中美“芯片之爭”越來越激烈。美國泛化國家安全概念，濫用國家力量，以技術封鎖、列實體清單打壓中國企業、為投資設障等手段，封堵中國高新技術發展。

中國積極推進半導體的國產化來予以抗衡，但在國產化前進的路上，半導體制造設備已成為難以跨越的高墻。半導體設備企業正在被卷入激烈的“芯戰”漩渦。

半導體設備一直以來被譽為產業鏈皇冠上的明珠。這還不夠形象，因為明珠拆掉，皇冠還是皇冠，設備去掉，芯片就出不來了。

芯片制造和芯片封測過程非常復雜，加工工序達到上千道，必須要靠設備才能完成。可以說，沒有設備，芯片就只能停留在設計圖紙上。 半導體設備又可以分為測試設備和晶圓加工設備，在半導體設備市場中，晶圓加工設備是大頭，市場價值占比為81%，測試設備市場價值僅占19%。半導體設備價格高昂，在新建晶圓廠支出中比例中就能達到65%，剩余的百分之35%中，廠房建設占20%，組裝封裝設備占5%，測試設備占7%，其他占3%。

以一條12寸晶圓生產線為例，月產5萬片，至少要投資30-50億美元，需要配套 50臺光刻機，10臺離子注入機，40臺蝕刻機，30臺薄膜沉積設備等，各類設備合計臺數超過500個。

全球最大半導體設備市場：中國

中國半導體設備市場占據全球半導體設備市場一半的份額。

據SEMI全球半導體設備市場統計報告，2020年全球半導體設備銷售額達712億美元，同比增長19%，中國大陸首次成為全球最大的半導體設備市場，銷售額達187.2億美元，同比大增39％，中國臺灣排名第二，銷售額為171.5億美元。 單位：billion.

買得多不代表賣得多。中國雖是全球最大的設備市場，但中國大陸本土企業半導體設備銷售額不高。 中國電子專業設備工業協會對中國大陸47家主要半導體設備制造商的統計結果顯示，2019年半導體設備銷售收入161.82億元，預計2020年國產半導體設備銷售收入將達到213億元左右，市場占有率將達到20%左右，但由于統計數據中包括了100 元左右的太陽能電池片設備和20 億元左右的LED 設備，剩下的90億元才是集成電路設備的銷售額。 而SEMI統計的數據項目則是集成電路和分立器件的制造和封裝設備等。 也就是說，國產半導體設備在大陸市場的份額還不足10%，國內絕大部分的半導體設備靠進口。

海外寡頭壟斷

半導體設備行業是一個費錢、技術要求高的行業。高資本高技術壁壘的行業屬性使得半導體設備行業呈現出寡頭壟斷的局面。

據VLSI Reserch 機構2019年發布的數據，全球近80%的半導體設備市場份額被十大設備生產商瓜分。不得不提的是，這些設備制造廠商幾乎都是來自日美歐韓等地區，無一家來自中國。

在光刻機領域中，全球光刻機市場幾乎被ASML、Canon和Nikon三家供應商包了。全球最先進的EUV光刻機由ASML公司生產，工藝制程達到了5nm甚至更低的工藝。 國內光刻機唯一實現量產的制造商上海微電子，目前與ASML差距巨大，所生產的光刻機，性能最好的工藝也才達到90nm的制程。但最近上海微電子在光刻機上取得了突破性的進步，據界面新聞報道，上海微電子將在2021-2022年交付第一臺28nm工藝的沉浸式光刻機，一舉從90nm工藝飛躍式跳到了28nm工藝。光刻機實現國產替代未來可期。

刻蝕設備領域常見的身影是海外三家巨頭：泛林半導體、TEL、應用材料。這三家憑借著資本技術的實力，包攬了全球90%刻蝕設備市場份額，泛林半導體一家就占領了全球刻蝕設備50%的市場。 近年來，中國刻蝕設備生產商中微半導體和北方華創等，正在發力攻克更高階制程的刻蝕工藝。國內刻蝕設備領先企業中微半導體在介質刻蝕設備已經實現了65-5nm的刻蝕工藝。

TEL和應用材料這兩家設備巨頭，在薄膜沉積設備領域實力也不容小覷。 薄膜沉積設備分為ALD、PVD和CVD三個細分領域。在ALD設備市場中，龍頭企業TEL和ASM分別占據了31%和29%的全球市場份額；PVD廠商僅應用材料一家就占了85%的比重，稱霸市場，處于絕對龍頭位置。CVD三大廠商中，應用材料全球占比30%左右，泛林半導體占比大約是21%，TEL占比為19%，三家全球占比共計70%。 在國內，薄膜沉積設備龍頭北方華創產線覆蓋最全，包括ALE、PVD、CVD三類；而沈陽拓荊則集中精力攻克CVD和ALD。這兩家企業目前儲備技術達到了8/14nm節點。

清洗設備市場幾乎被五家巨頭Screen、TEL、Lam Research、SEMES和拉姆研究壟斷，根據Gartner數據顯示，2018年全球排名前四的企業合計占據約98%的市場份額。

相比之下，中國能制造生產清洗設備的企業市場份額少之又少，主要的廠商有盛美股份、北方華創、芯源微及至純科技，其中盛美股份在國產清洗設備供應商中排名最靠前，在芯片和集成電路制造廠商長江存儲、華虹無錫、上海華力二期項目累計采購的200多臺清洗設備中，盛美股份以20.5%的中標份額超越了LAM、TEL以及北方華創的中標份額。不止是銷售業績好看，盛美股份清洗設備技術也走在國產清洗設備行業前列。

國外龍頭企業壟斷，封裝設備也不例外，國產化程度尚不高。從企業競爭格局來看，目前全球半導體測試設備產業主要呈現美商Teradyne、日商Advantest、TEL等國際企業壟斷的局面。

根據VLSI數據，半導體設備中封裝設備約占7%，從SEMI全球半導體設備市場統計數據來計算，估計2020年全球半導體封裝設備銷售額達50億美元左右，而中國大陸半導體封測設備規模約為13.1億元。

落后的根源

大者恒大，半導體設備全球市場基本被國外龍頭壟斷，國產設備商正在奮起追趕，但是，能不能追趕得上，什么時候追趕得上，這些又成為了國人最關心的問題。想要得到答案，窺得其中的未來，就要知己知彼，才能百戰不殆。 一、資金投入有限，人才短缺

前面說到半導體設備產業是資本技術密集型。沒有雄厚的研發資金投入，沒有大量的高技術人才，就難以實現產品的迭代更新。

近年來，國內設備企業雖取得了很大的進步，實現了從0到1的突破，但從整個設備行業來看，研發投入的資金還相對較低，研發投入難以實現規模效應。隨著摩爾定律的演進，設備研發投入的資金也要跟上，國外龍頭企業資本雄厚，優勢盡占。

另外，在技術人才上，也存在各種問題。《中國集成電路產業人才白皮書（2019—2020年版）》指出，我國集成電路產業存在的問題：

1、我國領軍和高端人才緊缺，對人才吸引力不足；2、我國人才培養師資和實訓條件支撐不足，產教融合有待增強；3、我國集成電路企業間挖角現象普遍，導致人才流動頻繁；4、我國對智力資本的重視程度不足，科研人員活力有待激發。 二、產業鏈配套不完善

在半導體設備行業中，企業制造地分散，出貨量上不足形成規模效應，對零部件的拉動力度小時間短，整體的產業配套能力薄弱，設備生產效率難以提高，導致制造成本偏高，難達到廠商預期。高成本低收益又進一步阻礙了產業的良性發展，形成了閉合的惡性循環回路。 三、國外技術封鎖，限制出口

以美國為首的歐美日韓聯盟，為保持其在半導體領先的地位，限制中國在半導體領域的崛起，正在設法阻止中國半導體的發展，在半導體設備、材料、高端設計和先進工藝等領域設限。

以中芯國際為例，去年美國就將其列入實體清單，限制其購買美國廠商的設備和技術，由于芯片缺貨潮的影響，美國給中芯國際的限制開了一個口，但對用于10nm及以下技術節點（包括EUV極紫外光刻技術）的產品或技術仍然是嚴格限制。

技術設備材料等限制，嚴重“卡脖子”了。從目前中美形勢來看，這種限制將繼續存在，對中國半導體發展影響深遠。 四、上下游產業鏈的緊密度難破

產業鏈上下游的合作關系緊密，表現在晶圓制造廠不輕易更換設備廠商。一方面是因為購買的設備很貴，對于嶄露頭角的新技術設備不經過認證不會輕易使用，這造成的良率下降和工藝失效帶來的損失遠高于換設備省下來的錢。另一方面是，晶圓廠不僅要承擔晶圓原材料損失的成本，還要面臨著后續交期耽誤所帶來的高額賠償等損失。

因此，國產替代新設備就難以大面積推開，龍頭企業地位反而得到進一步鞏固。

如何跨越高墻？

半導體設備產業鏈的問題突出，新晉企業想要打破龍頭企業的壟斷格局，有行業人士提出，要滿足三個基本條件：

1. 首先要實現高難度的技術突破；2. 實現突破的情況下盡力節省研發支出；3. 最重要的是獲得晶圓廠客戶的大膽使用和客戶驗證。 但這三個條件還不夠具體。技術的突破也就是人才的突破，2020年以來，中國正加鞭快馬在籌備和建設集成電路相關學院，為半導體產業源源不斷輸送人才。

例如2020年10月，南京江北新區聯合企業、高校等共同成立了南京集成電路大學，這是國內首個“芯片大學”以面向產業人才為定位，解決當前集成電路人才培養難點，促進地方產業發展。

今年4月22日，清華大學宣布成立集成電路學院，瞄準集成電路“卡”脖子難題，培養國家急需人才。

兩家學院相繼成立，表明了國家對集成電路行業的重視和解決半導體中“卡脖子”難題的決心。 筆者認為，研發開支的節省難以為半導體設備行業注入活力。

技術的研發本身就要大筆大筆的資金投入，想著怎么省錢，不如想著怎么來錢。這里說的來錢是指企業通過引進投資等方式補足產業的研發和規模的擴大，規模擴大實現高利潤收入，進而推動企業高比例的研發投入。

但是，資本市場是自由和逐利的，在投資高、風險大、收益冒險的半導體設備市場中，要獲得足夠的研發資金也不容易。

因此，國家大基金的重要程度不言而喻，不僅給企業一顆定心丸，不會隨便撤資或資本不持續，也能集中資本力量辦大事，按照規劃來解決“卡脖子”領域。 最后，就是客戶能否大膽使用和客戶驗證的問題了。部分國內龍頭設備廠商已有穩定的客戶群體，基本上能實現客戶驗證這個步驟，但一些缺乏忠實用戶的小企業來說，恐怕是難以獲得客戶的試用，生存空間極小，因此在這條荊棘布滿的路上，上中下游的互相支持顯得格外重要，進一步來說，這對企業都是雙贏的選擇。

原文標題：擁有全球最大市場 ！中國如何跨越半導體設備“高墻”？

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責任編輯：haq