美国重重包围下,国产半导体设备替代之路还有多远?
集微網消息,近日,中美科技大戰再掀波瀾,而半導體行業也毫無意外地再次被推上風口浪尖。
美國半導體設備制造商LAM(泛林半導體)和AMAT(應用材料)等公司發出信函,要求中國國內從事軍民融合或為軍品供應集成電路的企業,不得用美國清單廠商半導體設備代工生產軍用集成電路。
此次“信函事件”在刺痛國內民眾敏感神經的同時,也直指中國半導體產業最為薄弱的環節——半導體設備。那么,中國對國外半導體設備的依賴性到底有多大?在美國的重重包圍下,國產半導體設備替代之路還有多遠?
美企設備占了半壁江山
半導體行業內有這樣一個說法,“一代設備,一代工藝,一代產品”,半導體產品制造要超前電子系統開發新一代工藝,而半導體設備要超前半導體產品制造開發新一代產品。因此半導體設備行業被視作半導體芯片制造的基石,擎起了整個現代電子信息產業,是半導體行業的基礎和核心。
而最新的數據顯示,全球半導體設備TOP15的廠商中,日本企業占大頭,共有8家日本企業排在前15之列,美國企業有4家,歐洲企業2家,還有一家在中國香港上市的新加坡企業。
2019年,美國設備企業銷售收入在全球半導體設備行業占49%,排在第一位的應用材料,其產品橫跨CVD、 PVD、刻蝕、CMP、RTP等除光刻機外的幾乎所有半導體設備。此外,Lam Research、KLA居行業第四、第五位。
也就是說,雖然入圍TOP15的美企數量比日企少,但是銷售收入卻不低,占了半壁江山。這顯示了整個世界對美國半導體設備企業的強依賴性,也成為美國制裁中國半導體產業的底氣。
中國半導體設備自給率不超過10%
在美日絕對壟斷的情況下,中國的半導體設備企業在全球范圍內幾無存在感。
中國國際招標網曾公布,我國在光刻機、離子注入機、量測設備、SoC測試機、PECVD等設備領域的國產化程度低,而離子注入機、量測設備、高深寬比刻蝕設備、SoC測試機等主要從美國進口,進口品牌依次是應用材料、KLA、Lam Research、Teradyne。
數據顯示,中國大陸芯片制造目前僅占全球份額的10%左右,而更上游的設備市場份額則更低,其中半導體設備的全球市場份額只有2%,設備自給率不超過10%,設備關鍵零部件的全球市場份額接近于0,這與中國為半導體產業貢獻半數市場的現狀可謂天壤之別。
此前,在集微網的龍門陣直播活動中,中芯國際集成電路制造有限公司聯合CEO趙海軍也指出,中國設備廠商在全球目前屬于第二梯隊。國外設備產業經過多年的兼并,呈現“強者更強,弱者出局”的市場格局,市場中剩下的競爭者都是龍頭企業,只研發和生產優勢設備產品。
一方面是極低的國產化占有率,另一方面中國市場對半導體設備存在著巨量的需求。據SEMI(國際半導體產業協會)發布的報告顯示,2019年全球半導體設備制造商收入達到598億美元,較2018年645億美元的歷史峰值下滑7%。數據顯示,中國臺灣以171.2億美元的銷售額成為半導體設備的最大市場,年增率高達68%;中國大陸則以134.5億美元的銷售額繼續保持著第二大半導體設備市場的地位。
不過需要指出的是,據SEMI于2019年12月的預測,2020、2021年中國大陸半導體設備銷售額增速將分別達16%、10%,明顯領先全球增速。現在中國大陸的半導體設備市場增速之快,已經成為了世界半導體設備廠商關注的重點市場。
雖然中國市場備受關注,但北方華創科技集團股份有限公司董事長趙晉榮也指出,與國外相比,中國的設備產業仍有很長的路要走。
近年來,國家也加大了對半導體設備的投入。特別是成立于2019年10月的大基金二期項目,將重點向設備和材料領域傾斜,大基金管理人特別強調二期基金將對在刻蝕機、薄膜設備、測試設備和清洗設備等領域已布局的企業保持高強度的持續支持,推動龍頭企業做大做強,形成系列化、成套化裝備產品。
另一方面,國產半導體設備廠商也在奮力尋求突破和成長。在這過程中也涌現出了一批有潛力的本土半導體設備廠商,包括中微公司、北方華創、北方華創、盛美半導體、上海微電子等,他們也將成為中國半導體設備國產化率提高的希望。
下面我們看看其中一些公司的情況:
中微公司:公司主營業務聚焦用于集成電路、LED芯片等微觀器件領域的等離子體刻蝕設備、深硅刻蝕設備和MOCVD設備等關鍵設備的研發、生產和銷售。
2018年底,中微公司自主研制的5納米等離子體刻蝕機經臺積電驗證,性能優良,將用于全球首條5納米制程生產線。刻蝕機是芯片制造的關鍵裝備之一,中微突破關鍵核心技術,讓“上海制造”躋身刻蝕機國際第一梯隊。2019年7月中微公司在科創板上市。
產品方面,公司產品性能突出,刻蝕設備和MOCVD設備已達到國際先進水平甚至是優于國際水平,并且產品覆蓋不同的下游半導體應用市場,可以較好的應對下游投資波動過大對公司業績帶來的影響。
北方華創:成立于2001年,主營半導體裝備、真空裝備、新能源鋰電裝備及精密元器件業務,為半導體、新能源、新材料等領域提供解決方案。
目前,北方華創已形成刻蝕機、PVD、CVD、清洗設備、立式爐等多種產品布局,已應用于數十種集成電路先進工藝制程中,這些產品均在國內主流生產線上獲得批量應用。與此同時,公司在ICP領域深耕多年,布局產品涉及多種關鍵制程工藝應用。
上海微電裝備:成立于2002年,主要致力于半導體裝備、泛半導體裝備、高端智能裝備的開發、設計、制造、銷售及技術服務。公司設備廣泛應用于集成電路前道、先進封裝、FPD面板、MEMS、LED、Power Devices等制造領域。
華海清科:成立于2013年,是天津市政府與清華大學踐行“京津冀一體化”國家戰略,為推動我國化學機械拋光(CMP)技術和設備產業化成立的高科技企業。
華海清科主要從事CMP設備和工藝及配套耗材的研發、生產、銷售與服務,核心團隊成員來自清華大學摩擦學國家重點實驗室及業內專業人才,產品可廣泛應用于極大規模集成電路制造、封裝、微機電系統制造、晶圓平坦化、基片制造等領域。
盛美半導體:于1998年在美國成立,后于2006年設立盛美上海,主要從事單晶片的濕式清洗設備的開發、生產和銷售,除清洗設備外,公司還在中國銷售定制晶圓級封裝設備。目前,國際上共有5家企業在生產單晶片清洗設備,盛美是其中之一,另外4家全是海外企業,分別是Screen Semiconductor Solutions、Tokyo Electron、 Lam Research、SEMES。
2019年12月30日,盛美半導體上海臨港研發及生產中心項目正式啟動。盛美半導體設備(上海)股份有限公司是晶圓濕法清洗設備供應商,盛美半導體設備研發及制造中心項目總投資8.8億元,預計于2020年開工,2023年竣工,開始試生產。2026年,項目將達產130臺,銷售額24億元。
芯源微:于2002年創立,芯源微是國內涂膠顯影設備龍頭企業,主要從事半導體專用設備的研發、生產和銷售,主要產品有涂膠顯影設備和單片濕法設備。
公司在涂膠顯影設備方面優勢突出,生產的設備已經打破了國外廠商壟斷,如LED芯片支撐及集成電路制造封測等環節,率先實現進口替代。公司也是國內唯 一一家研發與制造涂膠顯影設備的企業。
長川科技:成立于2008年4月,于2017年4月17日在深交所創業板掛牌上市,是一家專注于集成電路裝備的研發、生產和銷售的高新技術企業。長川科技生產的集成電路測試機和分選機產品已獲得長電科技、華天科技、通富微電、士蘭微、華潤微電子、日月光等集成電路廠商的使用。
未來長川科技將重點開拓探針臺、數字測試機、MEMS、IGBT、SOC、晶圓制造及封裝相關設備等產品。
精測電子:武漢精測電子技術股份有限公司創立于2006年4月,并于2016年11月在創業板上市。公司主要從事平板顯示檢測系統的研發、生產與銷售,在國內平板顯示測試領域處于絕對領先地位, 主營產品包括:模組檢測系統、面板檢測系統、OLED 檢測系統、AOI光學檢測系統和平板顯示自動化設備。近幾年來,該公司積極對外投資,設立多家子公司,業務規模迅速擴張,進一步完善了產業布局。
凱世通:萬業企業全資子公司凱世通是目前國內唯一覆蓋集成電路、光伏及AMOLED離子注入機三大類設備的制造企業,其研發生產的離子注入機是半導體制造工藝中技術最為復雜的設備之一。
3月26日,北京市科學技術委員會公示了2019年度北京市科學技術獎項目評審結果,由凱世通等共同承擔的“大束流離子注入機裝備及工藝研發”項目成功榮膺科技進步獎一等獎。今年4月消息顯示,凱世通的低能大束流集成電路離子注入機日前也已搬進杭州灣潔凈室,并根據集成電路芯片客戶工藝要求,進行離子注入晶圓驗證階段。而凱世通低能大束流離子注入機的遷機成功,也標志著其產品在低能和大束流等核心指標,特別是束流強度指標上,已達到或超過國外同類產品,因此可更好的降低單位成本消耗,滿足國內集成電路行業實際應用。
總結:對于國產半導體設備未來的發展,業內人士表示,國內半導體設備的“黃金窗口期”已然打開。對于國產設備企業而言,能否有能力抓住市場機遇是最重要的。
縱觀全球,日本和韓國半導體產業都曾迎來黃金階段,從而帶動了一批優秀的設備企業快速發展。“未來,隨著全球半導體產業逐漸向中國轉移,一定會誕生幾家巨頭企業,而國產設備廠商雖然只是產業鏈中很小的一個群體,但是一定是產業鏈中生命力最旺盛的群體,即小而有力量。”業內人士如是期許。
總結
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