中国半导体设备“四大挑战”,是啥拖累了我们前进脚步?

发布时间:2017-07-26 00:00
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来源:求是缘半导体
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一则SEMI的数据震撼我们,2015年中国半导体设备市场需求约49亿美元,占全球市场14%,而2015年中国国内前十大半导体设备厂商的销售额约为38亿人民币,占全球半导体设备市场份额不足2%,基本处于可忽略的地位,国产半导体设备的尴尬处境急需转变。中国半导体设备产业正面临着“四大挑战”,包括如1),中国半导体设备的关键零部件受制于人;2),巨头垄断,设备推广面临挑战:3),厂商技术分散,未形成集聚效应:4),出货量少,产线机台验证低效。

然而另一则消息带来极大的兴奋,据台媒报道,目前台积电的7nm布局最积极,近期台积电更是转变了7nm制程设备的采购策略,将应用材料(AppliedMaterials)、科林研发(LAM)、东京威力科创(TEL)、日立先端(Hitach)、中微半导体5大设备商均纳入采购名单,致力平衡7nm制程设备商生态价格。

值得注意的是,中微半导体是唯一进入台积电7nm制程蚀刻设备的大陆本土设备商。据悉,中微与台积电在28nm制程时便已开始合作,并一直延续到10nm制程,以及现在的7nm制程。未来,中微也将与台积电跨入下一世代5nm合作。此外,中微也与联电展开14nm工艺制程的合作。

芯片制程技术的迟缓拖累了中国半导体设备业的进步

众所周知,“一代设备,一代工艺,一代器件”。上世纪80年代以后,半导体设备业的任务加重,它必须走在工艺的最前面。目前全球半导体制程工艺,如台积电,三星等己步入7nm的试产,估计明年跨入7nm的量产已无悬念。它们都充满信心的认为2019年,或者2020年时将实现5nm级的量产。

因此,对于半导体设备制造商,如应用材料,Lam,东京电子,日立等刻蚀设备供应商,它们必须要具备7nm工艺量产及5nm的试产的能力,也即除了提供硬件设备之外,还要能提供刻蚀制程的操作程序,保证工艺制程在机台上实现,否则它们的设备是无法进入这些芯片制造商中。

必须十分清醒,领先的芯片制造商与设备制造商之间是“唇齿相依”关系,它们之间的工艺开发合作是长期的,互相提高与成长,也即两者之间的合作关系不太可能随意改变,是双方都化了大量的人力,财力及物力培育而成。因此每家芯片制造设备制造商都非常清楚,它们的订单在那里,从芯片制造商的扩产计划就能估算出能拿到多少台订单。

所以全球顶级的设备制造商,它们都有自己的小型工艺试验线,然而再与芯片制造商之间保持长期的合作关系。在此点上,中国的半导体设备制造商,由于销售额尚不大,还不太可能自建小型工艺试验线,而到处要求助于国内芯片制造商邦助作工艺实验,此种被动的局面如果不能早日解决,也是中国半导体设备制造商的致命伤之一。

上海的中微半导体是目前我国唯一能把设备真正走向全球化的设备制造商,它的年销售额为11亿元,不到两亿美元。但是为了验证它们刻蚀设备的工艺能力,它只能舍近求远与台积电等合作,因为国內的芯片制造商,包括中芯国际在内,在现阶段恐怕还不具备14nm及以下的工艺制程能力。

业界有人认为:中国的芯片制造技术不能达到先进水平,那么中国的半导体制造设备要达到先进水平也是挺困难的。所以现阶段工艺制程能力的落后,在一定程度上拖累了国內半导体设备业的进步。

显然在中国半导体业的大环境下,分析芯片制造商的工艺能力拖累了设备制造商的进步,有一定的道理,但也欠公平。因为中国半导体设备业发展的迟后原因是由多方面的因素造成的,除了工业基础薄弱之外,西方的控制,国内需求量不够,及产业大环境等需要改善。

然而有一点应该清楚,从产业链角度出发,中国半导体设备与材料的差距更大,因为它们必须是全球化。如真要达到自主可控阶段,相比设计,制造及封装可能要化更长的时间。

中国半导体业的成熟与进步可能需要如接力棒式的传递,一步一步的前进,任何另辟“捷径”,可能都难成功。之前对于“羊毛长在猪身上,狗来付帐”的盈利模式,所谓用副业来反哺主业发展中国的半导体业,由于懵然无知,对于它曾经抱有一丝的希望。如今此种模式要能在中国实现可能更加困难,因为中国的产业大环境也在不断的改变。中国半导体业发展没有钱是不可能的,然而有钱也不能解决所有的问题,更关键在不太长的时段内投资要能产生回报。

产业一定要务实,企业需要诚信的做好每件事,中国半导体业才会真有希望。

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OLED 检测系统和平面显示自动化设备收入占比分别为 14.29%和12.30%,毛利占比为 14.26%和 10.28%。 电子科技集团45所中国电子科技集团公司第45研究所创立于1958年,2010年9月,中央机构编制委员会办公室批准45所第一名称更改为“北京半导体专用设备研究所”,第二名称仍保持“中国电子科技集团公司第四十五研究所”不变。 45所是国内专门从事军工电子元器件关键工艺设备技术、设备整机系统以及设备应用工艺研究开发和生产制造的国家重点军工科研生产单位。 45所以光学细微加工和精密机械与系统自动化为专业方向,以机器视觉技术、运动控制技术、精密运动工作台与物料传输系统技术、精密零部件设计优化与高效制造技术、设备应用工艺研究与物化技术、整机系统集成技术等六大共性关键技术为支撑,围绕集成电路制造设备、半导体照明器件制造设备、光伏电池制造设备、光电组件制造和系统集成与服务等五个重点技术领域,开发出了电子材料加工设备、芯片制造设备、光/声/电检测设备、化学处理设备、先进封装设备、电子图形印刷设备、晶体元器件和光伏电池等八大类工艺设备和产品,服务于集成电路、光电元器件与组件、半导体照明和太阳能光伏电池四大行业. 上海睿励睿励科学仪器(上海)有限公司是于2005年创建的合资公司,致力于研发、生产和销售具有自主知识产权的集成电路生产制造工艺装备产业中的工艺检测设备。主要生产用于65/28/14nm制程工艺控制的膜厚测量设备。 沈阳芯源沈阳芯源微电子设备有限公司成立于2002年,由中科院沈阳自动化研究所引进国外先进技术投资创建。 芯源公司自主开发的单片匀胶机、显影机、喷胶机、去胶机、清洗机、湿法刻蚀机等设备广泛应用于半导体、先进封装、MEMS、LED等领域。 1.LED领域匀胶显影机:应用于LED芯片制造、PSS(图形化衬底)、MEMS、HCPV(高聚光型太阳能电池)、Waveguide(光波导)工艺的匀胶显影等工艺制程。 2.高端封装全自动涂胶显影机:广泛应用于先进封装BGA、Flip-Chip、WSP、CSP制程的高黏度PR、PI、Epoxy的涂敷、显影工艺制程。 3.高端封装全自动喷雾式涂胶机: 广泛应用于TSV、MEMS、WLP等工艺制程。 4.单片湿法刻蚀机/去胶机/清洗机:广泛应用于先进封装BGA、Flip-Chip、WSP、CSP制程的刻蚀、去胶、清洗工艺制程。 5.前道堆叠式全自动涂胶显影机:应用于90nm光刻工艺、BARC涂覆、SOC、SOD、SOG等工艺制程。盛美半导体盛美半导体(ACM Research)是国内半导体清洗设备主要供应商,于1998年在美国硅谷成立,主要研发电抛光技术,2006 年成立上海子公司,专注于半导体清洗设备。2017年11月4日公司在美国纳斯达克上市。2017年公司营业收入3650万美元,同比增长33.2%,其中90%以上的营业收入来自于半导体清洗设备。2017 年研发投入占营业收入比例为14.1%。 由于声波清洗可能会造成晶片损伤,行业公司大多转向研发其他技术,盛美半导体另辟蹊径研发出空间交变相移兆声波清洗(SAPS)和时序能激气泡震荡兆声波清洗(TEBO)两项专利技术,可以实现无伤清洗。公司的清洗设备目前已经进入 SK 海力士、长江存储和上海华力等先进产线。 天津华海清科天津华海清科机电科技有限公司成立于2013年,是天津市政府与清华大学践行“京津冀一体化”国家战略,为推动我国化学机械抛光(CMP)技术和设备产业化成立的高科技企业。 华海清科主要从事CMP设备和工艺及配套耗材的研发、生产、销售与服务,核心团队成员来自清华大学摩擦学国家重点实验室及业内专业人才,产品可广泛应用于极大规模集成电路制造、封装、微机电系统制造、晶圆平坦化、基片制造等领域。 中电科装备中电科电子装备集团有限公司成立于2013年,是在中国电子科技集团公司2所、45所、48所基础上组建成立的二级成员单位,属中国电子科技集团公司独资公司,注册资金21亿元, 该公司是我国以集成电路制造装备、新型平板显示装备、光伏新能源装备以及太阳能光伏产业为主的科研生产骨干单位,具备集成电路局部成套和系统集成能力以及光伏太阳能产业链整线交钥匙能力。 多年来,利用自身雄厚的科研技术和人才优势,形成了以光刻机、平坦化装备(CMP)、离子注入机、电化学沉积设备(ECD)等为代表的微电子工艺设备研究开发与生产制造体系,涵盖材料加工、芯片制造、先进封装和测试检测等多个领域;通过了ISO9001、GJB9001A、UL、CE、TüV、NRE等质量管理体系与国际认证。 沈阳拓荆沈阳拓荆科技有限公司成立于2010年4月,是由海外专家团队和中科院所属企业共同发起成立的国家高新技术企业。拓荆公司致力于研究和生产薄膜设备,两次承担国家科技重大专项。2016年、2017年连续两年获评“中国半导体设备五强企业”。  该公司拥有12英寸PECVD(等离子体化学气相沉积设备)、ALD(原子层薄膜沉积设备)、3D NAND PECVD(三维结构闪存专用PECVD设备)三个完整系列产品,技术指标达到国际先进水平。产品广泛应用于集成电路前道和后道、TSV封装、光波导、LED、3D-NAND闪存、OLED显示等高端技术领域。  华海清科天津华海清科机电科技有限公司成立于2013年,是天津市政府与清华大学践行“京津冀一体化”国家战略,为推动我国化学机械抛光(CMP)技术和设备产业化成立的高科技企业。 华海清科主要从事CMP设备和工艺及配套耗材的研发、生产、销售与服务,核心团队成员来自清华大学摩擦学国家重点实验室及业内专业人才,产品可广泛应用于极大规模集成电路制造、封装、微机电系统制造、晶圆平坦化、基片制造等领域。 以上就是我国大陆地区的主要半导体设备生产企业。 随着我国半导体产业的快速发展,对半导体设备的需求量越来越大,而本土半导体设备企业面临着供给与需求错配的情况。一方面,国内的半导体设备需求随着下游产线的扩张而迅速增加,大陆的半导体设备需求占全球半导体设备需求的比重较高;但另一方面,本土的设备供给存在着水平较为落后,国产化率不高的情况。 针对这一情形,在国家的大力支持下,国内设备企业需要积极布局,以在各细分设备领域实现突破。
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