【導讀】近年來，中國大陸一直在推進半導體產(chǎn)業(yè)建設，當中的主要目標是實現(xiàn)關鍵技術的自主可控。但熟悉半導體的人都知道，從光刻機到刻蝕機，到封測設備，中國和世界巨頭有很大差距。為了實現(xiàn)自主可控，對設備的關注尤其要排在最先。經(jīng)過國家的各項專項支持，中國集成電路設備取得了可觀的成果。
國產(chǎn)設備與國際先進技術水平的差距縮短至2-3年
以02專項實施最早的硅刻蝕機為例，于2003年啟動時，與國外相差20多年的差距；經(jīng)過這些年的發(fā)展和國家專項的大力支持，北方華創(chuàng)每一代的設備推出后，差距都在縮小。2016年14nm的刻蝕機進入生產(chǎn)線時，技術差距基本縮小到2-3年。
從企業(yè)成長的角度看，出現(xiàn)了一批前道相關的制造廠商，分別位于北京、上海、沈陽三個制造基地，包括：
北京：北方華創(chuàng)、中電科、天津華海清科；
上海：上海微電子、上海中微、上海盛美、上海睿勵；
沈陽：沈陽拓荊、沈陽芯源。
其中北方華創(chuàng)目前是中國規(guī)模最大、涉獵領域最廣、產(chǎn)品最全的半導體裝備制造商,由北方微電子和七星華創(chuàng)整合而成。產(chǎn)品品類包括：刻蝕機、PVD、CVD、氧化爐、擴散爐、清洗劑、MFC等。這幾年來，北方華創(chuàng)的銷售規(guī)模和裝機量都有快速增長，今年前五個月的出貨量已經(jīng)是去年裝機量的總和。
由于設備企業(yè)投資周期非常長，單一產(chǎn)品要經(jīng)過原理機、α機、β機、γ機等多代機型的迭代開發(fā)；送給客戶現(xiàn)場前，要做實驗室數(shù)據(jù)；送到現(xiàn)場后，要做產(chǎn)品線、先做小批量，再做大批量；又要測試可靠性、一致性等。部分國內企業(yè)已經(jīng)交了大量學費，十多年走過了諸多流程，在各自領域形成了有特色的產(chǎn)品，也在申請大量的專利。
例如：北方華創(chuàng)：2001年成立，2016年整合，設備包括硅刻蝕機(ICP)、PVD、氧化爐、ALD、清洗劑、退火爐等；
中電科：2013年整合，設備包括離子注入機、CMP等；
沈陽拓荊：2010年成立，設備包括PECVD等；
沈陽芯源：2002年成立，設備包括TRACK等；
華海清科：2013年成立，設備包括CMP等；
上海中微：2003年成立，設備包括介質刻蝕機(CCP)等；
上海盛美：1998年成立，設備包括CMP、清洗劑等；
上海睿勵：2005年成立，設備包括光學檢測(OCD、膜厚)等；
上海微電子：2002年成立，設備包括光刻機等。
在主流65-28nm客戶不定量的采購的12類設備清單中，有：
此外，國內已有9項應用于14nm的裝備開始進入生產(chǎn)線步入驗證：
實際上設備企業(yè)一直有個夢想，就是和客戶一起參與最先進工藝制程的開發(fā)。在14nm這個節(jié)點上，可以說北方華創(chuàng)的夢想照進了現(xiàn)實。
另外一個維度看，很多海外客戶開始接納國內的設備，包括臺灣、韓國、歐美等企業(yè)：
市占率提升
在先進封裝行業(yè)，高端工藝設備國產(chǎn)占比較高.例如：刻蝕機，目前基本都是國產(chǎn)設備；
PVD：將近70%的國產(chǎn)設備份額；光刻機：上海微電子做的非常好，進入封裝領域比較早，市占率較高；其他還有清洗機等，產(chǎn)品性能達到國際領先水平。
在LED行業(yè)，外延芯片的核心設備基本實現(xiàn)國產(chǎn)化。其中MOCVD是國產(chǎn)化最晚的一個設備，上海的兩家企業(yè)做的非常好，在今年LED行業(yè)火爆的時候，拿到了很多訂單并擴產(chǎn)，也有很多訂單是從歐美同行企業(yè)中搶到的訂單。
來到芯片領域，刻蝕機有中微；PECVD中北方華創(chuàng)表現(xiàn)不錯。值得一提的是PVD設備，北方華創(chuàng)和國內的LED廠商聯(lián)合開發(fā)出了新的制程的設備，使得LED外延芯片的質量有了很大的提升。目前海外同行也在導入這個制程，使得我們的設備賣出了國門。
光伏行業(yè)是國產(chǎn)化率做的最早的行業(yè)，這兩年也有很大的發(fā)展。現(xiàn)在我國的光伏的效率、成本上都有很大優(yōu)勢，這和PECVD、擴散爐等核心設備國產(chǎn)化性能的提升是分不開的。
經(jīng)過十年的發(fā)展，中國晶硅太陽能電池設備企業(yè)從晶體硅生長、硅片加工到太陽能電池芯片的生產(chǎn)，已經(jīng)具備成套供應能力。整體來說，中國的光伏產(chǎn)業(yè)在裝備業(yè)與光伏電池轉換效率上，已經(jīng)達到世界領先。
整個集成電路方面，國產(chǎn)化處于初級階段，幾類設備正處于從無到有、從小到大的過程?？涛g機的市場份額從1%到4%，現(xiàn)在做到6%；PVD目前市場份額10%；雖然比例不大，但是已形成星星之火之態(tài)。
根據(jù)來自設備協(xié)會的統(tǒng)計，預計今年國產(chǎn)設備在泛半導體領域的銷售收入將達到80億元左右。
中國半導體裝備產(chǎn)業(yè)的差距和挑戰(zhàn)
從全球看，全球前十大集成電路裝備公司基本上被美國、日本、歐洲企業(yè)占據(jù)。從比例看，全球前十大企業(yè)拿走行業(yè)接近80%的份額；前五名拿走68%；前30拿走92%的份額，前20拿走87%的份額。
根據(jù)Gartner的榜單列舉，全球集成電路裝備主要公司共有58家。以他的標準，我國一共上榜了4家。分別為盛美、中微、北方華創(chuàng)和XXX等，從數(shù)量看僅占7%。
從細分設備來看，每個具體設備基本上大部分份額被前三大企業(yè)占據(jù)，基本上都是80-90%的份額；而且前三大里面基本都是一家獨大，第一占據(jù)了40-50%的份額。目前還沒有本土設備進入榜單。
根據(jù)全球設備的資本支出情況，2016年中國集成電路工廠投資額占全球的13%；但是2016年中國的國產(chǎn)設備供貨情況僅占全球的0.54%。
關于發(fā)展國產(chǎn)半導體裝備的幾點思考
在半導體設備領域，國內主要設備企業(yè)研發(fā)投入總量僅約為應用材料一家公司研發(fā)投入的四分之一。2016年AMAT研發(fā)投入15.4億美元，但國內28家廠商合計投入3.6億美元，研發(fā)投入非常少；但是從研發(fā)投入占銷售收入占比來看，AMAT占比為14%，我們的占比是30%，相對較高，主要是有一些政府資金在支持。
總的來說，半導體行業(yè)是個資金、技術密集型的行業(yè)，研發(fā)周期廠，需要持續(xù)不斷地進行投入。對于國產(chǎn)半導體設備而言，只有加強自主研發(fā)，掌握核心技術，才能在競爭中生存下來。
本文轉載自國君機械。
推薦閱讀：
