半導體設備國產化五大難點怎么破？

　　作為我國實施制造強國戰(zhàn)略第一個十年的行動綱領，《中國制造2025》對于半導體設備國產化提出了明確要求：在2020年之前，90~32納米工藝設備國產化率達到50%，實現(xiàn)90納米光刻機國產化，封測關鍵設備國產化率達到50%。在2025年之前，20～14納米工藝設備國產化率達到30%，實現(xiàn)浸沒式光刻機國產化。到2030年，實現(xiàn)18英寸工藝設備、EUV光刻機、封測設備的國產化。

　　從產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)國產化的難度來看，設備>制造>封裝>設計是不爭的事實。不過，近期國內各地已刮起一陣大上半導體晶圓制造產線的東風。我國設備業(yè)能否抓住這難得的契機，一舉實現(xiàn)《中國制造2025》的既定目標?

　　國產設備到底差在哪?

　　中國半導體行業(yè)要實現(xiàn)從跟蹤走向引領的跨越，裝備產業(yè)將是重要環(huán)節(jié)。國內半導體設備龍頭企業(yè)北方微電子副總裁紀安寬認為，發(fā)展國產半導體裝備具有重要戰(zhàn)略意義，半導體設備國產化將大幅降低中國芯片制造商的投資成本，提高中國芯片制造競爭力。

　　但由于半導體設備對本土企業(yè)存在著很高的進入門檻，目前國產化率較低?！鞍雽w設備研發(fā)周期長，投資額大且風險高，而且越先進的制程工藝設備造價越高，比如一臺ASML的光刻機動輒就是4千萬～5千萬美元。”紀安寬表示，“即使研發(fā)成功也較難打入國際大廠的供應鏈?！?/p>

　　從產業(yè)鏈的角度來看，先不說技術難度，單論各環(huán)節(jié)在中國的適應性，即是設計<封裝<制造<設備和材料。行業(yè)專家莫大康認為，發(fā)展設備業(yè)之所以最為困難，除了資金、人才等問題，最關鍵是使用量太少。

　　莫大康曾在全球最大的半導體設備企業(yè)——美國應用材料公司供職多年，他從五個方面總結了半導體設備國產化的難度：

　　一是半導體設備市場已日趨專業(yè)化和全球化。當下，全球設備業(yè)通過兼并、淘汰，在每個細分市場中僅剩下1～2家、至多3～4家企業(yè)，競爭十分激烈，如光刻機領域ASML一家獨大，且均面向全球市場。反觀國內企業(yè)，基礎較弱，有能力切入海外市場的很少。

　　二是半導體設備的獨特地位。上世紀80年代末期開始，半導體設備企業(yè)開始把工藝能力整合成在設備中，讓用戶買到設備就能保證使用，并且達到工藝要求。因此有一代器件，一代設備之說。這是半導體設備如此昂貴的原因，也是對國內企業(yè)的極大挑戰(zhàn)。

　　三是由于出貨數(shù)量少，設備企業(yè)難以負擔工藝試驗線的費用。為此，國內只能采取對下游制造企業(yè)進行補貼，利用制造企業(yè)的產線幫助設備企業(yè)進行試驗的辦法，這種方式顯然多有掣肘。一臺設備從研發(fā)、樣機開始，必須經過大量硅片通過等工藝試驗，才能發(fā)現(xiàn)問題，并進行改型。這樣的過程要重復多次，改型多次，才能最后定型。并且出廠前要經過馬拉松試驗，測算平均無故障時間等。

　　四是韓國和我國臺灣地區(qū)也曾致力于設備國產化，但成效不大，目前全球市場主要仍被美國和日本企業(yè)掌控，這也從側面體現(xiàn)了難度。

　　五是設備業(yè)需要產業(yè)大環(huán)境配合。從成本構成來看，表面上我國設備企業(yè)和國外企業(yè)相差不大，如關鍵零部件都是采購而來，人員和管理費用也相仿，但是實際上，產業(yè)大環(huán)境卻十分不同。比方說，西方的股權激勵制度更為靈活，員工積極性高;同是采購零部件，我國企業(yè)因為是進口，所以要承擔稅費，而且有些零部件訂貨需要出口許可證;因為訂貨量相對小很多，采購價格高;產業(yè)配套條件不同，如實現(xiàn)某些設計驗證國內企業(yè)要花更高的成本;缺乏人才等。

　　“實際上，國產設備的設計水平和國際水平相差并不大。” 莫大康強調，“嚴格來說，真正的差距在于，國產半導體設備尚處在樣機階段就交給客戶，這就會導致經常宕機，因此不太可能一上來就用在量產中，否則將會影響生產線運行。”

　　實現(xiàn)目標難點在哪?

　　“《中國制造2025》目標明確，完成的難度也很大?！毙袠I(yè)分析師林建宏表示。

　　設備是投資晶圓廠所需金額最高的部分，而光刻機通常被視為晶圓廠最大的產能瓶頸，也就是微縮工藝的核心設備。林建宏認為，對于新設備來說，打入已存在市場的障礙相對較低，這也是《中國制造2025》針對90～40nm做為其首要目標的原因。當然，替代產品除了最基本的性能要求外，包括在空間外型、產能等方面都需要與既有的產品100%替代。如果發(fā)生任何意外，就會導致全廠的停產。

　　這樣一來，通過先取代舊產線的設備，再打入新投入量產的工廠，機會相對更大。但據(jù)林建宏分析，盡管目前我國已宣稱將投入和已動土的12英寸廠超過10座，但是這些廠預計在2018年都將實現(xiàn)量產，從時間上來看，我國自主的光刻機在時程上要打入這些工廠，存在相當高的難度。

　　2020年或許還將有新的產能投入，但因中國晶圓制造在國際上尚屬在追趕中的狀況，所以按理來說，擴產時也會采用復制先前設備(即2018年前已采用并在量產的設備)的方式，以確保能在時間最短、變量最少、研發(fā)投資最節(jié)省的狀況下完成擴產。

　　“換言之，光刻機廠商要在2020年有成果，最慢在2017年就必須具備量產能力，且要有被晶圓廠導入使用的實績?！绷纸ê陱娬{。

　　具體來看，實現(xiàn)國產化目標的難點在哪里?林建宏進一步分析道，任何設備廠商要打入晶圓制造領域，除專利、人力資源外，還至少要面對三個難關：驗證機臺的性能、量產實績以及客戶端的熟悉程度。第一點勉強可在設備商的廠房中完成。第二點是最困難的部分，如何在沒有量產實績下，找到第一家愿意采用的客戶?第三點實際上說的是客戶的使用成本。假設客戶已經有了20臺ASML的設備，那就表示客戶的流程工程師已經十分熟悉設備的狀況、性能與使用方法;設備工程師知道如何維修與處理簡單的意外情況;能保持備用零部件的成本較低;設備商在各廠的經驗，可以快速地累積，成為解決客戶問題最佳的支持。

　　“說白了，對于量產實績、生態(tài)系統(tǒng)支持等問題而言，并不能通過財務補助、人才挖角的方式來取得突破?！绷纸ê晏寡?。

　　迎難而上如何突破?

　　從這兩年的全球半導體并購大潮來看，實現(xiàn)國產化目標的最簡單辦法似乎就是兼并收購?！白羁斓耐緩绞菑氖袌錾弦延泄举徺I專利，實現(xiàn)技術轉移?！绷纸ê瓯硎荆暗a業(yè)需要落地生根，本地相關人才的培育，以及相關材料、控制、精密機械、光學設計等都需要配套規(guī)劃?！?/p>

　　和設計、封裝、制造環(huán)節(jié)不同，國內半導體設備業(yè)的基礎最為薄弱。紀安寬認為，與其他環(huán)節(jié)存在國際領先者不同，半導體設備制造行業(yè)市場格局分散，中高端市場幾乎完全被國外壟斷，因此行業(yè)整合的難度也很大。

　　既然收購也很難實現(xiàn)，那么只能努力縮小差距。上文提到，國內設備的真正差距在于產線上的驗證不足。林建宏表示，新產品與設備需要有能進行大量試驗的場所。設備的制造知識、專利、人才等可以買入，但是設備的生產力需要時間認證。特別是光刻機是晶圓制造的核心競爭力，一旦買錯設備，對晶圓制造商而言，就表示整廠投資的失敗。不僅是高額的資金成本，更重要的重新買入設備要損失6～9個月的時間成本，這樣失去的客戶與市場地位，是沒有廠商能夠承擔的。

　　退一步說，即便通過資本運作買入了合適的公司，或是自行研發(fā)取得了不錯的成果，也仍然需要由科研院所等相關機構先導入設備進行試驗，雖然是研究性質，但可大量制造生產，來做為相關設備廠商推廣設備的第一步。對于晶圓制造商來說，國家方面也應配合有好的獎勵措施。一方面要覆蓋制造商導入相關設備的前期研究的成本，另一方面有了量產成績后，也要做好相關獎勵。

　　與此同時，還需要協(xié)助光刻機廠商驗證設備的量產性，讓光刻廠商有數(shù)據(jù)證明其量產能力。并兼顧光刻機對晶圓制造商在生產上的重要性與降低晶圓制造商采用的風險。這樣一來，設備國產化的相關政策方能更加順利地推動。

　　完善國產設備的驗證環(huán)境，也是莫大康反復強調的：“首先要建好工藝試驗線，資金及承擔要另想辦法。其次要實現(xiàn)關鍵零部件的國產化，有計劃地扶持并推動量產。實際上，許多關鍵零部件并非僅用于半導體設備，還可廣泛應用于其他工業(yè)領域。最后，我國半導體企業(yè)一定要有爭創(chuàng)世界一流水平的信心與勇氣，要有進入全球市場的決心?！?/p>

　　面臨難得的產業(yè)發(fā)展機遇，實現(xiàn)半導體設備國產化需要產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)以及大環(huán)境的配合。據(jù)紀安寬介紹，北方微電子作為高端半導體裝備及工藝解決方案提供商，在部分領域已有一定的技術突破，并取得了較高的市場占有率，但與國際廠商相比仍有差距。紀安寬建議，一方面應加強設備零部件國內供應鏈的培養(yǎng)，另一方面產業(yè)鏈需要配合創(chuàng)立一個適合后來者生存的發(fā)展環(huán)境。要有鼓勵設備使用方(包括我國大陸的外資廠商)采購國產設備的有效措施的落地。