“難度不亞于做兩彈一星。”中微公司董事長(zhǎng)兼首席執(zhí)行官尹志堯這樣評(píng)價(jià)半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)。

12月8日，在首屆臨港新片區(qū)投資論壇上，尹志堯提到了半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)目前所面臨的主要挑戰(zhàn)，包括技術(shù)難度大、市場(chǎng)高度壟斷、研發(fā)周期長(zhǎng)、耗資巨大等問(wèn)題。

集成電路產(chǎn)業(yè)不僅覆蓋設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)上下產(chǎn)業(yè)鏈，還有EDA軟件、設(shè)備和材料等產(chǎn)業(yè)。近幾年，各地此起彼伏的“造芯熱”也離不開(kāi)半導(dǎo)體設(shè)備。如果沒(méi)有光刻機(jī)、刻蝕機(jī)等生產(chǎn)設(shè)備，芯片生產(chǎn)根本無(wú)法開(kāi)展。

“集成電路領(lǐng)域最大的差距在于EDA（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）和設(shè)備，這些才是集成電路自主可控的終極追求。”太平洋電子首席分析師劉翔在一份研報(bào)中指出。

中微半導(dǎo)體被認(rèn)為是科創(chuàng)板最強(qiáng)芯片股，主要從事半導(dǎo)體設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，該公司研發(fā)了大量具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，并應(yīng)用于刻蝕設(shè)備和 MOCVD 設(shè)備。

市場(chǎng)高度集中

中國(guó)目前很多科創(chuàng)企業(yè)都處在一個(gè)不對(duì)稱競(jìng)爭(zhēng)的國(guó)際環(huán)境里，半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)也呈現(xiàn)高壟斷狀態(tài)，且壟斷性逐年提升。

賽迪顧問(wèn)數(shù)據(jù)顯示，從2014年到2018年，全球半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商TOP10市占率從78.6%上升到81.0%，主要是日本和美國(guó)的企業(yè)。中國(guó)的設(shè)備企業(yè)想要進(jìn)入分一杯羹，挑戰(zhàn)非常大，但是一旦國(guó)外設(shè)備商斷供，將會(huì)帶來(lái)巨大隱患。

與半導(dǎo)體其他領(lǐng)域類似，中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備需求大，但自給率低。在全國(guó)各地新建產(chǎn)線的推動(dòng)下，2018年中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備需求激增，市場(chǎng)規(guī)模達(dá)128.2億美元，同比增長(zhǎng)47.1%，是全球設(shè)備產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)速度的近5倍，但是國(guó)產(chǎn)設(shè)備的自給率只有12%。

經(jīng)歷40年的激烈競(jìng)爭(zhēng)，國(guó)際半導(dǎo)體工藝設(shè)備高度集中，形成了三大國(guó)際設(shè)備公司為主導(dǎo)的形勢(shì)，生產(chǎn)線準(zhǔn)入門檻很高。

要從被少數(shù)企業(yè)壟斷的市場(chǎng)中突圍十分不易，更何況是耗資巨大的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。尹志堯指出，微觀加工設(shè)備的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)需要大量研發(fā)經(jīng)費(fèi)和資金支撐。“過(guò)去15年，中微在上市之前經(jīng)歷了9輪融資，融資額達(dá)40億人民幣。如果沒(méi)有大量的資金投入，不可能做出核心設(shè)備。”

即使中微每年投入3億研發(fā)，也只是美國(guó)對(duì)手的1/20，存在非常嚴(yán)重的不對(duì)稱競(jìng)爭(zhēng)。他呼吁，僅僅企業(yè)自己投入資本金不夠，還需要低息貸款以及政府研發(fā)補(bǔ)貼的支持。

他指出，美國(guó)應(yīng)用材料公司年銷售172.5億美元，年研發(fā)經(jīng)費(fèi)20.2億美元；美國(guó)泛林半導(dǎo)體年銷售110.8億美元，年研發(fā)經(jīng)費(fèi)11.9億美元；東京電子年銷售106.2億美元，年研發(fā)經(jīng)費(fèi)9.1億美元。

尹志堯多次強(qiáng)調(diào)半導(dǎo)體設(shè)備的重要性，指出目前我國(guó)集成電路出現(xiàn)資金一頭大、股本金一頭大和芯片生產(chǎn)投資一頭大的問(wèn)題。

目前國(guó)內(nèi)投資芯片的設(shè)備市場(chǎng)是國(guó)際設(shè)備市場(chǎng)的10%，不足以支撐設(shè)備公司發(fā)展，設(shè)備產(chǎn)品必須打到外線去。尹志堯表示，中國(guó)大陸2018年半導(dǎo)體設(shè)備采購(gòu)?fù)仍鲩L(zhǎng)59%，超過(guò)中國(guó)臺(tái)灣，但在國(guó)內(nèi)的芯片生產(chǎn)廠的投資中，外國(guó)的芯片生產(chǎn)例如英特爾、海力士等在中國(guó)的投資占了一半，國(guó)內(nèi)投資只占國(guó)際設(shè)備總采購(gòu)量的10%左右，這意味著中國(guó)廠商必須要打到外線去，背后挑戰(zhàn)也巨大。

“半導(dǎo)體設(shè)備需要我們給予更大的關(guān)注。”賽迪顧問(wèn)股份有限公司副總裁李珂在2019年世界半導(dǎo)體大會(huì)上也這樣呼吁。

技術(shù)難度大

除了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，半導(dǎo)體行業(yè)本身綜合多個(gè)學(xué)科，技術(shù)難度大。

尹志堯表示，微觀加工納米結(jié)構(gòu)已經(jīng)接近物理極限，目前臺(tái)積電提出的原子水平加工需要集成50多個(gè)學(xué)科的知識(shí)和技術(shù)，難度不亞于做兩彈一星。“做這個(gè)設(shè)備需要50個(gè)學(xué)科。半導(dǎo)體工業(yè)關(guān)鍵核心零部件之一的磁懸浮分子泵在國(guó)際上只有兩三家能做，每一件事情都需要長(zhǎng)期的技術(shù)積累。”

半導(dǎo)體設(shè)備不僅要能做出非常精細(xì)的加工，最重要的是均勻性、穩(wěn)定性、重復(fù)性、可靠性、潔凈性。他指出，等離子體刻蝕已刻出人頭發(fā)絲直徑幾千分之一到上萬(wàn)分之一的細(xì)孔，孔直徑的準(zhǔn)確度、均勻性和重復(fù)性已可達(dá)到頭發(fā)絲的幾萬(wàn)到10萬(wàn)分之一。一臺(tái)刻蝕機(jī)每年加工多余百萬(wàn)萬(wàn)億個(gè)又細(xì)又深的接觸孔，幾乎百分之百的孔要被完全打開(kāi)。

而目前先進(jìn)制程如5納米的芯片需要1000個(gè)工藝步驟，要保證每一步驟的合格率都達(dá)到99.99%有很大挑戰(zhàn)，“做到99.9%的合格率也不行”，如果每一步合格率為99.9%，1000個(gè)步驟后最終合格率只有36.77%

歷經(jīng)千辛萬(wàn)苦開(kāi)發(fā)出的樣機(jī)只完成了開(kāi)發(fā)生產(chǎn)設(shè)備的一小部分，只有在80多個(gè)方面不斷努力，才能達(dá)到最終目的。

當(dāng)天，尹志堯還提到其他挑戰(zhàn)，包括需要有完整的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)體系；設(shè)備需要的關(guān)鍵材料零部件都要由國(guó)際一流公司，甚至百年老店供應(yīng)；微觀器件產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈，不斷要求設(shè)備提高輸出量，降低價(jià)格等等。

此外，他表示，設(shè)備市場(chǎng)周期性的波動(dòng)遠(yuǎn)高于微觀器件產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，很難預(yù)測(cè)，“根據(jù)Gartner 2004年到2009年芯片設(shè)備市場(chǎng)預(yù)測(cè)及實(shí)際表現(xiàn)來(lái)看，兩者常常大相徑庭，甚至對(duì)下一年的預(yù)測(cè)也經(jīng)常有趨勢(shì)性的錯(cuò)誤，這意味著企業(yè)要覆蓋較多的產(chǎn)業(yè)，以保證公司持續(xù)發(fā)展”。

不過(guò)，受中興、華為事件影響，國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備也迎來(lái)新的契機(jī)。根據(jù) SEMI（國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)） 數(shù)據(jù)， 2017 年中國(guó)大陸半導(dǎo)體設(shè)備銷售額約占全球的 15%，預(yù)計(jì) 2020 年占比將超過(guò)20%，約 170 億美元。

以中微半導(dǎo)體所在的刻蝕機(jī)行業(yè)為例，尹志堯表示，目前刻蝕機(jī)市場(chǎng)已經(jīng)超過(guò)了光刻機(jī)市場(chǎng)，“長(zhǎng)期以來(lái)刻蝕機(jī)市場(chǎng)約為30到50億美金，2015年以后突然漲起來(lái)，現(xiàn)在已經(jīng)漲到120億，以后要超過(guò)1000億。我們中微主要是做刻蝕機(jī)和薄膜的，有點(diǎn)誤打誤撞，目前等離子體刻蝕機(jī)的投資占了整個(gè)設(shè)備投資的20%。”

在業(yè)內(nèi)人士的呼吁下，半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)也正受到重視。今年10月，備受關(guān)注的國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金（以下簡(jiǎn)稱“國(guó)家大基金”）二期落地，該基金管理機(jī)構(gòu)華芯投資在今年一次半導(dǎo)體論壇上曾透露了大基金未來(lái)投資布局及規(guī)劃。首先，將繼續(xù)支持龍頭企業(yè)做大做強(qiáng)，提升成線能力。

大基金首期主要完成產(chǎn)業(yè)布局，二期基金將對(duì)在刻蝕機(jī)、薄膜設(shè)備、測(cè)試設(shè)備和清洗設(shè)備等領(lǐng)域已布局的企業(yè)保持高強(qiáng)度的持續(xù)支持，推動(dòng)龍頭企業(yè)做大最強(qiáng)，形成系列化、成套化裝備產(chǎn)品。大基金將加快開(kāi)展光刻機(jī)、化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備等核心設(shè)備以及關(guān)鍵零部件的投資布局，保障產(chǎn)業(yè)鏈安全。