半導體設(shè)備國產(chǎn)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(lǐng)，《中國制造2025》對于半導體設(shè)備國產(chǎn)化提出了明確要求：在2020年之前，90~32納米工藝設(shè)備國產(chǎn)化率達到50%，實現(xiàn)90納米光刻機國產(chǎn)化，封測關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化率達到50%。在2025年之前，20～14納米工藝設(shè)備國產(chǎn)化率達到30%，實現(xiàn)浸沒式光刻機國產(chǎn)化。到2030年，實現(xiàn)18英寸工藝設(shè)備、EUV光刻機、封測設(shè)備的國產(chǎn)化。

　　從產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)國產(chǎn)化的難度來看，設(shè)備>制造>封裝>設(shè)計是不爭的事實。不過，近期國內(nèi)各地已刮起一陣大上半導體晶圓制造產(chǎn)線的東風。我國設(shè)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(chǎn)設(shè)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(lǐng)的跨越，裝備產(chǎn)業(yè)將是重要環(huán)節(jié)。國內(nèi)半導體設(shè)備龍頭企業(yè)北方微電子副總裁紀安寬認為，發(fā)展國產(chǎn)半導體裝備具有重要戰(zhàn)略意義，半導體設(shè)備國產(chǎn)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(shè)備對本土企業(yè)存在著很高的進入門檻，目前國產(chǎn)化率較低?！鞍雽w設(shè)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(shè)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(yīng)鏈?！?/p>

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

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

　　一是半導體設(shè)備市場已日趨專業(yè)化和全球化。當下，全球設(shè)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(lǐng)域ASML一家獨大，且均面向全球市場。反觀國內(nèi)企業(yè)，基礎(chǔ)較弱，有能力切入海外市場的很少。

　　二是半導體設(shè)備的獨特地位。上世紀80年代末期開始，半導體設(shè)備企業(yè)開始把工藝能力整合成在設(shè)備中，讓用戶買到設(shè)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(shè)備之說。這是半導體設(shè)備如此昂貴的原因，也是對國內(nèi)企業(yè)的極大挑戰(zhàn)。

　　三是由于出貨數(shù)量少，設(shè)備企業(yè)難以負擔工藝試驗線的費用。為此，國內(nèi)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(chǎn)線幫助設(shè)備企業(yè)進行試驗的辦法，這種方式顯然多有掣肘。一臺設(shè)備從研發(fā)、樣機開始，必須經(jīng)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(jīng)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(shè)備國產(chǎn)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(cè)面體現(xiàn)了難度。

　　五是設(shè)備業(yè)需要產(chǎn)業(yè)大環(huán)境配合。從成本構(gòu)成來看，表面上我國設(shè)備企業(yè)和國外企業(yè)相差不大，如關(guān)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(chǎn)業(yè)大環(huán)境卻十分不同。比方說，西方的股權(quán)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(chǎn)業(yè)配套條件不同，如實現(xiàn)某些設(shè)計驗證國內(nèi)企業(yè)要花更高的成本;缺乏人才等。

　　“實際上，國產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計水平和國際水平相差并不大?！?莫大康強調(diào)，“嚴格來說，真正的差距在于，國產(chǎn)半導體設(shè)備尚處在樣機階段就交給客戶，這就會導致經(jīng)常宕機，因此不太可能一上來就用在量產(chǎn)中，否則將會影響生產(chǎn)線運行?！?/p>

　　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。”行業(yè)分析師林建宏表示。

　　設(shè)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(chǎn)能瓶頸，也就是微縮工藝的核心設(shè)備。林建宏認為，對于新設(shè)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(chǎn)品除了最基本的性能要求外，包括在空間外型、產(chǎn)能等方面都需要與既有的產(chǎn)品100%替代。如果發(fā)生任何意外，就會導致全廠的停產(chǎn)。

　　這樣一來，通過先取代舊產(chǎn)線的設(shè)備，再打入新投入量產(chǎn)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(chǎn)，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(chǎn)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(chǎn)時也會采用復制先前設(shè)備(即2018年前已采用并在量產(chǎn)的設(shè)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(chǎn)。

　　“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(chǎn)能力，且要有被晶圓廠導入使用的實績。”林建宏強調(diào)。

　　具體來看，實現(xiàn)國產(chǎn)化目標的難點在哪里?林建宏進一步分析道，任何設(shè)備廠商要打入晶圓制造領(lǐng)域，除專利、人力資源外，還至少要面對三個難關(guān)：驗證機臺的性能、量產(chǎn)實績以及客戶端的熟悉程度。第一點勉強可在設(shè)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(chǎn)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(shè)客戶已經(jīng)有了20臺ASML的設(shè)備，那就表示客戶的流程工程師已經(jīng)十分熟悉設(shè)備的狀況、性能與使用方法;設(shè)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(shè)備商在各廠的經(jīng)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(chǎn)實績、生態(tài)系統(tǒng)支持等問題而言，并不能通過財務(wù)補助、人才挖角的方式來取得突破?！绷纸ê晏寡浴?/p>

　　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(chǎn)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(shù)轉(zhuǎn)移?！绷纸ê瓯硎?，“但產(chǎn)業(yè)需要落地生根，本地相關(guān)人才的培育，以及相關(guān)材料、控制、精密機械、光學設(shè)計等都需要配套規(guī)劃?！?/p>

　　和設(shè)計、封裝、制造環(huán)節(jié)不同，國內(nèi)半導體設(shè)備業(yè)的基礎(chǔ)最為薄弱。紀安寬認為，與其他環(huán)節(jié)存在國際領(lǐng)先者不同，半導體設(shè)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(nèi)設(shè)備的真正差距在于產(chǎn)線上的驗證不足。林建宏表示，新產(chǎn)品與設(shè)備需要有能進行大量試驗的場所。設(shè)備的制造知識、專利、人才等可以買入，但是設(shè)備的生產(chǎn)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(shè)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(shè)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(guān)機構(gòu)先導入設(shè)備進行試驗，雖然是研究性質(zhì)，但可大量制造生產(chǎn)，來做為相關(guān)設(shè)備廠商推廣設(shè)備的第一步。對于晶圓制造商來說，國家方面也應(yīng)配合有好的獎勵措施。一方面要覆蓋制造商導入相關(guān)設(shè)備的前期研究的成本，另一方面有了量產(chǎn)成績后，也要做好相關(guān)獎勵。

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

　　完善國產(chǎn)設(shè)備的驗證環(huán)境，也是莫大康反復強調(diào)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(guān)鍵零部件的國產(chǎn)化，有計劃地扶持并推動量產(chǎn)。實際上，許多關(guān)鍵零部件并非僅用于半導體設(shè)備，還可廣泛應(yīng)用于其他工業(yè)領(lǐng)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。”

　　面臨難得的產(chǎn)業(yè)發(fā)展機遇，實現(xiàn)半導體設(shè)備國產(chǎn)化需要產(chǎn)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(lǐng)域已有一定的技術(shù)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(yīng)加強設(shè)備零部件國內(nèi)供應(yīng)鏈的培養(yǎng)，另一方面產(chǎn)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(shè)備使用方(包括我國大陸的外資廠商)采購國產(chǎn)設(shè)備的有效措施的落地。