最近，關于華為新款旗艦手機處理器是如何制造出來的消息頻頻登上新聞頭條。確實，自從2020年不能再從臺積電那里獲得先進制程（7nm和5nm）產能以后，華為的高端芯片一直處于沉默狀態，與此同時，能否實現本土制造，成為了人們關注的焦點。然而，巧婦難為無米之炊，對于中國大陸各大晶圓代工廠來說，拿不到先進半導體設備，就無法制造出高端芯片。在這種情況下，人們更加關注中國本土半導體設備廠商的發展動態，及其產品在本土晶圓廠的應用情況。從2023年前7個月的情況來看，中國本土半導體設備廠商一直在穩步前進，它們的各種設備也在本土晶圓廠得到了更多應用，雖然整體市占率與國際半導體設備大廠相比依然存在差距，但這種差距正在以肉眼可見的速度減小。據廣發證券發展研究中心統計，2023年7月，在統計樣本中（中芯國際、華虹半導體、上海華力、長江存儲、合肥長鑫、積塔半導體、燕東微電子、福建晉華、粵芯半導體、武漢新芯、合肥晶合），晶圓產線合計產生171項招標，招標涉及的半導體設備主要包括光刻、涂膠顯影、擴散、退火設備。2023年1-7月，統計樣本中的晶圓產線合計招標469項，其中，華虹半導體、中芯國際、積塔半導體的招標量位居前三，整體而言，設備招標以刻蝕、光刻、退火設備為主。7月，積塔半導體招標3項，主要包括刻蝕、PVD設備和基建項目；華虹半導體招標106項，主要包括光刻、涂膠顯影、劃片機設備；燕東微電子招標40項，主要包括擴散、刻蝕、氧化設備。中標方面，7月，以上統計樣本中的晶圓產線合計中標6臺設備，以刻蝕、退火、研磨拋光、PVD設備居多。國產設備整體中標比例約67%，其中，退火、PVD、刻蝕設備的國產中標比例較高。1-7月，統計樣本中的晶圓產線合計中標226臺設備，以氣液系統、量測、刻蝕設備居多；國產設備整體中標比例約50%，其中，沉積、PECVD、外延、檢測設備的國產中標比例較高。7月，北方華創中標4臺設備，主要包括退火、PVD、刻蝕設備，在對應工藝環節的中標比例分別為100%、100%、50%。1-7月，中國本土半導體設備廠商合計中標72臺設備，萬業企業、北方華創中標量領先。其中，北方華創中標產品主要包括刻蝕、退火、PVD、爐管、擴散和外延設備，分別為11臺、2臺、1臺、1臺、1臺和1臺；萬業企業中標產品主要包括氣液系統、沉積、PVD和CVD設備，分別為23臺、5臺、1臺和2臺。1-7月，中國本土半導體設備廠商合計中標量在對應工藝環節的中標比例為38%，其中，北方華創的外延設備、拓荊科技的PECVD設備和萬業企業的沉積設備在對應工藝環節的中標比例領先，分別為100%、100%、83%。![]()
01可以看出，總體上，中國本土晶圓廠對外國半導體設備的依賴度依然較高，但在一些細分產品領域，中國本土設備的市占率已經相當可觀了，未來更值得期待。在前道晶圓加工設備方面，中國本土自給率參差不齊，差異很大，薄膜沉積，涂膠顯影設備，光刻，離子注入這幾類設備自給率都很低，大都不超過5%，而刻蝕，熱處理，清洗設備的自給率稍高一些，在20%左右，但總體水平依然較為落后，相對而言，去膠設備的自給率很高，達到了90%。刻蝕設備方面，北方華創和中微公司雖然在全球市場占比不高，但近些年進步速度較快，中微公司的介質刻蝕機已進入臺積電5nm產線，北方華創擅長ICP刻蝕，相關設備已經進入中芯國際產線驗證階段。8月初，中微公司董事長兼總經理尹志堯博士表示，到今年年底，大約80%的進口刻蝕設備（現在受到限制）有望被國內產品替代。尹志堯預計，在未來幾個季度，中國本土CCP刻蝕設備市場自給率將達到60%，比截至2022年10月的25%市場份額大幅增加，該公司還在關注ICP刻蝕設備市場，并計劃以幾乎同樣快的速度占有中國本土75%的市場份額。薄膜沉積設備方面，拓荊科技是中國本土龍頭企業，北方華創和中微公司也有相關產品，但市占率都很低。涂膠顯影設備，東京電子占該市場近90%的份額，是絕對的行業龍頭，中國本土企業只有芯源微，市場影響力很小。離子注入設備也是中國本土企業的短板，自給率只有2%左右，只有萬業企業等少數幾家在生產該類設備。該市場幾乎被美國的應用材料壟斷。光刻機是中國最弱一環，這方面，ASML是產業龍頭，特別是前道工序用到的EUV產品，是全球獨家供貨商，日本的Nikon和Canon分別占據全球13％和6％的市場份額，當然，這兩家主要生產DUV光刻機，沒有EUV。據芯謀研究統計，2020年，美國、日本、荷蘭三國占據中國半導體設備采購市場86%的份額，2023年，這三國依然是中國市場前3名，占比仍高達83%。與3年前相比，中國本土晶圓廠給本土設備提供了很多機會，但美日荷占比之和仍然超過80%，國際企業主導中國設備市場的格局沒有改變。在2020-2023年間，中國本土半導體設備廠商的銷售額從9.9億美元增長至33億美元，市場占比從7%增加到11%，銷售額達到3年前的3倍多，市場份額增幅高達57%，這無疑是巨大的進步。本土設備需求井噴，幫助本土設備企業取得不小進步。但是，我們的基數太小，亮麗成績的背后，是本土設備的市場占比只有11%的現實。因此，技術進階還需要必要的成長過程和時間。總體來看，在前道設備的多數細分領域，中國本土設備企業的技術水平和市占率與美日歐廠商相比，有明顯差距，在美日歐陸續出臺先進設備出口限制政策的情況下，要想實現先進制程芯片的量產，中國本土半導體設備廠商還要加倍努力。![]()
02取得進步的同時，中國本土半導體設備業也存在著諸多問題。特別是在國際壓力不斷加大，要求本土設備自給率快速提升的當下，有些問題會被放大，有的小問題也逐漸凸顯出來，且有進一步擴大的態勢。8月初，尹志堯博士指出了中國本土半導體設備業存在的諸多問題，這里我們總結一下，最為凸出的問題體現在以下三方面：1、鉆研和探索精神不足，復制、抄襲現象還有不少；2、人才嚴重不足，形成了惡性競爭，挖人現象過多，給產業發展帶來的負面影響加劇；3、存在盲目和重復投資現象，造成資源浪費，內耗過多。做芯片研發需要有干做十年冷板凳的決心和毅力，做產業鏈上游的半導體設備，特別是中高端產品更是如此，因為它涉及的技術更加高精尖，且是重資產投入，而且，與芯片設計相比，半導體設備研發和制造的復制、抄襲難度高很多，以這種方法拿到市場份額的難度就更大了，且存在諸多潛在風險，從各方面看，都不是好的選擇。而在當前的國際形勢下，更需要踏實工作，全身心投入研發，以制造出有核心競爭力半導體設備。人才不足問題短期內幾乎無解，需要長期培育和培養，在供給量明顯增長上來之前，現狀恐怕難以改變。關于盲目和重復投資，造成資源浪費的問題，一部分原因是有些企業拿錢（補貼）比較容易，缺乏賬戶監管和投資監督機制，從而造成浪費與內耗。除了以上問題，中國本土半導體設備業還有其它一些短板，也在阻礙技術和產品水平的提升，需要增加這些方面的意識，有針對性地去實踐，加以解決。一個值得關注的問題，就是與國際晶圓代工大廠的接觸和交流少。中國大陸多數半導體設備廠商主要向本土晶圓廠銷售產品，與臺積電和三星電子這樣的國際大廠的接觸很少，業務往來就更少了，使他們難以接觸和了解高水平晶圓廠建設的產線狀況和很多技術細節，缺乏學習機會、交易技巧，以及高水平的實戰機會。如果半導體設備廠商能與國際大客戶保持長期、密切的合作關系，為它們提供長期服務，包括機器的安裝、校準、維護和維修，則可以獲得大量寶貴的專業知識共享，幫助設備廠商取得技術進步，此外，這樣的合作可以提升每臺設備的平均利潤率。反之，則生產出來的設備很難進入更高水平的晶圓廠，難以形成或提升自身產品的附加值。![]()
03近幾年，在中國本土電子半導體產業鏈各環節企業的共同努力下，本土中高端芯片制造水平實現了較為快速地提升，其中，本土半導體設備廠商功不可沒。然而，必須看到，在先進制程芯片制造的關鍵環節，特別是光刻，本土半導體設備還難以挑大梁。在國際貿易形勢長期不利于我們的情況下，除了加強自研的決心和力度，踏下心來，攻堅克難，不斷提升高端半導體設備的自給率，別無他法。與此同時，在學習國際先進技術和經驗的同時，我們或許也可以開辟新路，摸索出更適合中國本土半導體設備業發展的技術和路徑。一些業內人士提出，可以改變一下半導體制造業的發展思路，現在的做法是使集成電路上的晶體管越來越密集，如果依然按照這樣的發展路徑與國際芯片制造和半導體設備大廠競爭的話，很難追趕上它們。他們認為，可以采取類似于中國大力發展電動汽車的成功模式，重新思考中國如何通過關注下一個芯片制造時代可能出現的新樣式，來趕超傳統國際大廠。今年上半年，中國科學院的兩位資深學者發表了一篇文章，主張將精力重新集中在新技術的研發上，而不是模仿國外的現有技術。作者認為，通過積累專利并管理其在海外的使用，我們可以在全球芯片供應鏈中設置自己的護城河，如果能實現的話，目前面對的這些技術痛點就不攻自破了。![]()
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