺等設備市場幾乎被國外企業(yè)所占據(jù)。
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我國本土半導體設備企業(yè)不算少，但總體不強，銷售額占比在國內(nèi)市場還不足 15%，在國際市場幾乎為 0。究其原因，還是技術上的落后。
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目前，國產(chǎn)半導體設備處于局部有所突破，但整體較為落后的狀態(tài)。尤其與國際半導體設備巨頭應用材料、 ASML、LAM Research、KLA-Tencor 等相比，國產(chǎn)半導體設備公司的實力仍然偏弱，絕大部分企業(yè)無法達到國際上已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)的 10nm 工藝，部分企業(yè)突破到 28nm 或 14nm 工藝，但在使用的穩(wěn)定性上與國際巨頭差距較大，較難大批量進入量產(chǎn)線，也較難進入國際代工巨頭的生產(chǎn)線。
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雖然我國整體上與國際領先水平存在一定的差距，但也不乏表現(xiàn)相對突出的設備企業(yè)，如設備制造龍頭北方華創(chuàng)、在刻蝕機領域做出突破的中微半導體、封測領域龍頭長川科技、從事高純工藝系統(tǒng)的至純科技以及國內(nèi)單晶生長設備稀缺標的晶盛機電等。
國內(nèi)半導體知名廠商
北方華創(chuàng)
作為國內(nèi)上市設備公司龍頭，涉及半導體設備、真空設備、鋰電設備和電子元器件等四大類產(chǎn)品，半導體設備覆蓋等離子刻蝕設備、PVD、CVD、氧化爐等生產(chǎn)線核心設備。北方華創(chuàng)的 28nm PVD 設備已中芯國際生產(chǎn)線投入使用，在 14nm 制程的刻蝕、退火和 CVD 的設備也已進入工藝驗證階段，深度受益建廠潮。
中微半導體
于 2004 年由尹志堯博士代領的海歸人才創(chuàng)辦，尹志堯博士曾在美國應用材料公司任職 13 年，專注于等離子體刻蝕設備的研發(fā)。中微是國內(nèi)技術最領先的高端芯片設備企業(yè)，也是國家大基金成立后投資的首個企業(yè)。其推出的芯片介質(zhì)刻蝕設備已打入全球頂級企業(yè)臺積電的 7nm、10nm 量產(chǎn)線，并占據(jù)了中芯國際 50%以上的新增采購額。2015 年，美國商務部更因中微作提供的“有相當數(shù)量和同等質(zhì)量”的刻蝕機產(chǎn)品，取消對華出口刻蝕設備的限制。公司未來將有望達成跳躍式增長，并有朝一日成長為國內(nèi)半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一把利劍。
長川科技
始終專注于半導體檢測設備領域，主要產(chǎn)品包括檢測機和分選機，主要客戶包括華天科技、長電科技、士蘭微等封測與制造企業(yè)，并受到國家大基金入股，封測設備龍頭地位得到認可。公司已經(jīng)掌握了高精度電壓電流源控制測量技術、大電流電源高能脈沖控制與測試技術等核心技術，擁有著能與歐美抗衡的技術水平。公司 2017 年營收 1.80 億，同比增長 44.86%，歸母凈利潤 5,096 萬，同比增長 23.05%，且具有資本平臺價值，值得重點關注。
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盛美半導體
最初成立于美國硅谷的盛美半導體，在 2007 年引進國內(nèi)落地張江，主要生產(chǎn)清洗設備、鍍銅設備等產(chǎn)品，其掌握的超聲波清洗技術克服了芯片制程發(fā)展所帶來的工藝困難，產(chǎn)品進入了中芯國際、韓國海力士等知名半導體制造廠商，并獲得了“02 專項”的扶持。盛美于當?shù)貢r間 2017 年 11 月 3 日在納斯達克 IPO 上市，成為國產(chǎn)設備進軍海外市場的一員。
沈陽拓荊
成立于 2010 年，是由海外技術專家于 2010 年 4 月組建的高新技術企業(yè)，致力于研究和生產(chǎn)世界領先的極大規(guī)模集成電路行業(yè)專用薄膜設備，公司已形成 12 英寸 PECVD、ALD、3D NAND 三大系列產(chǎn)品，并且先后兩次承擔國家科技重大專項，獲得國家大基金大力支持。2013 年，公司 12 英寸 PECVD 通過中芯國際產(chǎn)品線測試，2017 年 10 月，拓荊設備在北京中芯國際量產(chǎn)突破百萬 MOVE。公司產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)基地基地最大產(chǎn)能可達 350 套設備，年產(chǎn)值約 50 億元。
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國際知名廠商
一、應用材料
按維基百科，應用材料公司是全球最大的半導體設備和服務供應商。應用材料公司創(chuàng)建于 1967 年，公司總部位于美國加利福尼亞州圣克拉拉。應用材料公司 1984 年進入中國，目前在上海，北京，天津，蘇州，無錫等地有辦事處或倉庫，在西安設有太陽能開發(fā)中心。
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應用材料公司的主要產(chǎn)品為芯片制造相關類產(chǎn)品，例如原子層沉積，物理氣相沉積，化學氣相沉積，電鍍，侵蝕，離子注入，快速熱處理，化學機械拋光，測量學和硅片檢測等。應用材料公司每年的研究經(jīng)費達到約 10 億美元。
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二、ASML
阿斯麥公司（臺譯：艾司摩爾控股公司）ASML Holding NV(NASDAQ:ASML、Euronext:ASML)創(chuàng)立于 1984 年，前稱 ASM Lithography Holding N.V.，于 2001 年改為現(xiàn)用名，是一家半導體設備設計、制造及銷售公司。
公司主要從事半導體設備的設計、制造及銷售，ASML 公司主要專精于晶片制造微縮影設備之設計制造與整合，積體電路生產(chǎn)流程中，其關鍵的制程技術則是微縮影(lithography)技術將電路圖影像投射在晶片上之曝光。業(yè)務范圍遍及全球，生產(chǎn)與研發(fā)單位則分別位于美國康乃狄克州、加州，中國臺灣以及荷蘭。
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阿斯麥公司在世界 14 個國家和地區(qū)有 50 個子公司和生產(chǎn)據(jù)點，主要產(chǎn)品是用來生產(chǎn)大規(guī)模集成電路的核心設備光刻機，在世界同類產(chǎn)品中有 90%的市占率。
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三、Tokyo Electron
東京電子 ( Tokyo Electron ,8035.JP)成立于 1963 年，為全球第三大半導體設備生產(chǎn)商，提供給半導體與平面顯示器產(chǎn)業(yè)。
半導體生產(chǎn)設備，包括涂布機、電漿蝕刻系統(tǒng)、熱加工系統(tǒng)、單晶片沉積系統(tǒng)、清洗系統(tǒng)，用于晶圓生產(chǎn)流程，還提供晶圓探針系統(tǒng)。平板顯示器生產(chǎn)設備，包括平面顯示鍍膜機、平面電漿蝕刻，及電漿體化學氣相沉積系統(tǒng)用于薄膜矽太陽能電池。
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四、Lam Research
Lam Research Corporation 成立于 1980 年，總部位于美國加州，是一家向全球半導體產(chǎn)業(yè)提供晶圓制造設備和服務的供應商。
公司主要設計、制造、行銷、維修及服務使用于積體電路制造的半導體處理設備，此外，還提供單晶圓清潔技術的多樣組合。
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五、KLA-Tencor
科磊半導體（或：科天半導體、美商科磊股份有限公司）KLA-Tencor Corporation(NASDAQ:KLAC)創(chuàng)立于 1975 年，總部位于美國加州米爾皮塔斯，全職雇員 5,880 人，是全球前十大 IC 設備生產(chǎn)廠商，擁有晶圓檢測與光罩檢測系統(tǒng)。
KLA-Tencor Corporation 是一家從事半導體及相關納米電子產(chǎn)業(yè)的設計、制造及行銷制程控制和良率管理解決方案商，其產(chǎn)品包括晶片制造、晶圓制造、光罩制造、互補式金屬氧化物半導體(CMOS)和圖像感應器制造、太陽能制造、LED 制造，資料儲存媒體 / 讀寫頭制造、微電子機械系統(tǒng)制造及通用 / 實驗室應用等。
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此外，科磊半導體公司還提供翻新的 KLA-Tencor 工具，連同其 KT 認證計畫予客戶制造更大的設計規(guī)則裝置及產(chǎn)品支援服務。公司產(chǎn)品應用于許多其他行業(yè)，包括 LED，資料儲存和太陽能等產(chǎn)業(yè)，以及一般材料的研究。
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六、DNS（Dainippon Screen，迪恩仕）
SCREEN 集團專職研究開發(fā)各項半導體設備、液晶生產(chǎn)設備及專業(yè)級印刷設備，其集團公司包含全世界共有數(shù)十個服務據(jù)點，足跡遍及中國臺灣、日本、美國、歐洲、中國大陸、韓國、新加坡等地。
迪恩仕總部位于日本。從印前、印刷及相關設備到電子產(chǎn)業(yè)，迪恩士已在各個領域擴大了其業(yè)務范圍。 在“發(fā)展思路”的公司的原則指導下，以核心圖像處理技術為杠桿，不斷努力開創(chuàng)著新的業(yè)務和產(chǎn)品。
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迪恩仕現(xiàn)在正在發(fā)展和生產(chǎn)印刷領域及世界領先的高科技領域的印刷技術數(shù)字化設備，如電子領域的半導體制造設備，F(xiàn)PDs （平板顯示器）和印刷電路板。
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迪恩仕科技提供各領域之半導體晶圓設備，包含洗凈、蝕刻、顯影／涂布等制程用途，其中洗凈設備于半導體業(yè)界具有極高之市占率，同時隨著半導體制程技術進步不斷推陳出新設備產(chǎn)品。
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七、Advantest
ADVANTEST 公司 1954 年成立于日本東京，主要從事大規(guī)模集成電路自動測試設備及電子測量儀器的研發(fā)、制造、銷售和服務。
半個多世紀以來，公司憑借其優(yōu)秀的經(jīng)營理念和尖端的技術，已成為全球最大的集成電力自動測試設備供應商之一，并在美國、歐洲、亞洲成立了多個子公司，就近向半導體行業(yè)提供完善的整體解決方案，及一流的售后服務。
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ADVANTEST 公司的產(chǎn)品主要分為集成電路自動測試設備和電子測量儀器兩大部分。集成電路自動測試設備的產(chǎn)品包裹 SoC 測試系統(tǒng)、Memory 測試系統(tǒng)、混合信號測試系統(tǒng)、LCD Driver 測試系統(tǒng)、動態(tài)機械手等; 電子測量儀器產(chǎn)品則包括頻譜分析儀、網(wǎng)絡分析儀等。近二十年來，作為半導體測試設備行業(yè)的領軍企業(yè)，ADVANTEST 公司的產(chǎn)品銷售額和市場占有率在全球同行業(yè)中的排名一直數(shù)一數(shù)二，并在近幾年 ATE 測試設備的市場份額最新排名中依然榮居榜首。
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八、Teradyne
美商泰瑞達 Teradyne, Inc.(NYSE:TER)創(chuàng)立于 1960 年，總部位于美國馬薩諸塞州 North Reading，全職雇員 3,900 人，是一家生產(chǎn)電子與通訊產(chǎn)品所需的自動化測試器材與相關軟件的自動測試設備公司。
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美商泰瑞達(Teradyne)是一家自動測試機臺的制造商(Automatic Test Equipment，ATE)，產(chǎn)品包括半導體測試系統(tǒng)、電路板與電話線與網(wǎng)路所需的軟件，2005 年，泰瑞達公司在系統(tǒng)整合芯片的元件測試市場中，市占率最高。
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國內(nèi)外知名企業(yè)如 Motorola, Philips Semiconductor, Texas Instrument, Cisco, 3Com，中芯國際，ChipPac, 華為，貝嶺等皆為公司客戶。
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九、Hitachi High-Technologies
日立全球先端科技(HHT,8036.JP)為全球半導體設備大廠。主要產(chǎn)品包括半導體設備、電子顯微鏡、液晶面板相關設備，F(xiàn)PD 設備包括包括 Array、Cell、Module、彩色濾光片之制程設備，包含玻璃基板表面檢查設備、曝光機、濕制程設備 .. 等及醫(yī)療分析設備。
公司還提供鋼制品、非鐵金屬產(chǎn)品、綜合性樹脂產(chǎn)品、光通訊材料、石油化學產(chǎn)品等工業(yè)材料。
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十、尼康
Nikon (7731.JP)成立于 1917 年，是總部設在日本東京，主要分四個事業(yè)領域，分別精密設備公司、映像公司、儀器公司及其他(包括 CMP 裝置事業(yè)、測量機事業(yè)、望遠鏡事業(yè)等)。
精密設備事業(yè)部是提供積體電路曝光機和掃描儀，用于在大規(guī)模積體電路制造；影像產(chǎn)品事業(yè)部提供的數(shù)位相機、膠卷相機及零件，包括可互換鏡頭、閃光燈、膠片掃描儀等；儀器事業(yè)部提供顯微鏡、測量儀器、半導體檢測設備。 其他還有提供運動光學產(chǎn)品，如望遠鏡、單筒 / 雙筒望遠鏡、雷射測距儀等。
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