有人的地方就有恩怨，有恩怨，戰(zhàn)爭就不可避免。人類歷史的進程中，從原始社會人類為了爭奪獵物爆發(fā)部落戰(zhàn)爭，到現(xiàn)代社會為了爭奪利益發(fā)生戰(zhàn)爭，戰(zhàn)爭從來就沒有停止過。最近，與我們最相關(guān)的莫過于中美貿(mào)易摩擦，這是一場沒有硝煙的戰(zhàn)爭。

這次摩擦的焦點在于科技，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)又首當(dāng)其沖，而最典型的就是一年多以來，美國對華為的打壓。在5月15日，美國商務(wù)部出臺了出口管制新規(guī)，對華為的限制措施再升級。去年5月時，美國出臺的對華為禁運措施是，只要源自美國的技術(shù)和軟件在25%以下，是不受影響的，而新的出口管制規(guī)定則規(guī)定只要是使用了美國的制造設(shè)備或是芯片設(shè)計軟件，就必須向美國政府提出申請，經(jīng)批準后才能對華為出口。這將影響海思委托臺積電和中芯國際等芯片代工廠之間的交易。

因為不論是臺積電，還是中芯國際，或其他代工廠的尖端半導(dǎo)體的制造工序當(dāng)中，美國應(yīng)用材料公司（AMAT）、泛林集團（Lam Research）等半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)，以及EDA工具供應(yīng)商等的產(chǎn)品不可或缺。

根據(jù)中國國際招標網(wǎng)統(tǒng)計，本土晶圓廠對美設(shè)備依賴度達到了47%，離子注入機、量測設(shè)備、高深寬比刻蝕設(shè)備、SoC測試機等仍主要從美國進口。

全球半導(dǎo)體設(shè)備格局

根據(jù)國際半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會（SEMI）最新發(fā)布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，北美半導(dǎo)體設(shè)備制造商4月份的銷售額為22.6億美元，已經(jīng)連續(xù)7個月超過20億美元，較3月份的22.1億美元增長2.2%，較2019年4月的19.3億美元增長17.2%。

根據(jù)SEMI此前公布的數(shù)據(jù)，2020年1月、 2月北美半導(dǎo)體設(shè)備制造商的銷售額分別為23.4億美元、 23.7億美元，前3個月的同比增長率分別為22.9%、26.2%、20.1%， 增幅均在20%以上。

從地區(qū)銷售情況來看，中國臺灣是2019年半導(dǎo)體設(shè)備的最大市場，銷售額增長了68％，達到171.2億美元，占比28.65%。中國大陸以134.5億美元的銷售額保持第二；其次是韓國，為99.7億美元，受存儲市場大幅下滑影響，韓國2019年半導(dǎo)體設(shè)備銷售額下降了44％。

在半導(dǎo)體設(shè)備生產(chǎn)商方面，歐美及日本處于絕對領(lǐng)先地位。2019年全球半導(dǎo)體設(shè)備生產(chǎn)商中，前十名全部來自歐美和日本。

在全球半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)，市場集中度一直很高。2019年全球排名前十的半導(dǎo)體設(shè)備生產(chǎn)商總計實現(xiàn)銷售590.41億美元，較 2018年的 615.43億美元同比下降4.07%。其中，美國的應(yīng)用材料以134.68億美元的銷售額霸占了全球半導(dǎo)體設(shè)備生產(chǎn)商第一的位置，荷蘭的ASML以127.7億美元銷售額緊隨其后。

圖：2019年半導(dǎo)體設(shè)備生產(chǎn)商銷售額全球前十排名。（數(shù)據(jù)來源：VLSI Research）

在半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域，2019年全球半導(dǎo)體設(shè)備生產(chǎn)商的銷售額前5的公司，有3家來自美國，而且應(yīng)用材料已經(jīng)連續(xù)多年位列第一了。目前，美國公司的設(shè)備遠銷全球，幾乎所有的晶圓代工廠都會用到美國的設(shè)備。

分類別來看，各項半導(dǎo)體設(shè)備的每類產(chǎn)品均被前1-4家公司寡頭壟斷：

(1) 光刻機：EUV100%來自ASML，ASML在光刻機市場處于絕對壟斷地位；

(2) 刻蝕設(shè)備：硅基刻蝕主要被泛林集團（Lam）和應(yīng)用材料（AMAT）壟斷，介質(zhì)刻蝕主要被TEL和Lam壟斷；

(3) 薄膜設(shè)備：CVD主要被日立、Lam、TEL、AMAT壟斷，PVD被Lam和AMAT壟斷

(4) 顯影設(shè)備：TEL處于絕對壟斷地位；

(5) 離子注入機：70%來自應(yīng)用材料，18%來自Axcelis Technologies；

(6) 清洗設(shè)備：主要來自DNS、Lam、TEL等

(7) CMP：70%來自Applied Materials，26%來自Ebara；

(8) 熱處理：被Applied Materials、日立國際電氣、TEL壟斷；

(9) 去膠設(shè)備：PSK、Lam、日立高科技、屹唐半導(dǎo)體等；

(10) 工藝檢測設(shè)備：KLA市場份額50%，Applied Materials占12%，日立高科技占10%；

(11) 劃片/減薄機：日本DISCO絕對壟斷；

(12) 測試設(shè)備：被泰瑞達和愛德萬雙寡頭壟斷。

國內(nèi)設(shè)備廠商的突破

半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)一直以來都是高技術(shù)壁壘的行業(yè)，需要長時間持續(xù)地投入研究，才能實現(xiàn)技術(shù)突破。國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)起步晚于歐美和日本，整體技術(shù)水平目前還遠落后于國際先進水平。不過令人欣慰的是，隨著國內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)的快速發(fā)展，國家層面的高度重視，國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備在部分領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了突破。

晶圓廠內(nèi)部。（圖片來源：TSMC）

據(jù)統(tǒng)計，各類制程設(shè)備的國產(chǎn)化率如下：

(1) 去膠設(shè)備：國產(chǎn)化率最高的是去膠設(shè)備，主要是屹唐半導(dǎo)體實現(xiàn)了去膠設(shè)備國產(chǎn)化；

(2) 清洗設(shè)備：國產(chǎn)化率約為20%左右，本土品牌主要是盛美半導(dǎo)體、北方華創(chuàng)；

(3) 刻蝕設(shè)備：國產(chǎn)化率約為20%左右，本土品牌包括中微半導(dǎo)體、北方華創(chuàng)、屹唐半導(dǎo)體；

(4) 熱處理設(shè)備：國產(chǎn)化率約為20%左右，本土品牌包括北方華創(chuàng)、屹唐半導(dǎo)體；

(5) PVD設(shè)備：國產(chǎn)化率約為10%左右，本土品牌包括北方華創(chuàng)；

(6) CMP設(shè)備：國產(chǎn)化率約為10%左右，本土品牌包括華海清科；

(7) CVD設(shè)備：有零的突破，但總體國產(chǎn)化率不高于5%，本體品牌是沈陽拓荊；

(8) 量測設(shè)備：國產(chǎn)化率2%左右，本土品牌包括上海睿勵、中科飛測、上海精測半導(dǎo)體；

(9) 離子注入機：國產(chǎn)化有零的突破，本土品牌包括中科信、凱世通等；

(10) 涂膠顯影設(shè)備：國產(chǎn)化有零的突破，本土品牌包括沈陽芯源；

(11) 光刻設(shè)備：預(yù)計國產(chǎn)化將有零的突破，本土品牌是上海微電子。

中微半導(dǎo)體，公司主要從事高端半導(dǎo)體設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。其自研的7nm介質(zhì)刻蝕等離子刻蝕機已經(jīng)進入臺積電的生產(chǎn)線，成為國內(nèi)首臺進入臺積電生產(chǎn)線的半導(dǎo)體設(shè)備。此外，其5nm等離子刻蝕設(shè)備也已通過臺積電的認證，將用于臺積電全球首條5nm制程生產(chǎn)線。同時，該公司研制的MOCVD已成功占領(lǐng)國內(nèi)市場。2018年，其MOCVD設(shè)備占據(jù)全球氮化鎵基LED用MOCVD設(shè)備新增市場的41%，尤其是2018年下半年，新增市場占比60%以上。

根據(jù)中微半導(dǎo)體2019年年報，中微公司2019年營收19.47億元，同比增長18.77%；歸屬于上市公司股東的凈利潤為1.89億元，同比增長107.51%。在2019年，其研發(fā)支出4.2億元。

北方華創(chuàng)，它是目前國內(nèi)品種最全的半導(dǎo)體設(shè)備制造商，產(chǎn)品包括刻蝕設(shè)備、PVD設(shè)備、CVD設(shè)備、氧化/擴散設(shè)備、清洗設(shè)備、氣體質(zhì)量流量控制器等。目前大多產(chǎn)品實現(xiàn)了28nm供貨，14nm的產(chǎn)品也進入了生產(chǎn)線驗證階段。

盛美半導(dǎo)體，是一家提供半導(dǎo)體清洗設(shè)備的公司，其開發(fā)的SAPS、TEBO技術(shù)清洗設(shè)備，提高了清洗效率，減少了對硅片的損傷。該公司的產(chǎn)品已經(jīng)成功被國內(nèi)知名半導(dǎo)體制造商采用，客戶有SK海力士、華力微電子、中芯國際、長江存儲等。

盛美半導(dǎo)體在本月發(fā)布了立式爐設(shè)備（Ultra Furnace）——首臺為多種干法工藝應(yīng)用開發(fā)的系統(tǒng)。首臺立式爐設(shè)備優(yōu)化后可實現(xiàn)高性能的低壓化學(xué)氣相沉積（LPCVD）應(yīng)用，同時該設(shè)備平臺還可延伸至氧化和退火，以及原子層沉積(ALD)等應(yīng)用。此次的立式爐設(shè)備也展現(xiàn)了盛美中國和韓國研發(fā)團隊為時兩年的合作成果。

上海微電子，主要提供光刻機設(shè)備，其SSA600/20型號產(chǎn)品可用于90nm前道制程，65nm制程的設(shè)備目前正在驗證過程中。此外，后道封裝光刻機也已經(jīng)實現(xiàn)了批量供貨，在國內(nèi)有一定的占有率。

除了設(shè)備廠商的設(shè)備在不斷取得突破，國內(nèi)主流晶圓廠的采購也開始偏向國產(chǎn)設(shè)備，比如年初以來，華力集成二期累計釋放了58臺工藝設(shè)備，其中國產(chǎn)設(shè)備13臺，國產(chǎn)化率22%。國產(chǎn)設(shè)備商中，吉姆西半導(dǎo)體和上海天雋各中標5臺研磨設(shè)備；中微半導(dǎo)體中標2臺刻蝕設(shè)備。

華虹無錫年初以來累計釋放了129臺工藝設(shè)備，其中國產(chǎn)設(shè)備17臺，國產(chǎn)化率13%。其中北方華創(chuàng)中標2臺刻蝕設(shè)備、1臺PVD設(shè)備和2臺退火設(shè)備；中微半導(dǎo)體中標3臺刻蝕設(shè)備；此外，吉姆西半導(dǎo)體中標2臺拋光設(shè)備和2臺檢測設(shè)備；華海清科中標3臺拋光設(shè)備。

長江存儲自1月份以來，累計釋放了376臺工藝設(shè)備，其中國產(chǎn)設(shè)備38臺，國產(chǎn)化率10%。其中，北方華創(chuàng)中標3臺刻蝕設(shè)備、3臺薄膜沉積設(shè)備和4臺退火設(shè)備；中微半導(dǎo)體中標9臺刻蝕設(shè)備；華海清科中標6臺CMP設(shè)備。

上海積塔，3月30日8寸線投產(chǎn)，月產(chǎn)能5萬片的12英寸線建設(shè)也即將啟動。3月份以來，上海積塔累計招標7臺工藝設(shè)備，其中國產(chǎn)設(shè)備1臺，中標設(shè)備為芯源微的涂膠顯影機。

結(jié)語

目前，國內(nèi)半導(dǎo)體材料與設(shè)備的國產(chǎn)化率平均還不到20%，但經(jīng)過15~20多年的技術(shù)積累，以及企業(yè)和國家的大力投入，半導(dǎo)體材料與設(shè)備在2020年將會獲得實質(zhì)性的突破。另外，在國家大基金二期計劃的推動下，國產(chǎn)替代進程或?qū)崴佟?br />
老實說，半導(dǎo)體材料與設(shè)備要想取得成就，還是要依賴人才的培養(yǎng)、研發(fā)的投入，以及長期的技術(shù)積累，不可能一蹴而就。當(dāng)前的環(huán)境，對國產(chǎn)半導(dǎo)體材料和設(shè)備廠商來說，是挑戰(zhàn)，也是機會，但維持當(dāng)前的國際分工與合作仍然是半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展大趨勢。