国内半导体产业的“设备焦虑”

Original kiki 芯师爷 2023-10-25

前言

美国、日本和荷兰，均为半导体技术强国，在先进半导体设备领域处领先地位。若三方同时禁止我国企业进口可生产先进技术的半导体设备，国内半导体产业发展将面临困境。

近日，美国在半导体领域对华的高科技发展限制再度加码：据日本共同社2月4日报道，日本政府将于今年春季开始限制向华出口制造先进半导体所需的设备。

路透社此前报道称，日本和美国、荷兰三国政府已就限制向华出口先进芯片制造设备达成协议。日本此次的“春季限令”被认为是协议的佐证，或因为协议的敏感性，目前协议中提及的三国政府并没有公开对华芯片设限制的具体内容，协议中的三方中，除了美国，其余两国也并没有直接承认该协议的存在。

业内猜测，种种迹象表明，该协议确实存在，协议中的所谓“可生产先进技术的半导体设备”很可能指的是可用于生产14nm及以下的半导体设备。因为“14nm”是美国当前向我国禁售技术的限制节点，日本和荷兰或沿用此标准。

先进设备或“求购无门”

早在2022年10月，美国正式出台了限制芯片制造装备和相关技术对华出口的禁令，当时就有报道指出美方要求在芯片制造设备等方面具有优势的日本和荷兰“追随”。

如果说，当时还有部分产业人士对日本和荷兰是否会跟进这一协议心存疑虑，那日本的“春季限令”已经明确了“跟进”态度。荷兰方面暂时没有宣布新的“限令”，可实际上，我国厂商向荷兰ASML订购可用于5nm及以下制程的芯片生产的EUV光刻机至今仍没有发货。中芯国际在2018年向ASML订购了一台最新型的EUV光刻机，当时价值高达1.5亿美元，原计划在2019年初交付。

日本和荷兰对美国“限令”的附和，意味着未来很长一段时间内，我国很难从海外半导体设备企业中顺利进口先进设备。因为这三国牢牢把控了半导体先进设备的技术和产品的主要供应，这点在全球半导体设备营收数据中可体现。

CINNO Research统计结果表明，2022年上半年，全球半导体设备企业TOP10分别为应用材料(Applied materials)、阿斯麦尔(ASML)、泛林半导体(Lam research)、东电电子(Tokyo Electron)、科磊(KLA)、斯科半导体(SCREEN)、爱德万测试(Advantest)、日立高科(Hitachi High-Tech)、ASM国际(ASM International)、迪斯科(Disco)。

图源：CINNO Research

芯师爷梳理发现，2022年上半年十大半导体设备企业中，有3家美国企业，5家日本企业，2家荷兰企业。一段时间内十大半导体设备营收排名偶有波动，不过均为美国、日本和荷兰三国的企业。

由此，如果三国同时宣布限制对华输出先进技术和设备，我国半导体产业将陷入先进设备求购无门的困境。这在当前基本成为现实。DigiTimes近日报道指出我国“晶圆代工厂和 IDM 似乎购买了几乎所有对其扩张或维持当前产线运营有用的生产设备”，以应对海外国家日趋严格的出口禁令。

设备自主进展如何？

海外半导体设备出口政策正被热议，国内的半导体设备自主化程度也受到持续关注。

资料显示，芯片的制造过程可以分为前道工艺和后道工艺。前道芯片制造主要包括六大工艺步骤，分别为：热处理（Thermal Process）、光刻（Photo-lithography）、刻蚀（Etch）、离子注入（Ion Implant）、薄膜沉积（Deposition）、机械抛光（CMP），所对应的专用设备主要包括快速热处理（RTP）/氧化/扩散设备、光刻设备、刻蚀/去胶设备、离子注入设备、薄膜沉积设备、机械抛光设备等。后道封装测试工序和相应设备包括减薄、划片、测试、分选等。

其中光刻机、刻蚀机设备、气相沉积设备是三大核心半导体设备，占据了产线设备总投资额70%。

近年来，随着美国对华半导体制裁升级，为保障供应链安全国内产业链也在持续推动设备国产化提速。

德邦证券指出，从细分设备来看，2022年上半年国产化率高于 30%的有去胶、清洗、刻蚀、 CMP等设备，国产化率在 10%~30%的有涂胶显影、薄膜沉积、热处理、量测等设备，国产化率低于10%的有离子注入、光刻设备。

业内人士指出，其中去胶设备的国产率已达90%以上，而光刻设备国产率较低，研发进展也慢，上海微电子是我国唯一可量产光刻机的企业，其90nm DUV 光刻机在2016年已经通过验收，但45nm、28nm 光刻机等在研发过程中，需等待突破。

国内主要半导体设备企业

资料显示，在半导体制造设备领域，我国有这些企业正活跃其中，以寻求更多的技术自主与突破，逐步缓解我国半导体设备的供应焦虑。

图：全球主要半导体设备厂商；制图：浙商证券研究所

资料来源：semi，屹唐股份招股说明书，浙商证券研究所

北方华创

北方华创主营半导体装备、真空装备、新能源锂电装备及精密元器件业务，为半导体、新能源、新材料等领域提供解决方案。公司现有四大产业制造基地，营销服务体系覆盖欧、美、亚等全球主要国家和地区。

中微公司

中微半导体设备（上海）股份有限公司是一家以中国为基地、面向全球的微观加工高端设备公司，为集成电路和泛半导体行业提供极具竞争力的高端设备和高品质的服务。中微开发的等离子体刻蚀设备和化学薄膜设备是制造各种微观器件的关键设备，可加工微米级和纳米级的各种器件。

拓荆科技

拓荆科技股份有限公司成立于2010年4月，公司主要产品包括等离子体增强化学气相沉积（PECVD）设备、原子层沉积（ALD）设备和次常压化学气相沉积（SACVD）设备三个产品系列，拥有自主知识产权，技术指标达到国际同类产品先进水平，公司产品已广泛应用于集成电路晶圆制造，以及TSV封装、光波导、Micro-LED、OLED显示等高端技术领域。

盛美上海

盛美专注于对先进集成电路制造、先进晶圆级封装制造及大硅片制造领域半导体设备研发、生产和销售，通过向半导体芯片制造商提供高性能、低消耗的工艺解决方案，致力于提升客户的生产效率和产品良率

至纯科技

至纯科技，成立于2000年，致力于为高端先进制造业企业提供高纯工艺系统的解决方案。系统解决方案涵盖了提供整个系统的设计、选型、制造、安装、测试、调试和系统托管服务。我们提供的系统和专业服务，广泛应用于半导体、微电子、生物医药、光伏、光纤、TFT-LCD、LED等领域。

芯源微

沈阳芯源微电子设备股份有限公司成立于2002年，公司所开发的涂胶机、显影机、喷胶机、去胶机、湿法刻蚀机、单片清洗机等产品，已形成完整的技术体系和丰富的产品系列，可根据用户的工艺要求量身定制。产品适应不同工艺等级的客户要求，广泛应用于半导体生产、高端封装、MEMS、LED、OLED、3D-IC TSV、PV等领域。可满足300mm前道制程及300mm先进封装厚胶工艺制程。

屹唐半导体

北京屹唐半导体科技股份有限公司（简称“屹唐半导体”）主要为全球集成电路芯片制造厂商提供干法去胶、干法刻蚀、快速热处理、毫秒级退火等设备及应用解决方案，其中干法去胶、快速热处理、毫秒级退火设备在各自细分领域的市场份额均处于世界前列，主要客户涵盖全球主要芯片制造厂商。公司在全球范围内拥有超过300多项专利，全球设备装机量超过3700台。

华海清科

华海清科股份有限公司是一家拥有核心自主知识产权的高端半导体设备制造商，公司主要产品包括CMP设备、减薄设备、供液系统、晶圆再生、关键耗材与维保服务，初步实现了产品+服务的平台化战略布局。

公司主要产品及服务已广泛应用于集成电路、先进封装、大硅片、第三代半导体、MEMS、Micro LED等制造工艺。

精测电子

武汉精测电子集团股份有限公司，创立于2006年4月，是一家致力于为半导体、显示以及新能源等测试领域提供卓越产品和服务的高新技术企业。

公司经营范围包括：平面显示技术的研发；液晶测试系统、有机发光二极管显示器测试系统、计算机测控系统集成、机电自动化设备的研发、生产、销售及技术服务；太阳能、锂电池及其它新能源测试系统、电源测试系统的研发、生产、销售及技术服务；芯片设计、半导体测试设备的研发、生产、销售及技术服务；货物及技术进出口（国家禁止或限制进出口的货物及技术除外）；电子产品设计、生产、销售等。

长川科技

杭州长川科技股份有限公司成立于2008年4月，是一家致力于提升我国集成电路专用装备技术水平、积极推动集成电路装备业升级的高新技术企业。主营产品包括测试机、分选机、探针台、AOI设备和自动化设备。2017年深交所上市。

万业企业

上海万业企业股份有限公司，成立于1991年10月，是一家具有新兴产业基因的高科技上市公司。2018年，万业企业成功收购上海凯世通半导体股份有限公司，正式进入集成电路四大核心装备之一的离子注入机领域。2021年，万业企业携手半导体领域人士共同成立嘉芯半导体，业务将覆盖刻蚀、薄膜沉积、快速热处理等多款集成电路核心前道设备，叠加原有的离子注入机业务形成“1+N”产品平台模式，多方位布局半导体核心设备赛道。

华峰测控

北京华峰测控技术股份有限公司（以下简称“华峰测控”），作为国内最早进入半导体测试设备行业的企业之一，已在行业深耕近三十年，始终聚焦于模拟和混合信号测试设备领域。

华峰测控目前已成为国内前三大半导体封测厂商模拟测试领域的主力测试平台供应商，拥有着上百家集成电路设计企业客户资源，同时也与超过三百家以上的集成电路设计企业保持着紧密的业务合作关系。截至2022年7月底，华峰测控产品全球累计装机量突破5000台。

凯世通

上海凯世通半导体股份有限公司，成立于2009年，是一家以离子束技术为核心的集科研、制造于一体的高科技企业，主要研制、生产、再制造和销售高端离子注入机，重点应用于光伏太阳能电池，新型平板显示，和半导体集成电路领域。

晶亦精微科技（烁科精微电子）

北京晶亦精微科技股份有限公司是由北京烁科精微电子装备有限公司（烁科精微）整体变更发起设立的股份有限公司。主营集成电路核心装备CMP产品。

北京中科信

北京中科信电子装备有限公司成立于2003年（以下简称“北京中科信”），是电科装备的全资子公司。中科信是一家专业从事离子注入机研发、生产、制造和销售，以及光伏系列产品生产和销售的高新技术企业。

通过多年的努力攻关，公司在离子注入机整机研制水平、工程制造能力、系统集成能力、工艺调试与维护体系等方面得到大幅提升，并建设了离子注入机产业化平台。同时自身实力的提升促使向其他运用领域拓展，如IGBT工艺用离子注入机、碳化硅工艺用离子注入机、电池工艺用离子注入机等。

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本文参考资料：