摘要： 半導(dǎo)體設(shè)備是芯片制造的基礎(chǔ)，全球主要生產(chǎn)廠商集中在歐美、日本、韓國以及中國臺灣等地，國外比較知名的企業(yè)如美國應(yīng)用材料(AMAT)、荷蘭阿斯麥(ASML)、東京電子等憑借資金、技術(shù)優(yōu)勢逐漸壟斷了全球半導(dǎo)體設(shè)備市場，我國在高端半導(dǎo)體制造設(shè)備領(lǐng)域與國外還有很大差距。

芯片制造流程包括：硅片制造、晶圓制造、封裝測試三個環(huán)節(jié)，整個制造流程中晶圓代工廠設(shè)備占比最高約為80%、檢測設(shè)備占8%、封裝設(shè)備約占7%，硅片制造設(shè)備及其他占5%。

硅片生產(chǎn)自主可控助推國產(chǎn)硅片制造設(shè)備發(fā)展

硅片制造工序大致可分為拉晶、切片、磨片、倒角、刻蝕、拋光、清洗和檢測，其中拉晶、拋光、檢測是硅片制造的核心環(huán)節(jié)，對應(yīng)的設(shè)備為單晶爐(占整個工序設(shè)備價值量的25%)、CMP 拋光機(jī)(25%)、檢測設(shè)備(15%)。

表1 硅片制造設(shè)備國內(nèi)外廠商

(資料來源：公開資料整理)

全球硅片制造設(shè)備及技術(shù)被歐美、日韓企業(yè)所壟斷，包括德國CGS公司、日本SPEEDFAM、日本 Advantest、美國 MTI等。國內(nèi)的硅片設(shè)備商主要有晶盛機(jī)電、北方華創(chuàng)、中電科45所、華峰測控等企業(yè)，技術(shù)水平還處于發(fā)展階段。

其中晶盛機(jī)電的8英寸單晶爐已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)化替代，12寸單晶爐開始小批量生產(chǎn)，并研制出了滾圓機(jī)、截斷機(jī)、雙面研磨機(jī)、全自動硅片拋光機(jī)等新品設(shè)備，進(jìn)一步向硅片制造全產(chǎn)業(yè)鏈延伸。北方華創(chuàng)是國內(nèi)唯一硅刻蝕機(jī)的設(shè)備供應(yīng)商，12英寸硅片用硅刻蝕設(shè)備已經(jīng)進(jìn)入東南亞市場，14nm制程的硅刻蝕機(jī)也開始進(jìn)入生產(chǎn)線驗證。檢測設(shè)備方面長川科技打破了長期由日本愛德萬、美國泰瑞達(dá)壟斷的檢測設(shè)備市場，取得了技術(shù)突破，且預(yù)收購新加坡半導(dǎo)體公司STI，STI廣泛的客戶基礎(chǔ)、良好的業(yè)界口碑和全面的市場布局，將顯著加速長川科技在海外市場的拓展步伐。

晶圓制造設(shè)備國產(chǎn)化有待突破

在晶圓制造設(shè)備中光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、薄膜沉積設(shè)備為核心設(shè)備，分別占晶圓制造環(huán)節(jié)的約30%、25%和25%。其中光刻機(jī)是最核心設(shè)備，ASML公司在這一領(lǐng)域占據(jù)絕對壟斷地位，其最新的EUV光刻機(jī)可用于試產(chǎn)7nm制程，每臺售價高達(dá)3-4億美元。國內(nèi)唯一具備光刻機(jī)生產(chǎn)能力的是上海微電子公司，性能最好的僅能加工90nm制程芯片，差距較為明顯。

其次在刻蝕機(jī)方面，晶圓刻蝕的精度要求遠(yuǎn)高于硅片刻蝕，全球刻蝕機(jī)龍頭企業(yè)是美國Lam Researc泛林集團(tuán)。國產(chǎn)刻蝕機(jī)廠商中微半導(dǎo)體的16nm刻蝕機(jī)已經(jīng)實現(xiàn)商業(yè)化量產(chǎn)，7-10nm設(shè)備也已經(jīng)能趕上國際先進(jìn)水平。

最后是薄膜沉積(CVD、PVD)設(shè)備，一個中等規(guī)模的晶圓廠需要30臺左右，我國晶圓廠建設(shè)速度加快，但薄膜沉積設(shè)備供給卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到市場需求。全球市場中美國應(yīng)用材料公司(AMAT)占據(jù)壟斷地位，而北方華創(chuàng)、沈陽拓荊等國內(nèi)企業(yè)正在尋求技術(shù)突破，其中北方華創(chuàng)可應(yīng)用于14nm制程的PVD設(shè)備開始進(jìn)入生產(chǎn)線驗證，應(yīng)用于28nm制程的PVD設(shè)備已逐步量產(chǎn)。

表2 晶圓制造設(shè)備國內(nèi)外廠商

(資料來源：公開資料整理)

封裝測試設(shè)備國產(chǎn)化加速

封裝測試是芯片制造的最后一步，為確保芯片的功能，要對每一個被封裝的集成電路進(jìn)行測試，包括結(jié)構(gòu)檢測、光罩檢測等，以滿足制造商的電學(xué)和環(huán)境特性參數(shù)要求。封測是我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)率先突破壟斷且發(fā)展最成熟的環(huán)節(jié)，每年市場銷售額增長穩(wěn)定。2018年我國集成電路封裝測試業(yè)的銷售規(guī)模為2194億元，同比增長16%，銷售規(guī)模僅次于中國臺灣。封測產(chǎn)值占全球比例超過16%，是全球第三大封測市場。

表3 封測設(shè)備國內(nèi)外廠商

(資料來源：公開資料整理)

結(jié)語

半導(dǎo)體芯片國產(chǎn)化發(fā)展是大勢所趨，在國家產(chǎn)業(yè)政策的推動下，半導(dǎo)體制造設(shè)備的國產(chǎn)化進(jìn)程將會不斷加速。而國內(nèi)企業(yè)唯有加強(qiáng)研發(fā)水平、提高技術(shù)能力，才能提高國產(chǎn)設(shè)備競爭力，以盡快達(dá)到全產(chǎn)業(yè)鏈設(shè)備國產(chǎn)化。