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美國高端技術封鎖是否向半導體設備領域蔓延備受關注,促使國產化進程加速

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儘管此次美國高端技術封鎖,涉及到的是中國電科下屬的研究所以及研究所下屬的公司。但不少業內人士擔心技術封鎖會延伸到半導體設備或者材料領域。我國半導體設備是重要短板之一,在先進位程上與國際先進水平有2-6年的時間差,美國發起的貿易戰和高端技術封鎖讓我們再次深刻意識在這個問題。業內人士認為,這或許促使半導體設備國產化進程加速。

文|小北

校對|樂川

圖源|網路

集微網消息 正值建軍節當天,美國卻把矛頭指向了我國的軍工企業。美國商務部宣布,BIS(美國商務部工業安全局)以國家安全和外交利益為由,將44家中國企業列入出口管制實體清單,而這44家企業大多為軍工研究企業,主要涉及中國航天科學與工業總公司(航天科工)及中國電子科技集團公司(中國電科)旗下部分企業。

這意味著,美國正式對我國部分企業進行高端技術封鎖。

眾所周知,我國軍工企業及高校自1989年年末就在北約國家禁運名單上了。很多人一致認為,經過30年的發展,我國軍工企業國產化及自主化程度已很高,對美國的依賴度極低。事實上,負責軍品研究與製造的企業,受影響不大,但另外一部分涉及到民用產品的企業卻與美國公司有諸多直接或間接的來往。

據《財經》報道,多位相關人士表示,此前美國一直態度模糊,這是第一次明確、公開實施「出口管制」。同時,因為業務範圍不同,44家公司受影響程度也不同。同時,報道稱,一位國外晶元代理商銷售總監表示,一些晶元代理商已經停止向這44家企業發貨,而這些企業的備件最多只能周轉三個月。

國產替代仍需時日,美國高端技術封鎖是否向半導體設備領域蔓延備受關注

儘管此次美國高端技術封鎖,涉及到的是中國電科下屬的研究所以及研究所下屬的公司。但不少業內人士擔心技術封鎖會延伸到半導體設備或者材料領域。

此前,市場就表現出了對半導體設備被特朗普政府納入出口管制清單的極度擔憂,這種擔憂在美國市場與中國市場同樣存在。前十大半導體設備廠商中,美國廠商佔據了近一半的席位,在我國大力發展半導體產業的背景下,國際半導體設備廠商紛紛表示要助力中國半導體成長,並看好自身在中國市場的機遇;而半導體設備一直是我國最薄弱的一個環節,主要依賴於進口,本土半導體設備廠商市佔率僅佔全球份額的1-2%。

天風證券研究所研究報顯示,當前我國處於中端設備實現突破、初步產業鏈成套布局的階段,高端製程/產品仍需攻克,短期內可通過與非美海外企業合作,降低對美國的依賴。

北京半導體行業協會技術研究部部長朱晶曾表示,這44家軍工企業的部分業務是長期被技術封鎖的,目前影響並不好估計,有很多觀點說利好國內設備,但其實國內半導體設備替代的過程相當漫長,所以一旦技術封鎖升級到涉及民用業務,受傷害的會是半導體全產業鏈,沒有一個環節,一個公司可以避開影響。

綜合以上觀點,尋求國產設備替代仍需一些時間。

那麼,我國半導體設備究竟是怎樣的水平?美國對我國的高端技術封鎖是否會對我國半導體設備/半導體設備廠商產生影響?下面我們就結合天風證券的研究報告來解析一下這些問題。

我國半導體設備發展水平現狀

我國半導體設備廠商起步晚,整體規模較小。根據中國電子專用設備工業協會的統計,2016年我國前十大半導體設備廠商共完成銷售48.34億元人民幣,與國內設備市場規模相距甚遠。2017年體量最大的中電科和晶盛機電營收在10億元左右體量徘徊,我們估算國內設備銷售額總量佔世界半導體銷售規模僅2%左右。

半導體設備類型極其繁多,可按照工藝流程可分為晶圓製造設備、測試設備、封裝設備、前端相關設備四大類,其中,晶圓製造設備又可分為8類。賽迪顧問股份有限公司副總裁李珂曾表示,我國設備僅在部分品種實現了單點突破,等離子刻蝕機、MOCVD、清洗劑等設備已實現國產化,但尚不具備面向先進工藝的成套工藝能力。

天風證券研究數據表明,國產設備已形成初步產業鏈成套布局,部分設備實現批量應用,預計部分設備在短期1-2年內可逐步實現訂單轉移。目國內設備在關鍵領域實現了產業鏈成套布局[初步看,兩個權威機構的說法有點矛盾,仔細看也並非衝突,初步產業鏈成套布局,不等於成套產業鏈突破,我國還是實現「點」的突破,並進行了產業鏈布局。引用雙方觀點比較合適。下面胡運旺的觀點給予補充。]——曝光Liho、刻蝕ETCH、薄膜CVD、濕法WET、檢測、熱處理、測試等環節,且部分工藝製程能夠滿足國內客戶的需求,目前已有多項產品已經批量出貨,其中主要的廠商有北方華創、中微半導體、 睿勵科儀和上海盛美半導體等。

此外,由上圖可以看到我國在光刻機等領域,技術節點要落後國際先進水平很多。天風證券研究數據顯示,目前世界半導體設備研發水平處於12英寸7nm,生產水平達到12英寸14nm;而我國設備研發水平還處於12英寸14nm,生產水平為12英寸65-28nm。總體來看,國產設備在先進位程上與國際先進水平有2-6年的時間差;具體來看,65/55/40/28nm光刻機、40/28nm的化學機械拋光機國產化率依然為0,28nm化學氣相沉積設備、快速退火設備、國產化率很低。

一位知名IC人士曾向集微網記者表示,我國半導體設備落後的原因是多方面的,並非是設備廠商自身的原因,大家都知道精密的設備需要精密的組件,而精密的組件又需要精密的設備來製作,因此產業鏈的協同發展是半導體設備取得突破的關鍵。目前看,半導體設備尤其是高端半導體設備,即便是自主化的設備,很多關鍵零部件與流程設計仍掌握在美日韓歐的企業手中。

將天風證券研究匯總的半導體設備國內主要參與者與被列入管制名單的44家企業進行比對,可發現這些參與者並未被列入新增的出口管制實體清單。這在一定程度上說明,這些企業在關鍵零部件與流程設計上或許被未被嚴格「扼殺」。

目前看,我國在中端設備領域,已經實現了從無到有的突破。但光刻機領域,一直是我國的一個最大短板,國產化率極低,且高端的EUV光刻機只能從ASML採購。

2008年之前我國半導體設備基本全靠進口,隨後我國通過設立「02專項」實現了部分設備的國產化,縮小了與國際領先水平的差距——介質刻蝕機方面:中微半導體進入7nm製程,成為台積電五大供貨商之一;硅刻蝕機方面,北方華創進入中芯國際28nm生產線;瀋陽拓荊量產12英寸65nm的PECVD設備等。封裝製程工藝設備:刻蝕機、 PVD、光刻機、清洗機等關鍵設備已經基本實現國產化,根據SEMI的數據顯示,蝕刻設備國產化率從10年0%提升到16年的96%,封裝PVD設備從12年0%提升到16年的68%。

集微網記者曾在2017年11月採訪了02專項支持的唯一高端光學技術研發單位國科精密,該團隊承擔NA0.82、NA1.35等多種類型高端IC製造投影光刻機曝光光學系統的技術研發及產業化推進工作,李佩玥博士表示:「2013年的時候,我們還不知道是否可以完成這個項目,畢竟在此領域國內是一片空白的情況,而項目的難點在於,除了機械材料與光學材料可以通過『拿來主義』實現供給,其他全部要靠自己,比如光學加工、光學檢測等。我們團隊備感使命厚重,所以周末加班、熬夜攻關都是自發的行為。值得驕傲的是,短短几年時間,我們就完成了這個項目。」

可見,我國在自主半導體設備尤其是光刻機及相關配套設備的推進過程中,是極其艱難的。

助力我國IC產業發展,半導體設備上市公司不斷擴大產業布局

北方華創,國產半導體設備龍頭

北方華創由七星電子和北方微電子戰略重組而成,主要產品包括高端電子工藝裝備和精密電子器件,構建了半導體裝備、真空裝備、新能源鋰電裝備和精密電子元器件四大產業平台,已完成ETCH、PVD、清洗機、氧化爐、LOCVD(低氣壓化學氣相沉積)、ALD(原子層沉積)和氣體質量控制器(MFC)等多個項目,是國產半導體設備龍頭,研發能力全國領先,訂單持續驗證。如今,北方華創28mm設備陸續實現商用化,應用於14mm製程的等離子刻蝕機處於研發階段。

北方華創也在不斷擴大其產業布局及生產能力,例如2017年收購美國Akrion Systems LLC公司,拓展其清洗機設備產品線;今年5月北方華創二期項目(微電子裝備擴產項目)正式投入生產,預計可新增百餘台設備的生產能力,產能大幅提升。

與此同時,進一步加快同中芯國際等企業合作,完善集成電路產業布局。

晶盛機電,矽片製造設備

2012年,晶盛機電承擔02專項硅單晶設備研製項目,成功生長出目前國內最大的18英寸半導體級硅單晶棒。目前,晶盛機電已掌握12英寸集成電路用矽片晶體生長技術,並成功銷往台灣;同時6-8英寸的設備也被多家國內半導體企業採購。

晶盛機電是國內技術先進的光伏及半導體晶體硅生長設備供應商,主要產品有單晶生長爐、多晶硅鑄錠爐、藍寶石晶體爐、區熔硅單晶爐、單晶硅滾圓機、單晶硅截斷機等,已覆蓋大矽片多數中後端加工設備,其下遊客戶涵蓋了除隆基以外的所有矽片廠家,包括中環、晶科、晶澳、保利協鑫等。

晶盛機電採取綁定客戶共同成長的策略,半導體設備有望接力光伏設備產品,成為其新的增長點。中環集團為公司的光伏和半導體設備的大客戶,公司前瞻性的通過投資參股形式共同成立單晶硅生長企業「中環領先」,該項目致力於「半導體級單晶硅」領域的突破。既能幫助晶盛機電進行半導體設備研發,又利於半導體設備的市場擴展。今年7月,晶盛機電發布公告稱,收到中環領先半導體材料有限公司的中標通知書,成功中標中環領先半導體材料有限公司集成電路用8-12 英寸半導體矽片項目四工段設備採購第一包和第二包,共計4.03億元人民幣。

長川科技,後端設備

長川科技主要產品包括集成電路後端生產過程所需測試機、分選機和探針台等,其中明星產品為測試機和分選機,並佔據公司大部分營收份額,下游主要客戶為集成電路封裝測試企業、晶圓製造企業、晶元設計企業。

據悉,截至2016年底,長川科技在測試機、分選機兩大核心產品領域已取得57項專利權,29項軟體著作權,打破了被國外壟斷的技術壁壘。自2013年起,長川科技將產品升級作為銷量核心驅動力,持續推出新產品並進行產品升級,不斷打破行業競爭加強對企業毛利帶來的局限,準確把握國產替代機遇。

貿易戰或促使半導體設備國產化進程加速,可與非美海外企業合作

根據SEMI數據預計,未來17-20年間投產的62座晶圓廠中26座設於大陸,其中半導體設備是晶圓代工廠的最大投資項,約佔70-80%。後續隨著國內在建產線的落地,以及良率的爬升、產能的擴充,屆時對設備的需求會進一步提升,在未來幾年內仍會是出現一個設備需求的高峰期。業內人士認為,我國半導體設備企業的業務基本集中於國內,在不受高端技術封鎖的前提下,我國半導體設備廠商受貿易戰影響甚微,而這些廠商也將成為在這次晶圓廠建設的浪潮中深度受益者,例如晶盛機電。

且不提此次美國發起的貿易戰與高端技術封鎖,多年來,在「瓦聖納協議」的技術封鎖下,我國在半導體核心設備特別是晶圓製造設備的採購中面臨諸多困難,半導體設備國產化必然的選擇。業內人士表示,美國發起的貿易戰與高端技術封,讓我們再次深刻意識到我國半導體產業存在的短板,這將促使半導體設備加速國產化。當然,這仍需要一個漫長的過程,可加強與非美海外企業合作,加速這一過程。這恰與天風證券研究員的觀點一致。

END

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