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半导体行业的生死时速,IC设备到底有多重要?

发布时间:2018-06-21 来源:科Way 类型:产业分析 人浏览
关键字:

信息 芯片 制造 硅片 精密

导  读:

在浦东张江中芯国际的工厂里,无时无刻不在上演着代表人类最高制造水平的“接力赛”。直径30厘米的圆形硅晶薄片穿梭在各种极端精密的加工设备之间,由它们在硅片表面制作出只有发丝直径千分之一的沟槽或电路。热处理、光刻、刻蚀、清洗、沉积……每块晶圆要昼夜无休地被连续加工两个月,经过成百上千道工序,最终集成了海量的微小电子器件,经切割、封装,成为信息社会的基石——芯片。

国家意志的博弈


事实上,IC作为国家战略性产业,其发展需要克服的不仅仅是技术本身,还有不对称的国际竞争环境,有关半导体的一切技术、设备都受到了严格的输出限制。


在集成电路上我国曾长期受制于人。《瓦森纳协定》是美国等国家为防止高技术扩散而设定的管控“脚镣”,许多集成电路生产线核心装备就在限制清单中;如果要出口,美方会对交易反复审查,确认符合美国产业安全利益后才会放行;此后,买方还必须按美方要求作出一些使用上的承诺。


长期以来的技术封锁,导致IC装备产业日益呈现寡头垄断的局面,后来者面临的是极高的进入门槛、极少的市场份额,以及寡头们的围追堵截。仅存的几个大厂不但可以通过产品打包销售等手段控制客户和市场,几十年的技术积累,使得大厂可以轻松玩转专利武器,冷不防地给后来者致命打击。“在这样的国际竞争环境中,中国的IC装备产业处于全面落后的状态。”王龙兴感慨说,“中国的IC装备企业活下来真不容易!”


研发投入的差距,是不对称竞争的重要表现形式。IC产业素有“碎钞机”之称,是当前信息产品制造业中投资最大的产业。就设备行业而言,从投入到产出至少需要5年,研发阶段所需的资金投入如无底洞,且投资回报风险很大。一台设备的研发投入往往需要几十上百台的销售收入才能覆盖,一旦产品研发失败或没能进入产线,巨额的研发投入只能打水漂。半导体设备开发周期长,国外龙头厂商有相当体量的营收支撑后续的研发,美国应用材料每年的研发投入高达7-8亿美元,这样的大手笔,对于国内处于研发阶段、尚无销售收入,短期内难以获得一定成果的装备企业而言,令人既艳羡又焦虑。


国内IC装备企业对资金的需求之大不言而喻。2017年7月,上海集成电路装备材料基金签约仪式在上海临港举行。由此,由100亿元设计业并购基金、100亿元装备材料业基金、300亿元制造业基金共同组成的上海500亿元集成电路产业基金完成组建。


在国家02专项的支持下,中国的IC装备企业带着使命从零开始,艰难前行。赛道重点是光刻机这类制造业中最尖端的技术,“沿途下蛋”、在生存与使命之间寻找一个支点也好,死磕硬碰、一开始瞄准最尖端的市场也好,无论螺旋前进还是一往无前,没有人是轻而易举的。


在这条路上,理想与现实交融,情怀与机遇并存,掌声与质疑同行。在这里,他们都是英雄。


浴血奋战十年,国内的关键装备产品终于实现重大突破,实现了从无到有,建立了中国IC装备技术体系和产业体系。北京中电科电子装备目前是国内唯一一家集研发、制造、服务于一体的离子注入机供应商,自主研发的200mmCMP商用机也完成内部测试,正在进行上线验证。


上海微电子装备的90纳米“沉浸式光刻机”2017年10月通过国家专项现场验收测试,实现国产高端光刻机零的突破;先进封装光刻机已出货40余台,占国内先进封装光刻机的80%市场份额。中微半导体MOCVD设备进入大规模产业化,2017年实现销售订单200台,设备发货106台,占据国内市场60%的份额,位居全球第一;其7纳米的介质刻蚀设备进入台积电全球五大供应商之一。盛美半导体自主开发的12英寸单晶圆片清洗设备在多个客户端45-22纳米技术的产线上大规模应用……


但不可否认的是,国内IC装备产业取得的只是“点”上的突破,还面临成套性较差、稳定性不一、高端设备缺位等众多难题。“解决了有无的问题,下一阶段要解决做大做强的问题。”在叶甜春看来,中国IC装备产业正在寻找一条新的出路。


集成电路进口替代迫在眉睫,2018年国内有望迎来装机大战,占集成电路制造投资比例最高的生产设备的“炼金术”也将更受瞩目。中国电子专用设备工业协会副秘书长金存忠认为,在新建集成电路生产线推动下,2018年-2020年国产集成电路设备销售的年均增长率将超过15%。到2020年销售额将达到50亿元左右。


“未来,我们希望培育若干具有国际竞争力的龙头企业。”王曦说,下一步打算依托落户临港的装备产业基金,按照“基金+基地”的模式,整合一批小而散的国内装备材料企业,抓住下游厂商增线扩产的有利契机,围绕国内薄弱环节和关键领域,在关键细分领域培育若干具有全球影响力的装备材料企业,带动我国集成电路产业链的整体跃升。


前路艰险,但未来可期。


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