寡頭壟斷的半導體設備市場(chǎng)，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(jìn)綱要》發(fā)布和大基金成立以來(lái)，國內集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展如火如荼，一時(shí)間各地競相掀起晶圓廠(chǎng)建設潮。集成電路離不開(kāi)晶圓廠(chǎng)，而晶圓廠(chǎng)離不開(kāi)半導體設備和材料。中興事件和中美貿易摩擦以來(lái)，集成電路的重要性逐漸為人們所認知，再加上著(zhù)名的“瓦森納協(xié)議”，作為集成電路產(chǎn)業(yè)的基石，半導體制造設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，美國的半導體設備是否就是不可替代的?

　　半導體設備市場(chǎng)美日荷爭霸，高度壟斷

　　半導體設備技術(shù)壁壘極高，龍頭公司起步較早，整個(gè)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(zhù)整個(gè)半導體產(chǎn)業(yè)一起成長(cháng)，相應產(chǎn)品也已經(jīng)成為事實(shí)上的行業(yè)標準，其他設備公司無(wú)論資金、技術(shù)、研發(fā)能力、市場(chǎng)地位等各個(gè)方面，都與排名靠前的國際巨頭差距較大。

　　根據Gartner、長(cháng)江證券研究所的數據，晶圓處理設備占整個(gè)半導體設備市場(chǎng)超過(guò) 80%的份額，而2016年晶圓處理設備廠(chǎng)商前 10 強的市場(chǎng)份額合計達 78.6%，美國占據 3 家并均進(jìn) 入前 5，日本 5 家，荷蘭 2 家。全球半導體設備市場(chǎng)，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備最強。

　　排名前 10 的公司中， 美國公司雖然數量上比日本公司少，但全部進(jìn)入了前 5 名，總營(yíng)收比日本公司高較多。全球半導體設備市場(chǎng)，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備最強。

　　美國半導體設備產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢

　　長(cháng)江證券研究所分析師指出，美國的 PVD 設備、檢測設備、離子注入設備和 CMP 設備等半導體制造的核心設備，技術(shù)領(lǐng)先，在市場(chǎng)上占據近乎壟斷地位，短期內難以被替代，且這幾類(lèi)設備擁有較大的價(jià)值占比，應重點(diǎn)發(fā)展。熱處理設備、CVD 設備、刻蝕設備和分選機美國公司也在市場(chǎng)和技術(shù)上領(lǐng)先，但其他國家尤其日本的技術(shù)實(shí)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。氧化擴散設備、涂膠顯影設備、去膠設備、光刻機、清洗設備、測試機和探針臺，其他國家或國產(chǎn)設備不輸于甚至優(yōu)于美國，或美國幾乎沒(méi)有相關(guān)產(chǎn)品，可以完全實(shí)現對美國的替代。

　　國產(chǎn)半導體設備目前也已具備一定的競爭力，例如Mattson的去膠設備、盛美半導體的清洗設備、中微半導體的介 質(zhì)刻蝕機和硅通孔設備、長(cháng)川科技的分選機、北京華峰和長(cháng)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(chǎng)上直接和國外設備開(kāi)展競爭，具有一定的競爭力，在國產(chǎn)替代進(jìn)程中，有望取得領(lǐng)先。

　　長(cháng)江證券研究所指出，對于美國半導體設備的可替代性，可分為三類(lèi)：較難替代、可部分替代、可完全替代。

　　替代的難易程度，其實(shí)也正是由美國公司的技術(shù)和相應產(chǎn)品在全球市場(chǎng)上的地位決定的。PVD、檢測、離子注入和 CMP 設備，美國公司技術(shù)領(lǐng)先，產(chǎn)品占據近乎壟斷的領(lǐng)先地位，其他國家的產(chǎn)品較難在短期內替代美國產(chǎn)品，因此應重點(diǎn)發(fā)展。而熱處理設備、CVD、刻蝕、分選機，其他國家的產(chǎn)品可實(shí)現一定程度上的替代，美國公司技術(shù)領(lǐng)先，但領(lǐng)先優(yōu)勢不明顯，市場(chǎng)存在競爭，如刻蝕設備 Lam 與東京電子存在競爭，CVD 設備應用材料與東京電子存在競爭。而氧化擴散設備、涂膠顯影、去膠、光刻機、清洗、測試機、探針臺等設備，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(méi)有相關(guān)產(chǎn)品，可實(shí)現對美國產(chǎn)品的完全替代。

　　缺少美國半導體設備，中國半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展放緩但不會(huì )停止

　　分析師認為，如果缺少美國半導體設備，會(huì )立即減緩中國晶圓廠(chǎng)建設進(jìn)度，尤其是 14/28nm 等先進(jìn)工藝的晶圓廠(chǎng)，在PVD、檢測、離子注入和 CMP 設備上短期內幾乎無(wú)設備可買(mǎi)。而刻蝕、CVD 設備等，如果晶圓廠(chǎng)建設之初采用了美國的設備方案，則需要重新選擇替代國設備或國產(chǎn)設備并進(jìn)行充分的驗證。

　　但這并不意味著(zhù)美國領(lǐng)先的半導體設備產(chǎn)品不能替代，而是需花較長(cháng)時(shí)間來(lái)重新設計方案并進(jìn)行充分的設備驗證、試錯。這個(gè)過(guò)程會(huì )拖慢中國晶圓廠(chǎng)建設的進(jìn)度，少則一年、多則兩三年。對半導體產(chǎn)業(yè)，時(shí)間很寶貴，慢兩三年即意味著(zhù)慢了一代工藝，對中國的半導體產(chǎn)業(yè)影響較大，尤其是目前全力追趕工藝的關(guān)鍵時(shí)期。目前，中國的半導體產(chǎn)業(yè)已經(jīng)落后國際先進(jìn)水平兩代以上，國際上 7nm 即將量產(chǎn)，而國內還正在研發(fā)14nm，28nm的良率依然無(wú)法很好控制。所以，對國際先進(jìn)工藝的追趕是一個(gè)長(cháng)期艱苦奮斗的過(guò)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(huì )造成一定影響，但并不會(huì )阻止我們發(fā)展半導體產(chǎn)業(yè)的決心。所以，這只會(huì )減緩中國半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，而不會(huì )使其停止。

　　國內部分在建晶圓產(chǎn)線(xiàn)中，8 英寸晶圓和 12 英寸晶圓的 28nm 以上工藝產(chǎn)線(xiàn)會(huì )受的影響較小，28nm 及以下工藝會(huì )受的影響較大。

　　中美貿易摩擦和中興事件背景下，未來(lái)國產(chǎn)半導體設備必將得到更多的支持和試錯機會(huì )，將加速發(fā)展。此外，目前國產(chǎn)半導體設備，仍然有約60-70%的零部件依賴(lài)于進(jìn)口，在未來(lái)，隨著(zhù)國產(chǎn)半導體設備的發(fā)展，零部件的國產(chǎn)化率也將逐步提高，實(shí)現真正的半導體設備國產(chǎn)化。