在整個半導體產業(yè)中,半導體生產設備和材料業(yè)處于產業(yè)鏈的最上游。雖然與處于下游的設計、制造和封測業(yè)相比,設備和材料業(yè)的整體市場規(guī)模較小,但由于其技術門檻高且處于產業(yè)鏈最上游的特點,因此在整個行業(yè)中起著舉足輕重的作用,甚至可以起到控制國家集成電路發(fā)展速度的作用。
近年來,隨著新建的晶圓廠逐漸向中國大陸集中,大陸半導體設備采購額正在屢創(chuàng)新高。據SEMI數據顯示,2018年大陸地區(qū)首次超過臺灣地區(qū)已成為全球第二大半導體設備市場,預計到2019年,大陸地區(qū)的設備銷售額將達到173億美元,超過韓國成為全球第一大半導體設備市場。那么,在該市場背景之下,大陸半導體設備廠商是否能抓住這個巨大的發(fā)展機會呢?
國產半導體設備成長空間巨大
縱觀全球半導體設備市場,整個行業(yè)呈現著高度壟斷、強者恒強的局面。長江證券分析師指出,半導體設備是一個擁有極高技術壁壘的行業(yè),目前主要被美國、日本和荷蘭的巨頭壟斷,他們起步較早,伴隨著整個半導體產業(yè)一起成長,相應產品也已經成為事實上的行業(yè)標準,其他設備公司無論資金、技術、研發(fā)能力、市場地位等各方面,都與排名靠前的國際巨頭差距較大。
的確,這一現實也在SEMI此前發(fā)布的“2017年全球前十大半導體設備廠商排名”中有所體現。在該榜單中并沒有大陸半導體設備企業(yè)的身影,其中美國占據3家、日本占據4家、荷蘭占據2家、韓國占據1家。與此同時,這十大半導體設備廠2017年的營收也都在高速增長中,排名第7的細美事(SEMES)的增幅甚至達到了驚人的142%。
反觀大陸半導體設備產業(yè)發(fā)展,可以看出,目前國產半導體設備仍處于整體較為落后的狀態(tài)。SEMI中國區(qū)總裁、全球副總裁居龍近日公開表示,雖然已有不少國產半導體設備進入半導體制造供應鏈,但從市場占有量來看,國產設備在大陸市場的份額大約是5%,而在全球市場份額僅占1-2%。
據Gartner統計,全球規(guī)模以上晶圓制造設備商共計58家,其中日本的企業(yè)最多,達到21家,占比達36%;其次是歐洲13家、北美10家、韓國7家,而大陸僅4家,分別為盛美半導體、中微半導體、Mattson(亦莊國投收購)和北方華創(chuàng),占比不到7%。
雖然目前國產半導體設備的力量相對弱小,但正如居龍所說,同時說明我們還有非常大的成長空間。
國產半導體設備已取得局部突破
盡管從整體來看,國產半導體設備仍處于較為落后的狀態(tài),但從局部來看,國產半導體設備目前已具備一定的競爭力。例如,Mattson的去膠設備、盛美半導體的清洗設備、中微半導體的介質刻蝕機和硅通孔設備、長川科技的分選機、北京華峰和長川科技的中低端測試機、上海微電子裝備的后道封裝光刻機等,都已經在市場上直接和國外設備開展競爭,具有一定的競爭力。
天風證券資深分析師告訴集微網記者,相比于六七年前,大陸的前道設備包括刻蝕機、清洗機、PVD和CVD等都取得了一定的進步。從六七年前國家02專項支持的一些半導體設備來看,刻蝕機和清洗機等前道設備在產線上的滲透率非常低,但經過六七年的發(fā)展,都已經達到了一定水平。
該分析師指出,在取得較大突破的半導體前道設備中,中微半導體的表現最為喜人。據悉,中微半導體的介質刻蝕機已經可以做到最先進制程,并已經得到了海外Foundry廠的認可,臺積電的7nm制程便可能會用到中微的設備,這是一個非常大的突破。此外,盛美半導體的清洗機、北方華創(chuàng)的硅刻蝕機和沈陽拓荊的PVD設備等,目前在傳統制程產線上都已經有所滲透。
據集微網記者了解到,目前在集成電路制造領域,大部分國產設備仍主要集中于傳統的45nm、55nm以下的工藝制程,與國際巨頭之間的差距較大。但值得一提的是,從泛半導體領域來看,除了集成電路制造,在封裝測試和LED領域也可以看到很多國產設備的身影。
首先,在封裝測試領域,華天科技和通富微電等大陸知名的封測企業(yè),都用到了包括北方華創(chuàng)在內的國產設備,甚至已經超過了海外生產商的設備。比如華天科技,在中后段制程上都用到了北方華創(chuàng)的刻蝕機和PVD設備等。
此外,在LED領域,MOCVD設備是制造LED芯片的核心設備,而中微半導體目前在國產設備中處于領先地位,甚至連國際巨頭VEECO也感受到了來自中微的強大威脅。去年10月,中微半導體宣布,其MOCVD設備PrismoA7機型出貨量已突破100臺,標志著其邁向了一個重要里程碑。
國產半導體設備的未來
毋庸置疑,國產設備已取得了一些局部突破,但目前和國際巨頭之間的差距還非常遠,未來如何縮短差距將成為國產設備廠的首要難題。
半導體專家莫大康告訴集微網記者,大陸半導體設備產業(yè)目前在發(fā)展過程中,仍面臨多個瓶頸。首先,全球半導體設備產業(yè)處于國外巨頭高度壟斷的局面,國產設備的市場化水平十分不足;其次,目前國產設備里面用到的零部件很多都采購自海外,如果零部件過度依賴進口的話,則大陸設備產業(yè)很難實現真正的自主;最后,由于大陸IC制造業(yè)的落后,很難支持設備業(yè)協同發(fā)展,而且這是錢也無法解決的問題。
對此,天風證券資深分析師也表達了相同的看法。他認為,大陸半導體設備業(yè)的發(fā)展和下游制造商的發(fā)展密切相關。從先進制程來看,目前大陸仍集中在28nm及以上,而在14nm、10nm、7nm等先進制程,以及3D NAND Flash等高階產品上仍處于起步階段。隨著大陸半導體制造產業(yè)的成熟,國產設備才能逐漸跟進,這是一個漸進的過程。所以,下游產線若沒發(fā)展起來的話,對上游設備來說仍有一定的制約。
在先進制程方面,大陸IC制造業(yè)目前落后于國際先進水平兩代以上,國際上7nm即將量產,而大陸還正在研發(fā)14nm,此外28nm的良率依然無法很好地控制??梢?,對國際先進工藝的追趕還是一個長期艱苦奮斗的過程,因此大陸設備業(yè)的發(fā)展需要做好持久戰(zhàn)的準備。
在這一過程中,大陸設備業(yè)又該如何縮短與國際巨頭間的差距呢?莫大康認為,我們可以采取四個主要對策:一是在零部件領域加速國際并購步伐;二是抓住全球8英寸設備缺貨的機遇,建設以8英寸國產設備為主導的示范生產線,逼迫國產設備邁向實用化、規(guī)?;?三是改變策略,不能只求設備上的突破,每年有計劃的突破1-2種關鍵設備的規(guī)模化市場;四是加速大陸設備業(yè)市場化邁進的進程。
對于大陸半導體設備廠商來說,實現真正的半導體設備國產化的道路任重而道遠。值得慶幸的是,在中美貿易摩擦和中興事件的影響下,國產半導體設備廠商將得到更多的資金、技術和投入,并將獲得更多的試錯機會,有助其加速發(fā)展。相信在不久的將來,在國家和企業(yè)的共同努力之下,大陸半導體設備產業(yè)的春天將會到來!