设备是半导体产业的基石。国际半导体产业协会(SEMI)最新报告显示,2021 年全球半导体制造设备销售额增至1026亿美元的历史新高,年增44%,中国再次成为全球最大的半导体设备市场。在全球芯片扩产潮的推动下,晶圆厂的设备支出将继续提升,SEMI预计2022年全球晶圆厂设备支出将突破1000亿美元。背靠全球最大半导体设备市场,面临设备资本支出持续增长的发展机遇,国内半导体设备厂商如何抓住增长契机?

全球扩产潮带来市场机遇

2019年以来,全球半导体产业进入高速发展的强周期。据世界半导体贸易统计组织(WSTS)统计,2021年全球半导体销售达到5559亿美元,同比增长26.2%,延续了自2019年以来的增长势头。在半导体市场需求的推动下,扩产成为全球晶圆厂近两年来的固定动作。今年以来,台积电、联电、英特尔、博世、铠侠等主力代工及IDM厂商纷纷宣布了扩产计划。

在扩产的过程中,半导体设备尤其是晶圆制造设备,是IDM和代工厂的支出重点。智研咨询数据显示,将一条晶圆制造新建产线的资本支出拆分来看,厂房占比20%、晶圆制造设备占比65%、组装封装设备占比5%、测试设备占比7%,其他支出占比3%,制造设备支出占大头。

“半导体设备涉及集成电路设备、太阳能电池片设备、分立器件及LED设备等,半导体设备的销售额一半来源于集成电路设备。集成电路设备又主要涉及硅片生产设备、芯片制造设备和后道封测设备,硅片生产和封测设备的销售额占比较小,集成电路芯片制造设备是半导体销售额的主要来源。下游市场对集成电路的市场需求,推动主力晶圆厂持续扩产,成为半导体设备增长的主要动力。”中国电子专用设备工业协会常务副秘书长金存忠向《中国电子报》表示。

作为全球最大的半导体市场,中国2021年半导体销售额增速高于全球市场。中国市场的旺盛需求,为半导体设备企业带来了发展契机。

深圳市埃芯半导体科技有限公司CEO张雪娜向《中国电子报》记者指出,数字经济及智能应用推动了全球半导体产业的新一轮增长,各国都在布局和建设晶圆厂,国内的晶圆厂也在进行新一轮产能扩张,为半导体设备商带来了巨大的市场机会。

“过去20年中国通信设备产业从落后到先进的发展路程已经证明了市场的力量。当前全球半导体设备供应吃紧,导致设备货期过长,很多关键设备的交货时间多达18个月。中国半导体设备商背靠全球最大的芯片市场及半导体设备市场,具有本土供应链的优势,在货期具有天然优势。但是产品及技术竞争力必须要过硬,技术指标达到先进水平,才有可能进入市场竞争。”张雪娜说。

关键零部件是突围重点

代工厂扩产的投资重点是设备,而设备制造的投资重点是零部件。中银证券研报显示,零部件采购占到半导体设备成本的80%以上,对半导体设备的核心构成、主要成本、性能起到决定性作用。

由于国内半导体产业起步较晚,半导体设备上游零部件行业与国际先进水平存在差距。张雪娜表示,半导体设备零部件技术是决定国内半导体设备产业发展水平的重要因素。

“要从物理基础原理出发,攻克技术难题,推动关键部件的研发,并实现具有竞争力的技术指标。”张雪娜说,“半导体设备用到的零部件很多,部分国产零部件还难以满足设备企业的要求,我们希望和国内的半导体设备零部件厂家一起努力,构建技术先进、安全稳定的半导体设备供应链。”

金存忠也指出,要让芯片制造企业敢用、想用国内企业生产的设备,要保障关键零部件的可靠性和性能。如果可靠性不足,就很容易导致芯片生产效率和成品率的降低,以及芯片客户生产成本的直线上升。以半导体设备光刻机为例,一方面要攻关镜头、双工作台、光源等关键零部件设备;另一方面要保障部件的可靠性,才能保障每一道光刻工序的成品率。同时,要使零部件的性能具有竞争力,如果光刻机的光源效率不足,也会拉低单位产能。

而零部件的研发与迭代优化,需要半导体产业链的协同推进。芯谋研究指出,半导体生产设备零部件攻关,需要国内晶圆厂和设备厂高度重视,协同本土零部件厂商联合攻关。本土晶圆产线要敢于给国产设备和零部件验证机会,切实发挥大生产线组织协调的作用。设备原厂要发挥连接两端的串联作用,积极主动推进对国内零部件厂商的认证和面向客户的推荐推广。

全球设备供应链的不确定性,使国内半导体企业更加关注本地零部件及设备供应链的建设,国内设备及零部件厂商有望获得更多的验证机会。

“半导体企业使用国内设备的积极性有所提升,有的企业会先在基于国内设备的产线投产5000片或者10000片晶圆,进行几个月的流片。如果成品检验后没有问题,再进行扩产,逐步推动国内设备从小规模使用走向规模化推广。同时,首台(套)重大技术装备保险补偿等机制,也对国内企业敢于使用国产设备起到助力作用。”金存忠表示。

底层创新决定竞争力上限

尽管全球和本土设备市场空间广阔,但美国、日本、欧洲企业长期掌握市场话语权,后发从业者要享受市场红利,需要从底层创新能力入手,切实提升市场竞争力。

半导体是典型的技术密集型产业,半导体设备的高精密、高门槛特性,尤其凸显了专业人才的重要性。拓荆科技《招股说明书》指出,半导体专用设备行业涉及等离子体物理、射频及微波学、微观分子动力学、结构化学、光谱及能谱学、真空机械传输等多种科学技术及工程领域学科知识的综合应用,高端技术人才是企业持续发展和保持竞争力的原动力。

张雪娜表示,半导体设备研发需要愿意付出、具有情怀的优秀人才,躬身入局、持续努力,共同推动国内半导体设备行业的进步。

“创新的源泉来自人才。我们坚持开放的人才政策,有将近1/3的员工有海外教育或工作背景,同时结合本土人才的培养,打造半导体设备领域具有全球综合研发实力的国际化研发队伍。”张雪娜表示。

在持续强化人才队伍建设的基础上,基于底层技术创新,开发拥有自有知识产权的创新型产品,是国内设备企业拿到全球市场入场券并赢得市场份额的关键。张雪娜表示,半导体设备的低端产品研发相对容易,但若不断低水平重复,在低门槛的领域进行低价竞争,产业就无法真正发展起来。

“产品竞争力决定是否能赢得市场的成功。半导体设备是硬科技,需要尊重科学发展的客观规律,从物理基础原理出发,做原创性的研发,才有可能实现半导体设备关键技术的突破,产品才有可能在全球市场竞争中具备优势。”张雪娜说,“在产业发展上,不能走‘引进-消化-落后-再引进’的老路,要坚持开放的人才政策、踏实研发,推动国内半导体设备产业的可持续发展,为国内半导体产业起到支撑作用。”

对于产业链条长、复杂性高的半导体产业,产业链上下游的高度协同,是设备等产业链重要节点持续发展的必经之路。

“随着国内企业更大力度投入半导体设备领域,部分企业进入全球市场,行业竞争进一步加剧。半导体设备行业高度全球化,容易受到全球经济波动、半导体市场景气度、终端消费市场需求等多重因素影响。这就需要设备企业进一步强化集成能力,与晶圆制造企业、封装测试企业进行网络化协同创新。新一代的半导体设备的推出尤其需要产业链上中下游企业紧密合作。”赛迪顾问集成电路产业研究中心总经理滕冉向《中国电子报》表示。

责任编辑:张心怡