全球集成電路芯片制程設(shè)備國(guó)內(nèi)市場(chǎng)分析與半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)發(fā)展前景展望

作者：王超 姜晶

國(guó)內(nèi)市場(chǎng)分析

近五年來(lái)，中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展衍生出了巨大的半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)需求。2020年，中國(guó)大陸首次成為全球半導(dǎo)體制造設(shè)備的最大市場(chǎng)，其銷(xiāo)售額達(dá)到187.2億美元，增長(zhǎng)39%，占全球半導(dǎo)體設(shè)備總銷(xiāo)售額的25%。

然而，由于半導(dǎo)體設(shè)備的高技術(shù)壁壘、高研發(fā)投入等限制，國(guó)內(nèi)的半導(dǎo)體設(shè)備技術(shù)發(fā)展相對(duì)較為緩慢。長(zhǎng)期以來(lái)，中國(guó)的半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)受?chē)?guó)外所壟斷。據(jù)SEMI統(tǒng)計(jì)，2017年中國(guó)大陸半導(dǎo)體設(shè)備銷(xiāo)售額為82.3億美元。但據(jù)中國(guó)電子專(zhuān)用設(shè)備工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，2017年中國(guó)國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備(不含光伏設(shè)備)的銷(xiāo)售額僅為48.07億元，由此計(jì)算出，2017年中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)國(guó)產(chǎn)化率僅為9%，如下圖所示。

但近年來(lái)，中微半導(dǎo)體、北方華創(chuàng)等一批優(yōu)秀的本土設(shè)備制造商正在奮起直追，有望逐步實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代。在02專(zhuān)項(xiàng)和大基金的扶持下，業(yè)內(nèi)少數(shù)專(zhuān)用設(shè)備制造商通過(guò)多年研發(fā)和積累，已掌握了相關(guān)核心技術(shù)，取得了一系列突破，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，具備一定規(guī)模和品牌知名度，占據(jù)了一定市場(chǎng)份額，見(jiàn)表1、表2。

1.北方華創(chuàng)

北方華創(chuàng)科技集團(tuán)股份有限公司成立于2015年，由“七星電子”和“北方微電子”兩大國(guó)企重組而來(lái)，主要業(yè)務(wù)是半導(dǎo)體裝備及精密電子元器件研發(fā)生產(chǎn)，如下圖所示。北方華創(chuàng)的主要目標(biāo)在于：高端半導(dǎo)體裝備制造和先進(jìn)集成電路元件制造。在整合二大微電子裝備廠(chǎng)商后，北方華創(chuàng)的業(yè)務(wù)也進(jìn)行了創(chuàng)新整合分類(lèi)，并設(shè)立了四大事業(yè)部：半導(dǎo)體裝備、鋰電新能源、真空裝備和精密元器件等。

在半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)，北方華創(chuàng)具備較大的產(chǎn)品體系覆蓋面，在刻蝕設(shè)備、PVD/CVD設(shè)備、氧化/擴(kuò)散設(shè)備、清洗設(shè)備等多個(gè)關(guān)鍵制程領(lǐng)域取得技術(shù)突破，打破了國(guó)外巨頭壟斷，在集成電路及泛半導(dǎo)體領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用，成為國(guó)內(nèi)主流半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商。目前，在集成電路領(lǐng)域公司已經(jīng)具備了28nm設(shè)備供貨能力，14nm工藝設(shè)備進(jìn)入客戶(hù)工藝驗(yàn)證階段。在晶圓制造領(lǐng)域，傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)設(shè)備如刻蝕機(jī)、爐管、PVD等已經(jīng)進(jìn)入長(zhǎng)江存儲(chǔ)、中芯國(guó)際、華虹等多家國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商的供應(yīng)鏈。北方華創(chuàng)公司作為國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備龍頭，綜合競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)明顯，市場(chǎng)份額將會(huì)不斷提升，有望引領(lǐng)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化大浪潮。

除此之外，北方華創(chuàng)也是目前國(guó)內(nèi)唯一一家具有8英寸立式擴(kuò)散爐和清洗設(shè)備生產(chǎn)能力的公司，自主研發(fā)的14nm等離子硅刻蝕機(jī)、單片退火系統(tǒng)、LPCVD已成功進(jìn)入集成電路主流代工廠(chǎng)；28nm Hardmask PVD、Al-Pad PVD設(shè)備已率先進(jìn)入國(guó)際供應(yīng)鏈體系；12英寸清洗機(jī)累計(jì)流片量已突破60萬(wàn)片大關(guān)；深硅刻蝕設(shè)備也于2017年一舉告捷東南亞市場(chǎng)。同時(shí)，在芯片制造設(shè)備方面，北方華創(chuàng)也占據(jù)較大的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額。

在真空產(chǎn)業(yè)設(shè)備中，北方華創(chuàng)主要是做各種單晶爐、燒結(jié)爐、焊接爐等，在相關(guān)領(lǐng)域具備深厚的技術(shù)積累，核心客戶(hù)主要是西安隆基等。

2.上海微電子

上海微電子裝備（集團(tuán)）股份有限公司 (簡(jiǎn)稱(chēng)SMEE) 成立于2002年3月，是在國(guó)家科技部和上海市政府共同推動(dòng)下，由國(guó)內(nèi)多家企業(yè)集團(tuán)和投資公司共同投資組建的高科技技術(shù)公司，如下圖所示。公司主要致力于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的中高端投影光刻機(jī)研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售與服務(wù)。公司產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于IC制造與先進(jìn)封裝、MEMS、TSV/3D、TFT-OLED等制造領(lǐng)域。

作為國(guó)內(nèi)光刻機(jī)領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，上海微電子裝備（集團(tuán)）股份有限公司生產(chǎn)的SSA600/20系列產(chǎn)品可用于90nm前道制程，65nm制程設(shè)備正在驗(yàn)證。后道封裝光刻機(jī)已實(shí)現(xiàn)批量供貨，并在國(guó)內(nèi)具有較高的占有率。截至2020年3月，直接持有各類(lèi)專(zhuān)利及專(zhuān)利申請(qǐng)超過(guò)3200項(xiàng)，同時(shí)通過(guò)建設(shè)并參與產(chǎn)業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)聯(lián)盟，進(jìn)一步整合共享了大量聯(lián)盟成員知識(shí)產(chǎn)權(quán)資源，涉及光刻機(jī)、激光與檢測(cè)、特殊應(yīng)用類(lèi)等各大產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域。

3.中微半導(dǎo)體

中微半導(dǎo)體設(shè)備（上海）股份有限公司成立于2004年。公司主要從事半導(dǎo)體設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售，通過(guò)向下游集成電路、LED外延片、先進(jìn)封裝、MEMS等半導(dǎo)體產(chǎn)品的制造公司銷(xiāo)售刻蝕設(shè)備和MOCVD設(shè)備、提供配件及服務(wù)實(shí)現(xiàn)收入和利潤(rùn)。其中公司的主要業(yè)務(wù)收入來(lái)源于半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)品的銷(xiāo)售。

國(guó)內(nèi)等離子刻蝕領(lǐng)域龍頭企業(yè)，等離子體刻蝕設(shè)備已應(yīng)用在國(guó)內(nèi)外知名廠(chǎng)商55nm到5nm的眾多芯片生產(chǎn)線(xiàn)上；特別是中微的電容性CCP等離子體刻蝕設(shè)備，已在國(guó)際領(lǐng)先的晶圓生產(chǎn)線(xiàn)核準(zhǔn)5nm的若干關(guān)鍵步驟的加工，但在銷(xiāo)售規(guī)模上與全球巨頭尚有差距。

在MOCVD設(shè)備領(lǐng)域，公司MOCVD設(shè)備持續(xù)在行業(yè)領(lǐng)先客戶(hù)生產(chǎn)線(xiàn)上大規(guī)模投入量產(chǎn)，保持在行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)先地位。2018年公司的MOCVD設(shè)備占據(jù)全球氮化鎵基LED用MOCVD設(shè)備新增市場(chǎng)的41%。

半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)發(fā)展前景展望

目前全球半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)仍由少數(shù)美、日、歐巨頭壟斷，中國(guó)嚴(yán)重依賴(lài)進(jìn)口,設(shè)備國(guó)產(chǎn)化作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展自主可控的重要基石，勢(shì)必成為中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)崛起的必然道路。在芯片需求持續(xù)上升、國(guó)家戰(zhàn)略持續(xù)加強(qiáng)的大背景下，國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備迎來(lái)歷史性機(jī)遇，具備進(jìn)口替代的“土壤”，半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)發(fā)展也同樣具備前所未有的重大機(jī)遇。

1）終端應(yīng)用產(chǎn)品需求擴(kuò)張，拉動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈，帶動(dòng)上游半導(dǎo)體制造設(shè)備產(chǎn)業(yè)擴(kuò)張。半導(dǎo)體行業(yè)與全球宏觀(guān)經(jīng)濟(jì)相關(guān)性較強(qiáng)，全球經(jīng)濟(jì)回暖將為產(chǎn)業(yè)帶來(lái)良好的環(huán)境，進(jìn)入新一輪的景氣周期。全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向中國(guó)轉(zhuǎn)移，中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)占比持續(xù)提升。龐大的人口基數(shù)提供了巨大的需求。中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)連續(xù)保持較高的增長(zhǎng)速度。未來(lái)本土半導(dǎo)體設(shè)備廠(chǎng)商的替代空間巨大。

2）政策利好，外部環(huán)境改善。為了促進(jìn)相關(guān)行業(yè)發(fā)展，國(guó)家出臺(tái)了一系列鼓勵(lì)扶持政策，并設(shè)立了集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金?！秶?guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》，與國(guó)家產(chǎn)業(yè)基金的開(kāi)展為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)提供了有力的支持。集成電路產(chǎn)業(yè)與國(guó)際先進(jìn)水平的差距逐步縮小，全行業(yè)銷(xiāo)售收入年均增速超過(guò)20%，企業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力大幅增強(qiáng)。16/14nm制造工藝實(shí)現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)，封裝測(cè)試技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，關(guān)鍵裝備和材料進(jìn)入國(guó)際采購(gòu)體系，基本建成技術(shù)先進(jìn)、安全可靠的集成電路產(chǎn)業(yè)體系。到2030年，集成電路產(chǎn)業(yè)鏈主要環(huán)節(jié)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，一批企業(yè)進(jìn)入國(guó)際第一梯隊(duì)，實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展。

3）政策/教育雙輪驅(qū)動(dòng)，相關(guān)人才增長(zhǎng)。近兩年來(lái)關(guān)于“中國(guó)芯”的話(huà)題時(shí)常被提及，尤其是在復(fù)雜的國(guó)際關(guān)系形勢(shì)下，華為、中興通訊等國(guó)內(nèi)科技企業(yè)一直受到諸多外部限制。而要解決我國(guó)集成電路核心技術(shù)受制于人的關(guān)鍵就在于人才，人才是產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的第一要素。國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)會(huì)議投票通過(guò)將集成電路從電子科學(xué)與技術(shù)一級(jí)學(xué)科中獨(dú)立出來(lái)作為一級(jí)學(xué)科的提案。2021年，國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)、教育部正式發(fā)布了關(guān)于設(shè)置“集成電路科學(xué)與工程”一級(jí)學(xué)科的通知，集成電路專(zhuān)業(yè)正式被設(shè)為一級(jí)學(xué)科，復(fù)旦大學(xué)、北京大學(xué)等相關(guān)院校也新增了“集成電路科學(xué)與工程”一級(jí)學(xué)科專(zhuān)業(yè)。新政策的出臺(tái)不僅從教育方面加強(qiáng)人才培養(yǎng)，更強(qiáng)調(diào)了集成電路產(chǎn)業(yè)人才在行業(yè)發(fā)展中的重要作用，為人才提供了更多的保障措施。在“政策＋教育”雙輪驅(qū)動(dòng)下，中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)發(fā)展的“黃金時(shí)期”。目前，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備上市公司數(shù)量較少。但隨著我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的整體提升與完善，半導(dǎo)體設(shè)備公司未來(lái)上市的機(jī)會(huì)將越來(lái)越多。

4）注重集成電路產(chǎn)業(yè)及設(shè)備相關(guān)領(lǐng)域知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)。集成電路產(chǎn)業(yè)作為信息產(chǎn)業(yè)的核心，是引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的關(guān)鍵力量。近年來(lái)，國(guó)務(wù)院印發(fā)《新時(shí)期促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》，其中“嚴(yán)格落實(shí)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)制度，加大集成電路和軟件知識(shí)產(chǎn)權(quán)侵權(quán)違法行為懲治力度”、“大力發(fā)展集成電路和軟件相關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)服務(wù)”等多項(xiàng)舉措，進(jìn)一步凸顯了知識(shí)產(chǎn)權(quán)在集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的重要作用。

相信，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和對(duì)集成電路的重視程度的提高，我國(guó)集成電路事業(yè)也會(huì)有更大的發(fā)展。

更多精彩內(nèi)容：

《一本書(shū)讀懂芯片制程設(shè)備》王超 姜晶 牛夷 王剛 編著

• 清華大學(xué)和電子科大專(zhuān)家傾力打造之作
• 集成電路芯片制程設(shè)備通識(shí)書(shū)籍
• 國(guó)內(nèi)首部全方位介紹芯片制程設(shè)備書(shū)籍

本書(shū)是圍繞集成電路芯片發(fā)展和新一代信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域（集成電路及專(zhuān)用設(shè)備）等重大需求，編著的集成電路芯片制程設(shè)備通識(shí)書(shū)籍。集成電路芯片作為信息時(shí)代的基石，是各國(guó)競(jìng)相角逐的“國(guó)之重器”，也是一個(gè)國(guó)家高端制造能力的綜合體現(xiàn)。芯片制程設(shè)備位于集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的上游，貫穿芯片制造全過(guò)程，是決定產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵一環(huán)。

本書(shū)首先介紹了集成電路芯片制程及其設(shè)備，并著重分析了芯片制程設(shè)備的國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)環(huán)境；然后，針對(duì)具體工藝技術(shù)涉及的設(shè)備，詳細(xì)綜述了設(shè)備原理及市場(chǎng)情況；并對(duì)我國(guó)集成電路芯片制程設(shè)備的發(fā)展做了總結(jié)展望。本書(shū)可為制造業(yè)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)提供參考，也可供對(duì)集成電路芯片制程設(shè)備感興趣的讀者閱讀。