半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化率升至36%多企業(yè)嘗試突破高端設(shè)備

胡靖聆

在最近的國家重要會議上，國家明確到2035年實現(xiàn)高水平科技自立自強。作為科技行業(yè)的重要支柱，半導(dǎo)體行業(yè)可能因此獲益，同時半導(dǎo)體行業(yè)目前仍受到外部環(huán)境的種種限制，高技術(shù)領(lǐng)地亟待突破。在業(yè)內(nèi)看來，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化有望再次加速，特別是國產(chǎn)替代邏輯持續(xù)加強的半導(dǎo)體設(shè)備等領(lǐng)域。

川財證券科技行業(yè)高級分析師賀瀟翔宇向《紅周刊》表示，在半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域，所謂國產(chǎn)替代一方面的意義是市場占有率的替代，這需要認(rèn)可度的逐漸攀升;另一方面是技術(shù)水平的達標(biāo)，這方面目前在光刻機領(lǐng)域最為棘手。

業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)有相當(dāng)一部分的國產(chǎn)替代已經(jīng)完成，國產(chǎn)替代的邏輯也從簡單的“國產(chǎn)替代”，變成更先進替代先進，這才叫真正的“國產(chǎn)替代”。但要實現(xiàn)這一目標(biāo)，最大的難題還是過去積累太少，底子薄，容易替代的環(huán)節(jié)基本都做到國產(chǎn)替代了，后面都是難啃的骨頭。目前，產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)都在嘗試攻關(guān)半導(dǎo)體核心設(shè)備，但暫時沒有明確的時間表。

目前，本土半導(dǎo)體行業(yè)受外部“卡脖子”的現(xiàn)象較為突出，半導(dǎo)體行業(yè)人士陳啟向《紅周刊》表示，“目前影響最大的是各大FAB用戶（即晶圓代工廠），不允許他們使用美系廠家的先進設(shè)備，對于FAB廠后續(xù)擴產(chǎn)計劃造成困擾，但這對于國產(chǎn)設(shè)備公司而言，應(yīng)該是機遇大于挑戰(zhàn)，美國不允許出口，但是需求依然存在，工藝進步和擴產(chǎn)的腳步并不會停下，也算給了機會，就看半導(dǎo)體設(shè)備廠商能不能拿出媲美美系設(shè)備的產(chǎn)品來爭奪市場份額?！?/p>

《紅周刊》注意到，今年中報顯示，國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備上市公司業(yè)績加速增長，從收入增速來看，拓荊科技的收入增長最快，達到365%，盛美上海、長川科技增速均在70%以上。從三季報的業(yè)績預(yù)告來看，北方華創(chuàng)前三季度收入同比增長53%-69%，凈利潤同比增長136%-173%。此外，國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備上市公司訂單普遍高增長，合同負(fù)債大幅增長。截至2022年二季度末，設(shè)備公司前道設(shè)備的合同負(fù)債普遍延續(xù)增長趨勢，較年初增幅較大的是拓荊科技、芯源微、中微公司、北方華創(chuàng)。

浙商證券在研報中指出，短期來看，我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈在先進制程方面受阻較大，技術(shù)人員的流失、設(shè)備及零部件的管控將對設(shè)備穩(wěn)定性和產(chǎn)品良率造成一定影響。中長期來看，半導(dǎo)體自主可控是惟一出路，無法獲得國外先進制程設(shè)備和零部件的前提下，國產(chǎn)設(shè)備、零部件的研發(fā)和驗證將加快。

國產(chǎn)化率持續(xù)提升是當(dāng)前半導(dǎo)體設(shè)備投資最大邏輯，但各細(xì)分環(huán)節(jié)的替代進程完全不同。ICTIME首席分析師劉元向《紅周刊》坦言，國內(nèi)特別是面向先進制程的光刻機、刻蝕機、薄膜沉積設(shè)備等核心設(shè)備還處于相對空白。目前，國內(nèi)廠商在檢測設(shè)備、刻蝕設(shè)備、PVD和CVD設(shè)備、氧化擴散設(shè)備等已經(jīng)實現(xiàn)了部分國產(chǎn)替代，特別是檢測設(shè)備替代速度較快。

德邦證券電子首席分析師陳海進向《紅周刊》表示，國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備公司經(jīng)過多年的技術(shù)攻關(guān)以及國家項目的支持，目前能滿足下游晶圓廠商大部分成熟制程（28nm及以上的邏輯芯片等）以及少部分先進制程的需求。目前在28nm及以上的邏輯芯片、128層以下的NAND存儲芯片以及20nm以上的DRAM芯片的主要設(shè)備中，國產(chǎn)設(shè)備在刻蝕、薄膜沉積、清洗、涂膠顯影等大部分都可以進行替代。光刻設(shè)備較為特殊，目前國產(chǎn)設(shè)備只能應(yīng)用于90nm以上的領(lǐng)域，相對來說與國外的差距更大一些。

天風(fēng)證券近期的研報也顯示，現(xiàn)在部分少量國產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)在性能上趕上了國外原廠設(shè)備，而且交期方面相對較好，客戶的認(rèn)可度也隨之增高（見表1）。

資料來源：盛美公司招股說明書，前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，天風(fēng)證券研究所

相關(guān)研報顯示，以2022年以來規(guī)?；_招標(biāo)的5家晶圓廠為統(tǒng)計標(biāo)本，包括華虹無錫、積塔半導(dǎo)體、福建晉華、華力集成和華虹宏力，2022年1-7月份5家晶圓廠合計完成國產(chǎn)設(shè)備招標(biāo)230臺，國產(chǎn)化率約36%。細(xì)分設(shè)備來看，涂膠顯影設(shè)備、刻蝕設(shè)備、CMP設(shè)備、爐管設(shè)備、去膠機、剝離設(shè)備、刷片機國產(chǎn)化率較高，1-7月份合計國產(chǎn)化率分別為40%、50%、45%、31%、86%、60%和56%。這對比天風(fēng)證券研報數(shù)據(jù)部分接近，有的占比出現(xiàn)提升。

陳啟表示，目前美國限制的標(biāo)準(zhǔn)是小于14nm的先進邏輯，小于18nm（1x）節(jié)點的DRAM芯片，大于128層的NAND芯片，這個標(biāo)準(zhǔn)以上的設(shè)備美系都不可以進入中國甚至不允許提供零部件和服務(wù)，當(dāng)然在大陸的外資公司如三星、海力士等在內(nèi)“Shit4聯(lián)盟”已經(jīng)獲得為期一年的臨時授權(quán)，理論上低于這個標(biāo)準(zhǔn)還是可以買，如果是名單上公司想要買美系新設(shè)備，需要審批，但是具有很大不確定性。

陳啟認(rèn)為，目前被禁的美系設(shè)備短期只能想辦法從非美系廠商獲取，長期還是要靠自主研發(fā)。劉元也表示，國內(nèi)半導(dǎo)體高端設(shè)備暫時沒有解決方案，只能聯(lián)合非美系的機構(gòu)一起研發(fā)，或者采用其他方案避開美國的一些設(shè)備方案。陳海進則表示，在美國出口管制措施公布后，下游晶圓廠商的高端半導(dǎo)體設(shè)備需求一方面可以通過從歐洲、日本等國家購買;另一方面只能通過國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備的技術(shù)突破來滿足了。

半導(dǎo)體集成電路的前后道工藝都十分復(fù)雜，涉及多種工藝和設(shè)備。陳啟表示，以刻蝕為例，盡管國內(nèi)有北方華創(chuàng)、中微公司等，但是實際上不同工藝、不同節(jié)點、不同產(chǎn)品，同類設(shè)備差別也很巨大?？涛g對象可以分刻金屬，刻介質(zhì)，刻晶硅等，工作模式還分電感耦合（ICP），電容耦合（CCP），反應(yīng)離子（RIE），電子回旋（ECR）。針對不同的工藝，雖然設(shè)備名稱都差不多，但是設(shè)備的工藝細(xì)節(jié)完全不一樣。陳啟同時提到，目前國產(chǎn)化率在成熟的12英寸90-28納米能做到30%甚至40%，但是14nm以下先進工藝節(jié)點寥寥無幾，還有很多東西需要補足。

此外，目前國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)最為棘手的問題就是光刻機設(shè)備研發(fā)的艱難前行，這是名副其實的卡脖子領(lǐng)域。賀瀟翔宇表示，上海微電子等企業(yè)在光刻機領(lǐng)域正進行不斷的技術(shù)攻關(guān)探索，但整體實力與阿斯麥還相距甚遠(yuǎn)。除此之外的其他設(shè)備方面，北方華創(chuàng)、中微公司、芯源微、拓荊科技、盛美上海等企業(yè)均已取得了不同程度的進展，僅部分性能成熟度與國際相比有不同程度的差距，但不存在完全的卡脖子。

除了光刻機之外，國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備在各自領(lǐng)域的一些先進制程環(huán)節(jié)存在短板，包括深溝槽的刻蝕設(shè)備、先進的原子層沉積設(shè)備、量測設(shè)備等。從晶圓廠內(nèi)各工藝環(huán)節(jié)來看，薄膜沉積、光刻、刻蝕設(shè)備是產(chǎn)線中總價值量最高的三類半導(dǎo)體設(shè)備，均占全球半導(dǎo)體設(shè)備市場的20%以上?！都t周刊》觀察到，國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備廠商中，北方華創(chuàng)、中微公司、盛美上海等廠商已橫向?qū)崿F(xiàn)平臺化布局。陳海進指出，目前北方華創(chuàng)在進行刻蝕、薄膜沉積等設(shè)備的突破;中微公司的刻蝕設(shè)備可以部分應(yīng)用于先進制程領(lǐng)域;盛美半導(dǎo)體的清洗設(shè)備也在往高端清洗環(huán)節(jié)進軍（見表2）。

數(shù)據(jù)來源：wind 上市公司公告

劉元稱，“國產(chǎn)高端晶圓制造設(shè)備不足，特別是先進的光刻機、薄膜沉積設(shè)備、CMP設(shè)備、離子注入機等前道設(shè)備都被國外壟斷。上海微電子、中微半導(dǎo)體、北方華創(chuàng)等在嘗試突破一些高端設(shè)備，其中北方華創(chuàng)刻蝕設(shè)備已應(yīng)用于7納米和5納米生產(chǎn)線;中微半導(dǎo)體刻蝕機已經(jīng)達到5nm水平，并應(yīng)用于臺積電產(chǎn)線。目前，產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)都在嘗試攻關(guān)半導(dǎo)體核心設(shè)備，但是半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)替代暫時沒有明確的時間表?！彼J(rèn)為，難點還在于設(shè)備的精度不高、穩(wěn)定性不足、量產(chǎn)經(jīng)驗數(shù)據(jù)匱乏。

陳海進分析半導(dǎo)體設(shè)備要做到完全國產(chǎn)替代還是有一定難度。他表示，比如，光刻機自身涉及到光源、鏡頭等多個零組件的難題是一個系統(tǒng)工程;人才方面，美國、日本、歐洲等地半導(dǎo)體設(shè)備人才優(yōu)勢大，而在美國出口管制措施出臺后，可能限制了美籍人才為國產(chǎn)先進半導(dǎo)體設(shè)備進行研發(fā)，在人才上有一定阻礙;下游替代意愿，下游晶圓廠配合國產(chǎn)設(shè)備進行研發(fā)也是影響國產(chǎn)設(shè)備水平提升的重要因素。

美國在對我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的限制中規(guī)定，只要是美國籍的員工，除非獲得許可證，否則不得參與對于先進制程相關(guān)的物項（設(shè)備、材料、軟件、技術(shù)）向中國的轉(zhuǎn)移行為以及相關(guān)協(xié)助和服務(wù)。這里的先進制程指，具有16nm或14nm以下制程的非平面晶體管結(jié)構(gòu)（Fin-FET或GAAFET）的邏輯芯片;半間距不超過18nm的DRAM存儲芯片;128層或更多層的NAND閃存芯片。

對此，中信證券在研報中指出，并非所有的中國半導(dǎo)體公司的美籍高管或員工都會受到影響，不提供先進制程相關(guān)制造技術(shù)（包括設(shè)備材料軟件）的企業(yè)不受影響?！督鹑跁r報》引述數(shù)據(jù)稱，有約200名持美國護照人員在中國半導(dǎo)體行業(yè)公司工作。

《紅周刊》梳理發(fā)現(xiàn)，從半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域來看，中微公司董事長尹志堯及6名高級管理人員和核心研究人員擁有美國國籍，芯源微的董事、上海分公司法人持有美國綠卡。

人才限制對行業(yè)的沖擊會有多大？賀瀟翔宇表示，目前國內(nèi)較為領(lǐng)先的半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)均已發(fā)展出相對較成熟的國內(nèi)研發(fā)團隊，美國制裁難以形成對行業(yè)的全面打擊;但是我國光刻機領(lǐng)域的技術(shù)力量和阿斯麥比仍差距較大，若美國勒令阿斯麥、佳能、尼康限制對華出口，或?qū)ξ覈萍贾圃鞓I(yè)形成較大沖擊。我國應(yīng)進一步加大對上海微電子等光刻機企業(yè)的研發(fā)、資金、政策的支持力度。

陳啟稱，國產(chǎn)FAB也應(yīng)該用更多的時間和精力來和國產(chǎn)設(shè)備廠好好磨合，互相學(xué)習(xí)，共同提升，而不是過去那樣，遇到難題想依賴國外設(shè)備廠的成熟經(jīng)驗。國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備公司有兩方面能突破，第一是對標(biāo)美系廠家的同類設(shè)備進行突破;第二是特色工藝設(shè)備突破，畢竟很多特殊工藝急需要定制化設(shè)備來滿足，這就看每家設(shè)備公司的研發(fā)實力了。

劉元認(rèn)為，設(shè)備廠商應(yīng)該培養(yǎng)自身的設(shè)備運維人才，這樣能夠更好地保證現(xiàn)有設(shè)備的運行，同時，研發(fā)非美系的半導(dǎo)體設(shè)備，對美系設(shè)備形成國產(chǎn)替代。

《紅周刊》梳理多家半導(dǎo)體設(shè)備的研發(fā)數(shù)據(jù)相關(guān)情況，從今年中報的數(shù)據(jù)來看，北方華創(chuàng)的研發(fā)費用高達8.21億元，研發(fā)費用率占比最高的是長川科技，占比為23.28%。同時，從2021年年報來看，長川科技也有超過半數(shù)的員工為研發(fā)人員（見表3）。

數(shù)據(jù)來源：wind

在傳統(tǒng)半導(dǎo)體設(shè)備廠商之外，《紅周刊》注意到，目前有多家光伏設(shè)備公司進軍半導(dǎo)體設(shè)備，比如邁為股份、奧特維、高測股份、捷佳偉創(chuàng)等。光伏設(shè)備企業(yè)往半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域跨界的優(yōu)勢在于具備類似的技術(shù)儲備，可以從一些難度稍低的設(shè)備領(lǐng)域切入，而且具備大批量生產(chǎn)的經(jīng)驗。

對此，陳海進分析稱，光伏生產(chǎn)工藝和半導(dǎo)體晶圓制造有類似之處，但加工精度會比半導(dǎo)體低很多。例如半導(dǎo)體晶圓制造工藝是納米級的精度，但光伏設(shè)備可能就是微米級的精度。目前有一些光伏設(shè)備公司往半導(dǎo)體設(shè)備進行拓展，例如捷佳偉創(chuàng)旗下的創(chuàng)微微電子就中標(biāo)積塔半導(dǎo)體的清洗設(shè)備。其表示，相比半導(dǎo)體設(shè)備公司來說，光伏設(shè)備公司的短板在于人才、客戶資源、高端工藝的技術(shù)積累。

陳啟向《紅周刊》表示，光伏產(chǎn)業(yè)也算是泛半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的一部分，但目前光伏設(shè)備公司能生產(chǎn)的半導(dǎo)體設(shè)備可能僅限于簡單的清洗、涂膠、顯影以及后道的封裝類設(shè)備，如果往核心工藝靠，在短時間內(nèi)比較難突破。

賀瀟翔宇同樣認(rèn)為，半導(dǎo)體設(shè)備是技術(shù)密集度相當(dāng)高的行業(yè)，且資金投入需求巨大、投入產(chǎn)出確定性不高，因此形成了市場準(zhǔn)入的高壁壘，其他領(lǐng)域的企業(yè)雖然可能在設(shè)備領(lǐng)域形成一定程度的產(chǎn)出，但想要形成較大的競爭優(yōu)勢卻較為困難。