二手設(shè)備在半導(dǎo)體集成電路產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用

馬慧紅，湯偲愉

（中國電子科技集團(tuán)公司第五十八研究所，江蘇無錫 214072）

1 引言

中國作為制造業(yè)大國，在全球已躍居為頭號IC消費(fèi)國家，消耗了大約世界上全部芯片的25%，但這樣的需求，國內(nèi)生產(chǎn)只能滿足其總量的30%，“缺芯”困境依然存在。為解決上述問題，政府出臺了一系列的政策法規(guī)來推動半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

2014年，國務(wù)院印發(fā)了《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》，并成立了國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金（即“大基金”），首期募集資金達(dá)1387.2億元人民幣。此外，包括北京、上海、天津、福建等在內(nèi)的不少地方政府也積極響應(yīng)國家號召，成立了金額不等的集成電路產(chǎn)業(yè)基金。在這種政策利好的背景下，不僅本土集成電路相關(guān)廠商發(fā)展迅速，同時(shí)也吸引了眾多國際半導(dǎo)體大廠來華投資設(shè)廠，例如三星、英特爾、SK海力士等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止2016年12月31日，大陸共有主流晶圓廠共84座，其中12英寸廠11座，8英寸廠23座，6英寸廠50座，正在興建中的晶圓廠也超過10座，包括3座8英寸廠和10座12英寸廠(見圖1)。

眾所周知，半導(dǎo)體制造行業(yè)是一個(gè)高投入的行業(yè)。一條φ150 mm（6英寸）的芯片生產(chǎn)線（0.5～0.6 μm），其投資需要5～6億美元，一條φ200 mm（8英寸）的芯片生產(chǎn)線（0.18～0.25 μm）則要15億美元。高階領(lǐng)域的半導(dǎo)體新設(shè)備價(jià)格十分高昂，并不是我國當(dāng)前大部分生產(chǎn)廠商所能接受的。在中國大陸，除了中芯國際、華虹NEC、宏力、和艦采用新設(shè)備外，至今還沒有一條全新生產(chǎn)線。

當(dāng)前國內(nèi)大部分半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)線總體上還是以200 mm線為主，150 mm線逐步減少，300 mm將成為未來的主流。各生產(chǎn)商在建廠、運(yùn)營過程中對局部增添設(shè)備有各種不同的需求，如新產(chǎn)品開發(fā)、原有產(chǎn)品升級換代、產(chǎn)能擴(kuò)充等等，對產(chǎn)品的工藝需求不同，生產(chǎn)線的技術(shù)檔次以及需要配置的設(shè)備也各不相同?？紤]到國內(nèi)廠商的實(shí)際情況，同時(shí)為了減少投資資金以及設(shè)備折舊費(fèi)用，成本低廉的二手設(shè)備顯然比價(jià)格高昂的新設(shè)備更具有吸引力。本文通過具體分析，針對半導(dǎo)體二手設(shè)備在集成電路產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

圖1 中國大陸半導(dǎo)體主流晶圓廠

2 二手設(shè)備優(yōu)勢分析

隨著半導(dǎo)體二手設(shè)備在國內(nèi)的大量使用，其價(jià)值越來越得以體現(xiàn)。國內(nèi)的半導(dǎo)體廠商選擇二手設(shè)備，主要是因?yàn)槎衷O(shè)備具有如下的優(yōu)勢。

首先，生產(chǎn)線的好壞不在于新設(shè)備還是舊設(shè)備，關(guān)鍵是能否滿足使用要求。國內(nèi)的集成電路水平參差不齊，高端的45 nm水平已量產(chǎn)，而低端的1 μm水平以上的也有需求。針對不同的工藝要求，二手設(shè)備尤其是根據(jù)客戶使用要求經(jīng)過專業(yè)翻新的二手設(shè)備，性價(jià)比高，成為更多客戶的考慮對象。

其次，半導(dǎo)體設(shè)備的特殊使用環(huán)境，也為二手設(shè)備的下線狀態(tài)提供了很好的保障。半導(dǎo)體設(shè)備都運(yùn)行在恒溫恒濕超凈化的環(huán)境，設(shè)備使用了10年甚至更長時(shí)間，狀態(tài)還依然保持良好，特別是歐美下線的設(shè)備，甚至外觀也保養(yǎng)如新，通過翻新幾乎能達(dá)到全新設(shè)備的指標(biāo)，滿足客戶在線使用需求。

第三，二手設(shè)備相對全新設(shè)備價(jià)格便宜，一般為新設(shè)備的1/5，加上翻新成本，二手設(shè)備的價(jià)格還是能控制到原機(jī)的1/2以下。對于φ200 mm以下的設(shè)備，已是設(shè)備原廠商的非主流產(chǎn)品，全新設(shè)備原廠已不再生產(chǎn)，對于特殊需求的設(shè)備，定做新設(shè)備非常昂貴，在二手設(shè)備的基礎(chǔ)上改造以達(dá)到使用要求是最為理想的結(jié)果。

第四，二手設(shè)備的翻新周期短，在有裸機(jī)的情況下，2～3個(gè)月可以完成硬件的翻新，同比全新設(shè)備6個(gè)月或是更長的交付期，二手設(shè)備更能滿足迫切需要解決產(chǎn)能瓶頸的客戶需要。在工藝條件接近的狀況下進(jìn)行整線打包采購，因建線周期短，價(jià)格有優(yōu)勢，更是成為國內(nèi)許多半導(dǎo)體廠商的首選，見表1。

第五，未來一段時(shí)期內(nèi)，國內(nèi) φ200 mm、0.25 μm加工技術(shù)的生產(chǎn)設(shè)備仍將是進(jìn)口的主流設(shè)備，而在美國、日本、韓國和中國臺灣地區(qū)的集成電路企業(yè)，φ200 mm以下的生產(chǎn)線已逐步被φ300 mm的生產(chǎn)線所淘汰，這為我國集成電路生產(chǎn)線的建設(shè)提供了充足的二手設(shè)備來源。

表1 全新設(shè)備、二手設(shè)備特點(diǎn)對比

3 二手設(shè)備供應(yīng)鏈分析

隨著半導(dǎo)體行業(yè)的不斷發(fā)展，許多半導(dǎo)體供應(yīng)商應(yīng)運(yùn)而生，為半導(dǎo)體二手設(shè)備的價(jià)值再利用起到了很好的支撐作用。許多設(shè)備制造商已經(jīng)重視二手設(shè)備業(yè)務(wù)，開始回收市場上自己生產(chǎn)的設(shè)備并重新翻新再銷售，為二手設(shè)備的再利用提供了保障。目前市場上二手設(shè)備供應(yīng)商的情況如下：

（1）原設(shè)備制造商。許多原設(shè)備制造商開始認(rèn)識和接受了翻新設(shè)備的價(jià)值，增加了設(shè)備翻新業(yè)務(wù)，并加入二級設(shè)備供應(yīng)鏈，如AM（美國應(yīng)用材料）公司、ASML公司、Canon USA公司、FSI公司等。原廠在技術(shù)能力、備件供應(yīng)等方面具有不可比擬的優(yōu)勢，尤其是ASML的光刻機(jī)，其TWINSCAN系列是目前世界上精度最高、生產(chǎn)效率最高、應(yīng)用最為廣泛的高端光刻機(jī)型，因?yàn)闄C(jī)臺緊張，一有設(shè)備流出原廠便立即收回，由于其光源部分的備件和OEM商有獨(dú)家供應(yīng)協(xié)議，導(dǎo)致其他翻新商無法涉足，裸機(jī)價(jià)格也因原廠的介入水漲船高。

（2）原設(shè)備使用商。原設(shè)備使用商即原設(shè)備的買方，設(shè)備的實(shí)際使用方，因?yàn)楫a(chǎn)能富余、產(chǎn)線結(jié)構(gòu)調(diào)整等原因，選擇單臺或整線出售設(shè)備，成為二手設(shè)備的賣方。因其設(shè)備一直處于使用狀態(tài)，業(yè)內(nèi)稱為熱機(jī)下線，或在工藝間內(nèi)保存良好，設(shè)備性能良好，可恢復(fù)性更好，且因沒有經(jīng)過第三方轉(zhuǎn)手，價(jià)格更具優(yōu)勢。整線競拍設(shè)備的價(jià)格更低，僅相當(dāng)于設(shè)備原價(jià)的5%。2017年，北京首剛NEC的一條6英寸線，以4800萬元競價(jià)成交，僅其中5臺設(shè)備就以3000萬元的價(jià)格成功再銷售。整線競拍會因產(chǎn)線的不完全匹配，造成部分設(shè)備的庫存積壓，競拍前需做好充分的事前評估。

（3）專業(yè)翻新公司。隨著半導(dǎo)體二手設(shè)備市場需求量的增大，二手設(shè)備翻新商如雨后春筍般崛起。長三角的專業(yè)設(shè)備翻新商更是近水樓臺，蓬勃發(fā)展。翻新公司有配套的翻新廠房、專業(yè)的翻新團(tuán)隊(duì)、暢通的設(shè)備貨源和豐富的備件渠道，部分規(guī)模較大的翻新公司還具備工藝、研發(fā)、設(shè)計(jì)支撐能力，不僅能提供可靠的設(shè)備翻新，同時(shí)對于客戶的特殊配置要求，可以通過設(shè)備改造來實(shí)現(xiàn)。專業(yè)的翻新公司能協(xié)助客戶梳理需求，明確RFQ要求，從客戶立項(xiàng)之初為客戶提供正確的設(shè)備信息、技術(shù)支持等服務(wù)，協(xié)助客戶提供市場化的解決方案，并在后期的使用中提供備件及耗材，解決用戶的運(yùn)行后顧之憂。

（4）海外翻新商。韓國、日本在二手設(shè)備的貨源供應(yīng)上一直有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，近年來，因其國內(nèi)的經(jīng)濟(jì)不景氣，隨著中國大陸二手設(shè)備市場需求的旺盛，韓國、日本本土的二手設(shè)備供應(yīng)商更多地從原來的裸機(jī)銷售，轉(zhuǎn)而參與設(shè)備翻新以獲得更多的利潤率。但國外的翻新商保修時(shí)間一般為3個(gè)月，從設(shè)備啟運(yùn)到設(shè)備運(yùn)抵最終用戶現(xiàn)場上機(jī)調(diào)試，3個(gè)月覆蓋不了驗(yàn)收后6個(gè)月保用期的用戶需求。且國外翻新業(yè)務(wù)人工價(jià)格高，服務(wù)也不如國內(nèi)方便，因此，一般國外翻新商在國內(nèi)的信譽(yù)度不是很高。

（5）個(gè)體經(jīng)紀(jì)人。一兩個(gè)有專業(yè)背景、技術(shù)特長的工程師，有可靠的市場人脈，一定的資金實(shí)力就可以成立一個(gè)公司，從事二手設(shè)備的經(jīng)紀(jì)業(yè)務(wù)。因其公司成本低，通過市場低價(jià)競爭獲得訂單和收益。也有采取裸機(jī)轉(zhuǎn)手銷售，在市場行情看好的情況下，囤積市場常用設(shè)備，待有市場需求時(shí)轉(zhuǎn)手銷售，賺取時(shí)間差或機(jī)會差，加快資金周轉(zhuǎn)，降低設(shè)備翻新調(diào)試風(fēng)險(xiǎn)。由于資金問題，對于近千萬的大金額設(shè)備，如PVD、DSP或高端光刻機(jī)，這些公司多半不太涉及。

4 二手設(shè)備選用技巧

二手設(shè)備供應(yīng)商和各種行業(yè)一樣，也存在著良莠不齊的現(xiàn)象。半導(dǎo)體專用設(shè)備復(fù)雜度高，一般的使用者很難確切地了解需要翻新、替換的部件，并在RFQ里予以明確，有的翻新廠家會利用此點(diǎn)，以很小的翻新投入或不進(jìn)行必須的翻新，導(dǎo)致設(shè)備最終驗(yàn)收困難，對設(shè)備后期使用的可靠性、穩(wěn)定性造成很大的隱患。在行業(yè)內(nèi)，客戶受二手供應(yīng)商“忽悠”的情況屢見不鮮，設(shè)備交付一年后不能驗(yàn)收的情況也時(shí)有發(fā)生。以下重點(diǎn)介紹選擇二手設(shè)備的注意事項(xiàng)。

4.1 選擇可信供應(yīng)商

二手設(shè)備的翻新不是任何一家公司都能做到的，它必須同時(shí)具備精湛的技術(shù)支持和優(yōu)秀的服務(wù)體系和資源支撐，翻新公司的可信度、售后服務(wù)及技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)技術(shù)水平是選擇翻新公司的標(biāo)準(zhǔn)之一，對用戶負(fù)責(zé)是最基本的選擇。在滿足技術(shù)需求的條件下，本地的專業(yè)翻新公司應(yīng)該是優(yōu)選。

4.2 售后服務(wù)有保障

由于二手設(shè)備的性能相對不如全新設(shè)備，售后服務(wù)非常重要。要考慮備件及相關(guān)耗材的供應(yīng)情況，避免買得起、用不起的現(xiàn)象發(fā)生。要注意市場的通用性及普及性，萬一發(fā)生備件或耗材短缺時(shí)，可以同行拆借。在提翻新要求時(shí)，不必苛求所有的備件及耗材為原廠，在RFQ里，可以有選擇地選用OEM商或成熟的SECOND SOURCE備件，降低后續(xù)運(yùn)行成本。獲得原廠的支持及翻新商滿意的售后服務(wù)和快速反應(yīng)能力，也是選擇翻新商時(shí)的條件之一。

4.3 指標(biāo)設(shè)定要合理

選擇使用二手設(shè)備，要有清醒的認(rèn)識，采購的設(shè)備關(guān)鍵指標(biāo)應(yīng)該高于實(shí)際工藝需求，這樣在翻新后既能滿足生產(chǎn)又能充分發(fā)揮設(shè)備的作用。設(shè)備驗(yàn)收指標(biāo)要合理，有些廠家對二手設(shè)備提出了比新設(shè)備更高更嚴(yán)的要求，導(dǎo)致翻新成本急劇增加仍達(dá)不到要求，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)，給自己和翻新商都增加了超額成本支出。

4.4 設(shè)備狀態(tài)要了解

采購設(shè)備時(shí)，對設(shè)備的實(shí)際狀態(tài)要有準(zhǔn)確的了解，包括設(shè)備下線前的使用情況、下線日期、保存條件。有條件實(shí)地考察時(shí)，派專業(yè)的技術(shù)人員現(xiàn)場察看，也可以多角度多方位拍些照片，確認(rèn)設(shè)備序列號、軟件版本號、新舊狀態(tài)、設(shè)備配置、關(guān)鍵部件是否缺失，做好記錄備存，并通過官方CCIC的裝運(yùn)前預(yù)檢驗(yàn)及屬地的商檢法檢，獲取官方認(rèn)可保障。包裝運(yùn)輸必須嚴(yán)格按照專業(yè)規(guī)范操作，減少運(yùn)輸對設(shè)備性能造成的影響；對于光刻機(jī)等精密設(shè)備，需采用專業(yè)運(yùn)輸公司全程恒溫恒濕防震運(yùn)輸。

中科芯集成電路股份有限公司擁有完整的集成電路產(chǎn)業(yè)鏈，作為半導(dǎo)體二手設(shè)備專業(yè)翻新平臺，不僅有專業(yè)的翻新團(tuán)隊(duì)，更擁有半導(dǎo)體前道專業(yè)工藝工程師。在承接LAMP TCP9600 SE 200 mm設(shè)備翻新時(shí)，翻新工程師和客戶多次溝通，確定MFC、分子泵的選型，并對裸機(jī)設(shè)備反復(fù)察看比較，確認(rèn)設(shè)備的操作系統(tǒng)版本，檢查主腔體的使用程度，陶瓷件、E-CHUCK的齊全情況，VME控制模塊、CPU的版本匹配，DSQ腔PROCESS KITS的損壞程度，泵、射頻源、熱交換器、CHILLER等外圍設(shè)備的配套，為后續(xù)的順利翻新提供了保障。

5 結(jié)論

二手設(shè)備的性價(jià)比高，總體而言對半導(dǎo)體廠商還是合算的，但對于二手設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)也要有清醒的認(rèn)識，要選擇合適的供應(yīng)商和專業(yè)的翻新公司，在設(shè)備采購、翻新的全過程與翻新公司密切合作。翻新公司在二手設(shè)備翻新的前、中、后階段，要和用戶有效溝通，對用戶負(fù)責(zé)，成為和用戶風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)的利益共同體。同時(shí)，在翻新過程中要注意消化吸收國外技術(shù)，掌握核心知識產(chǎn)權(quán)，實(shí)現(xiàn)研發(fā)與創(chuàng)新，改變受制于人的狀況，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備的國產(chǎn)化，發(fā)展我們自己的設(shè)備制造工業(yè)。

[1]程建瑞，李正賢.國內(nèi)二手半導(dǎo)體設(shè)備的翻新調(diào)試及情況分析[J].電子工業(yè)專用設(shè)備,2009,(5):47-49.

[2]盛金龍，童志義.設(shè)備翻新市場的機(jī)遇與挑戰(zhàn)[J].電子工業(yè)專用設(shè)備，2005，（11）:8-10.