寡頭壟斷的半導(dǎo)體設(shè)備市場,美國是不可替代的嗎?
自2014年《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》發(fā)布和大基金成立以來,國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展如火如荼,一時間各地競相掀起晶圓廠建設(shè)潮。集成電路離不開晶圓廠,而晶圓廠離不開半導(dǎo)體設(shè)備和材料。中興事件和中美貿(mào)易摩擦以來,集成電路的重要性逐漸為人們所認知,再加上著名的“瓦森納協(xié)議”,作為集成電路產(chǎn)業(yè)的基石,半導(dǎo)體制造設(shè)備的重要性不言而喻,也對中國集成電路產(chǎn)業(yè)的安全敲響了警鐘。
那么,美國的半導(dǎo)體設(shè)備是否就是不可替代的?
半導(dǎo)體設(shè)備市場美日荷爭霸,高度壟斷
縱觀全球半導(dǎo)體設(shè)備市場,美日荷爭霸, 高度壟斷, 強者恒強。
半導(dǎo)體設(shè)備技術(shù)壁壘極高,龍頭公司起步較早,整個行業(yè)高度壟斷、強者恒強。目前主要被美國、日本和荷蘭的巨頭壟斷,他們起步較早,伴隨著整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)一起成長,相應(yīng)產(chǎn)品也已經(jīng)成為事實上的行業(yè)標準,其他設(shè)備公司無論資金、技術(shù)、研發(fā)能力、市場地位等各個方面,都與排名靠前的國際巨頭差距較大。
根據(jù)Gartner、長江證券研究所的數(shù)據(jù),晶圓處理設(shè)備占整個半導(dǎo)體設(shè)備市場超過 80%的份額,而2016年晶圓處理設(shè)備廠商前 10 強的市場份額合計達 78.6%,美國占據(jù) 3 家并均進 入前 5,日本 5 家,荷蘭 2 家。全球半導(dǎo)體設(shè)備市場,美國、日本和荷蘭三強 爭霸,美國最強,日本其次,荷蘭的光刻和后道封裝設(shè)備最強。
排名前 10 的公司中, 美國公司雖然數(shù)量上比日本公司少,但全部進入了前 5 名,總營收比日本公司高較多。全球半導(dǎo)體設(shè)備市場,美國、日本和荷蘭三強爭霸,其中,美國最強,日本其次, 而荷蘭的光刻和后道封裝設(shè)備最強。
美國半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢
長江證券研究所分析師指出,美國的 PVD 設(shè)備、檢測設(shè)備、離子注入設(shè)備和 CMP 設(shè)備等半導(dǎo)體制造的核心設(shè)備,技術(shù)領(lǐng)先,在市場上占據(jù)近乎壟斷地位,短期內(nèi)難以被替代,且這幾類設(shè)備擁有較大的價值占比,應(yīng)重點發(fā)展。熱處理設(shè)備、CVD 設(shè)備、刻蝕設(shè)備和分選機美國公司也在市場和技術(shù)上領(lǐng)先,但其他國家尤其日本的技術(shù)實力也較強,可在一定程度上替代美國產(chǎn)品,主要的選擇是東京電子、日立、迪恩士、東京精密等。氧化擴散設(shè)備、涂膠顯影設(shè)備、去膠設(shè)備、光刻機、清洗設(shè)備、測試機和探針臺,其他國家或國產(chǎn)設(shè)備不輸于甚至優(yōu)于美國,或美國幾乎沒有相關(guān)產(chǎn)品,可以完全實現(xiàn)對美國的替代。
國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備目前也已具備一定的競爭力,例如Mattson的去膠設(shè)備、盛美半導(dǎo)體的清洗設(shè)備、中微半導(dǎo)體的介 質(zhì)刻蝕機和硅通孔設(shè)備、長川科技的分選機、北京華峰和長川科技的中低端測試機、上海微電子裝備的后道封裝光刻機等,都已經(jīng)在市場上直接和國外設(shè)備開展競爭,具有一定的競爭力,在國產(chǎn)替代進程中,有望取得領(lǐng)先。
長江證券研究所指出,對于美國半導(dǎo)體設(shè)備的可替代性,可分為三類:較難替代、可部分替代、可完全替代。
替代的難易程度,其實也正是由美國公司的技術(shù)和相應(yīng)產(chǎn)品在全球市場上的地位決定的。PVD、檢測、離子注入和 CMP 設(shè)備,美國公司技術(shù)領(lǐng)先,產(chǎn)品占據(jù)近乎壟斷的領(lǐng)先地位,其他國家的產(chǎn)品較難在短期內(nèi)替代美國產(chǎn)品,因此應(yīng)重點發(fā)展。而熱處理設(shè)備、CVD、刻蝕、分選機,其他國家的產(chǎn)品可實現(xiàn)一定程度上的替代,美國公司技術(shù)領(lǐng)先,但領(lǐng)先優(yōu)勢不明顯,市場存在競爭,如刻蝕設(shè)備 Lam 與東京電子存在競爭,CVD 設(shè)備應(yīng)用材料與東京電子存在競爭。而氧化擴散設(shè)備、涂膠顯影、去膠、光刻機、清洗、測試機、探針臺等設(shè)備,其他國家的產(chǎn)品不輸于甚至優(yōu)于美國公司的產(chǎn)品,或者美國幾乎沒有相關(guān)產(chǎn)品,可實現(xiàn)對美國產(chǎn)品的完全替代。
缺少美國半導(dǎo)體設(shè)備,中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展放緩但不會停止
分析師認為,如果缺少美國半導(dǎo)體設(shè)備,會立即減緩中國晶圓廠建設(shè)進度,尤其是 14/28nm 等先進工藝的晶圓廠,在PVD、檢測、離子注入和 CMP 設(shè)備上短期內(nèi)幾乎無設(shè)備可買。而刻蝕、CVD 設(shè)備等,如果晶圓廠建設(shè)之初采用了美國的設(shè)備方案,則需要重新選擇替代國設(shè)備或國產(chǎn)設(shè)備并進行充分的驗證。
但這并不意味著美國領(lǐng)先的半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)品不能替代,而是需花較長時間來重新設(shè)計方案并進行充分的設(shè)備驗證、試錯。這個過程會拖慢中國晶圓廠建設(shè)的進度,少則一年、多則兩三年。對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),時間很寶貴,慢兩三年即意味著慢了一代工藝,對中國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)影響較大,尤其是目前全力追趕工藝的關(guān)鍵時期。目前,中國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已經(jīng)落后國際先進水平兩代以上,國際上 7nm 即將量產(chǎn),而國內(nèi)還正在研發(fā)14nm,28nm的良率依然無法很好控制。所以,對國際先進工藝的追趕是一個長期艱苦奮斗的過程,我們對此早已做好了充分的心理準備,慢兩三年對我們可能會造成一定影響,但并不會阻止我們發(fā)展半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的決心。所以,這只會減緩中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,而不會使其停止。
國內(nèi)部分在建晶圓產(chǎn)線中,8 英寸晶圓和 12 英寸晶圓的 28nm 以上工藝產(chǎn)線會受的影響較小,28nm 及以下工藝會受的影響較大。
中美貿(mào)易摩擦和中興事件背景下,未來國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備必將得到更多的支持和試錯機會,將加速發(fā)展。此外,目前國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備,仍然有約60-70%的零部件依賴于進口,在未來,隨著國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備的發(fā)展,零部件的國產(chǎn)化率也將逐步提高,實現(xiàn)真正的半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化。
2018-7-17 來源:EEPW電子產(chǎn)品世界
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