中美“芯片之爭(zhēng)”越來(lái)越激烈。美國(guó)泛化國(guó)家安全概念，濫用國(guó)家力量，以技術(shù)封鎖、列實(shí)體清單打壓中國(guó)企業(yè)、為投資設(shè)障等手段，封堵中國(guó)高新技術(shù)發(fā)展。

中國(guó)積極推進(jìn)半導(dǎo)體的國(guó)產(chǎn)化來(lái)予以抗衡，但在國(guó)產(chǎn)化前進(jìn)的路上，半導(dǎo)體制造設(shè)備已成為難以跨越的高墻。半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)正在被卷入激烈的“芯戰(zhàn)”漩渦。

半導(dǎo)體設(shè)備一直以來(lái)被譽(yù)為產(chǎn)業(yè)鏈皇冠上的明珠。這還不夠形象，因?yàn)槊髦椴鸬?，皇冠還是皇冠，設(shè)備去掉，芯片就出不來(lái)了。

芯片制造和芯片封測(cè)過(guò)程非常復(fù)雜，加工工序達(dá)到上千道，必須要靠設(shè)備才能完成?？梢哉f(shuō)，沒(méi)有設(shè)備，芯片就只能停留在設(shè)計(jì)圖紙上。 半導(dǎo)體設(shè)備又可以分為測(cè)試設(shè)備和晶圓加工設(shè)備，在半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)中，晶圓加工設(shè)備是大頭，市場(chǎng)價(jià)值占比為81%，測(cè)試設(shè)備市場(chǎng)價(jià)值僅占19%。半導(dǎo)體設(shè)備價(jià)格高昂，在新建晶圓廠支出中比例中就能達(dá)到65%，剩余的百分之35%中，廠房建設(shè)占20%，組裝封裝設(shè)備占5%，測(cè)試設(shè)備占7%，其他占3%。

以一條12寸晶圓生產(chǎn)線為例，月產(chǎn)5萬(wàn)片，至少要投資30-50億美元，需要配套 50臺(tái)光刻機(jī)，10臺(tái)離子注入機(jī)，40臺(tái)蝕刻機(jī)，30臺(tái)薄膜沉積設(shè)備等，各類(lèi)設(shè)備合計(jì)臺(tái)數(shù)超過(guò)500個(gè)。

全球最大半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)：中國(guó)

中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)占據(jù)全球半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)一半的份額。

據(jù)SEMI全球半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)統(tǒng)計(jì)報(bào)告，2020年全球半導(dǎo)體設(shè)備銷(xiāo)售額達(dá)712億美元，同比增長(zhǎng)19%，中國(guó)大陸首次成為全球最大的半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)，銷(xiāo)售額達(dá)187.2億美元，同比大增39％，中國(guó)臺(tái)灣排名第二，銷(xiāo)售額為171.5億美元。 單位：billion.

買(mǎi)得多不代表賣(mài)得多。中國(guó)雖是全球最大的設(shè)備市場(chǎng)，但中國(guó)大陸本土企業(yè)半導(dǎo)體設(shè)備銷(xiāo)售額不高。 中國(guó)電子專(zhuān)業(yè)設(shè)備工業(yè)協(xié)會(huì)對(duì)中國(guó)大陸47家主要半導(dǎo)體設(shè)備制造商的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，2019年半導(dǎo)體設(shè)備銷(xiāo)售收入161.82億元，預(yù)計(jì)2020年國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備銷(xiāo)售收入將達(dá)到213億元左右，市場(chǎng)占有率將達(dá)到20%左右，但由于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中包括了100 元左右的太陽(yáng)能電池片設(shè)備和20 億元左右的LED 設(shè)備，剩下的90億元才是集成電路設(shè)備的銷(xiāo)售額。 而SEMI統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)項(xiàng)目則是集成電路和分立器件的制造和封裝設(shè)備等。 也就是說(shuō)，國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備在大陸市場(chǎng)的份額還不足10%，國(guó)內(nèi)絕大部分的半導(dǎo)體設(shè)備靠進(jìn)口。

海外寡頭壟斷

半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)是一個(gè)費(fèi)錢(qián)、技術(shù)要求高的行業(yè)。高資本高技術(shù)壁壘的行業(yè)屬性使得半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)呈現(xiàn)出寡頭壟斷的局面。

據(jù)VLSI Reserch 機(jī)構(gòu)2019年發(fā)布的數(shù)據(jù)，全球近80%的半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)份額被十大設(shè)備生產(chǎn)商瓜分。不得不提的是，這些設(shè)備制造廠商幾乎都是來(lái)自日美歐韓等地區(qū)，無(wú)一家來(lái)自中國(guó)。

在光刻機(jī)領(lǐng)域中，全球光刻機(jī)市場(chǎng)幾乎被ASML、Canon和Nikon三家供應(yīng)商包了。全球最先進(jìn)的EUV光刻機(jī)由ASML公司生產(chǎn)，工藝制程達(dá)到了5nm甚至更低的工藝。 國(guó)內(nèi)光刻機(jī)唯一實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的制造商上海微電子，目前與ASML差距巨大，所生產(chǎn)的光刻機(jī)，性能最好的工藝也才達(dá)到90nm的制程。但最近上海微電子在光刻機(jī)上取得了突破性的進(jìn)步，據(jù)界面新聞報(bào)道，上海微電子將在2021-2022年交付第一臺(tái)28nm工藝的沉浸式光刻機(jī)，一舉從90nm工藝飛躍式跳到了28nm工藝。光刻機(jī)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代未來(lái)可期。

刻蝕設(shè)備領(lǐng)域常見(jiàn)的身影是海外三家巨頭：泛林半導(dǎo)體、TEL、應(yīng)用材料。這三家憑借著資本技術(shù)的實(shí)力，包攬了全球90%刻蝕設(shè)備市場(chǎng)份額，泛林半導(dǎo)體一家就占領(lǐng)了全球刻蝕設(shè)備50%的市場(chǎng)。 近年來(lái)，中國(guó)刻蝕設(shè)備生產(chǎn)商中微半導(dǎo)體和北方華創(chuàng)等，正在發(fā)力攻克更高階制程的刻蝕工藝。國(guó)內(nèi)刻蝕設(shè)備領(lǐng)先企業(yè)中微半導(dǎo)體在介質(zhì)刻蝕設(shè)備已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了65-5nm的刻蝕工藝。

TEL和應(yīng)用材料這兩家設(shè)備巨頭，在薄膜沉積設(shè)備領(lǐng)域?qū)嵙σ膊蝗菪∮U。 薄膜沉積設(shè)備分為ALD、PVD和CVD三個(gè)細(xì)分領(lǐng)域。在ALD設(shè)備市場(chǎng)中，龍頭企業(yè)TEL和ASM分別占據(jù)了31%和29%的全球市場(chǎng)份額；PVD廠商僅應(yīng)用材料一家就占了85%的比重，稱(chēng)霸市場(chǎng)，處于絕對(duì)龍頭位置。CVD三大廠商中，應(yīng)用材料全球占比30%左右，泛林半導(dǎo)體占比大約是21%，TEL占比為19%，三家全球占比共計(jì)70%。 在國(guó)內(nèi)，薄膜沉積設(shè)備龍頭北方華創(chuàng)產(chǎn)線覆蓋最全，包括ALE、PVD、CVD三類(lèi)；而沈陽(yáng)拓荊則集中精力攻克CVD和ALD。這兩家企業(yè)目前儲(chǔ)備技術(shù)達(dá)到了8/14nm節(jié)點(diǎn)。

清洗設(shè)備市場(chǎng)幾乎被五家巨頭Screen、TEL、Lam Research、SEMES和拉姆研究壟斷，根據(jù)Gartner數(shù)據(jù)顯示，2018年全球排名前四的企業(yè)合計(jì)占據(jù)約98%的市場(chǎng)份額。

相比之下，中國(guó)能制造生產(chǎn)清洗設(shè)備的企業(yè)市場(chǎng)份額少之又少，主要的廠商有盛美股份、北方華創(chuàng)、芯源微及至純科技，其中盛美股份在國(guó)產(chǎn)清洗設(shè)備供應(yīng)商中排名最靠前，在芯片和集成電路制造廠商長(zhǎng)江存儲(chǔ)、華虹無(wú)錫、上海華力二期項(xiàng)目累計(jì)采購(gòu)的200多臺(tái)清洗設(shè)備中，盛美股份以20.5%的中標(biāo)份額超越了LAM、TEL以及北方華創(chuàng)的中標(biāo)份額。不止是銷(xiāo)售業(yè)績(jī)好看，盛美股份清洗設(shè)備技術(shù)也走在國(guó)產(chǎn)清洗設(shè)備行業(yè)前列。

國(guó)外龍頭企業(yè)壟斷，封裝設(shè)備也不例外，國(guó)產(chǎn)化程度尚不高。從企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看，目前全球半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備產(chǎn)業(yè)主要呈現(xiàn)美商Teradyne、日商Advantest、TEL等國(guó)際企業(yè)壟斷的局面。

根據(jù)VLSI數(shù)據(jù)，半導(dǎo)體設(shè)備中封裝設(shè)備約占7%，從SEMI全球半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算，估計(jì)2020年全球半導(dǎo)體封裝設(shè)備銷(xiāo)售額達(dá)50億美元左右，而中國(guó)大陸半導(dǎo)體封測(cè)設(shè)備規(guī)模約為13.1億元。

落后的根源

大者恒大，半導(dǎo)體設(shè)備全球市場(chǎng)基本被國(guó)外龍頭壟斷，國(guó)產(chǎn)設(shè)備商正在奮起追趕，但是，能不能追趕得上，什么時(shí)候追趕得上，這些又成為了國(guó)人最關(guān)心的問(wèn)題。想要得到答案，窺得其中的未來(lái)，就要知己知彼，才能百戰(zhàn)不殆。 一、資金投入有限，人才短缺

前面說(shuō)到半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)是資本技術(shù)密集型。沒(méi)有雄厚的研發(fā)資金投入，沒(méi)有大量的高技術(shù)人才，就難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的迭代更新。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)設(shè)備企業(yè)雖取得了很大的進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)了從0到1的突破，但從整個(gè)設(shè)備行業(yè)來(lái)看，研發(fā)投入的資金還相對(duì)較低，研發(fā)投入難以實(shí)現(xiàn)規(guī)模效應(yīng)。隨著摩爾定律的演進(jìn)，設(shè)備研發(fā)投入的資金也要跟上，國(guó)外龍頭企業(yè)資本雄厚，優(yōu)勢(shì)盡占。

另外，在技術(shù)人才上，也存在各種問(wèn)題?！吨袊?guó)集成電路產(chǎn)業(yè)人才白皮書(shū)（2019—2020年版）》指出，我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)存在的問(wèn)題：

1、我國(guó)領(lǐng)軍和高端人才緊缺，對(duì)人才吸引力不足；2、我國(guó)人才培養(yǎng)師資和實(shí)訓(xùn)條件支撐不足，產(chǎn)教融合有待增強(qiáng)；3、我國(guó)集成電路企業(yè)間挖角現(xiàn)象普遍，導(dǎo)致人才流動(dòng)頻繁；4、我國(guó)對(duì)智力資本的重視程度不足，科研人員活力有待激發(fā)。 二、產(chǎn)業(yè)鏈配套不完善

在半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)中，企業(yè)制造地分散，出貨量上不足形成規(guī)模效應(yīng)，對(duì)零部件的拉動(dòng)力度小時(shí)間短，整體的產(chǎn)業(yè)配套能力薄弱，設(shè)備生產(chǎn)效率難以提高，導(dǎo)致制造成本偏高，難達(dá)到廠商預(yù)期。高成本低收益又進(jìn)一步阻礙了產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展，形成了閉合的惡性循環(huán)回路。 三、國(guó)外技術(shù)封鎖，限制出口

以美國(guó)為首的歐美日韓聯(lián)盟，為保持其在半導(dǎo)體領(lǐng)先的地位，限制中國(guó)在半導(dǎo)體領(lǐng)域的崛起，正在設(shè)法阻止中國(guó)半導(dǎo)體的發(fā)展，在半導(dǎo)體設(shè)備、材料、高端設(shè)計(jì)和先進(jìn)工藝等領(lǐng)域設(shè)限。

以中芯國(guó)際為例，去年美國(guó)就將其列入實(shí)體清單，限制其購(gòu)買(mǎi)美國(guó)廠商的設(shè)備和技術(shù)，由于芯片缺貨潮的影響，美國(guó)給中芯國(guó)際的限制開(kāi)了一個(gè)口，但對(duì)用于10nm及以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)（包括EUV極紫外光刻技術(shù)）的產(chǎn)品或技術(shù)仍然是嚴(yán)格限制。

技術(shù)設(shè)備材料等限制，嚴(yán)重“卡脖子”了。從目前中美形勢(shì)來(lái)看，這種限制將繼續(xù)存在，對(duì)中國(guó)半導(dǎo)體發(fā)展影響深遠(yuǎn)。 四、上下游產(chǎn)業(yè)鏈的緊密度難破

產(chǎn)業(yè)鏈上下游的合作關(guān)系緊密，表現(xiàn)在晶圓制造廠不輕易更換設(shè)備廠商。一方面是因?yàn)橘?gòu)買(mǎi)的設(shè)備很貴，對(duì)于嶄露頭角的新技術(shù)設(shè)備不經(jīng)過(guò)認(rèn)證不會(huì)輕易使用，這造成的良率下降和工藝失效帶來(lái)的損失遠(yuǎn)高于換設(shè)備省下來(lái)的錢(qián)。另一方面是，晶圓廠不僅要承擔(dān)晶圓原材料損失的成本，還要面臨著后續(xù)交期耽誤所帶來(lái)的高額賠償?shù)葥p失。

因此，國(guó)產(chǎn)替代新設(shè)備就難以大面積推開(kāi)，龍頭企業(yè)地位反而得到進(jìn)一步鞏固。

如何跨越高墻？

半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈的問(wèn)題突出，新晉企業(yè)想要打破龍頭企業(yè)的壟斷格局，有行業(yè)人士提出，要滿(mǎn)足三個(gè)基本條件：

1. 首先要實(shí)現(xiàn)高難度的技術(shù)突破；2. 實(shí)現(xiàn)突破的情況下盡力節(jié)省研發(fā)支出；3. 最重要的是獲得晶圓廠客戶(hù)的大膽使用和客戶(hù)驗(yàn)證。 但這三個(gè)條件還不夠具體。技術(shù)的突破也就是人才的突破，2020年以來(lái)，中國(guó)正加鞭快馬在籌備和建設(shè)集成電路相關(guān)學(xué)院，為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)源源不斷輸送人才。

例如2020年10月，南京江北新區(qū)聯(lián)合企業(yè)、高校等共同成立了南京集成電路大學(xué)，這是國(guó)內(nèi)首個(gè)“芯片大學(xué)”以面向產(chǎn)業(yè)人才為定位，解決當(dāng)前集成電路人才培養(yǎng)難點(diǎn)，促進(jìn)地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

今年4月22日，清華大學(xué)宣布成立集成電路學(xué)院，瞄準(zhǔn)集成電路“卡”脖子難題，培養(yǎng)國(guó)家急需人才。

兩家學(xué)院相繼成立，表明了國(guó)家對(duì)集成電路行業(yè)的重視和解決半導(dǎo)體中“卡脖子”難題的決心。 筆者認(rèn)為，研發(fā)開(kāi)支的節(jié)省難以為半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)注入活力。

技術(shù)的研發(fā)本身就要大筆大筆的資金投入，想著怎么省錢(qián)，不如想著怎么來(lái)錢(qián)。這里說(shuō)的來(lái)錢(qián)是指企業(yè)通過(guò)引進(jìn)投資等方式補(bǔ)足產(chǎn)業(yè)的研發(fā)和規(guī)模的擴(kuò)大，規(guī)模擴(kuò)大實(shí)現(xiàn)高利潤(rùn)收入，進(jìn)而推動(dòng)企業(yè)高比例的研發(fā)投入。

但是，資本市場(chǎng)是自由和逐利的，在投資高、風(fēng)險(xiǎn)大、收益冒險(xiǎn)的半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)中，要獲得足夠的研發(fā)資金也不容易。

因此，國(guó)家大基金的重要程度不言而喻，不僅給企業(yè)一顆定心丸，不會(huì)隨便撤資或資本不持續(xù)，也能集中資本力量辦大事，按照規(guī)劃來(lái)解決“卡脖子”領(lǐng)域。 最后，就是客戶(hù)能否大膽使用和客戶(hù)驗(yàn)證的問(wèn)題了。部分國(guó)內(nèi)龍頭設(shè)備廠商已有穩(wěn)定的客戶(hù)群體，基本上能實(shí)現(xiàn)客戶(hù)驗(yàn)證這個(gè)步驟，但一些缺乏忠實(shí)用戶(hù)的小企業(yè)來(lái)說(shuō)，恐怕是難以獲得客戶(hù)的試用，生存空間極小，因此在這條荊棘布滿(mǎn)的路上，上中下游的互相支持顯得格外重要，進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，這對(duì)企業(yè)都是雙贏的選擇。

原文標(biāo)題：擁有全球最大市場(chǎng) ！中國(guó)如何跨越半導(dǎo)體設(shè)備“高墻”？

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責(zé)任編輯：haq