半導(dǎo)體制造的關(guān)鍵設(shè)備基本為什么由美國、日本企業(yè)所壟斷？

據(jù)臺(tái)灣媒體報(bào)道，華為正試圖說服三星及臺(tái)積電，為其打造采用非美系設(shè)備的先進(jìn)工藝生產(chǎn)線。根據(jù)供應(yīng)鏈消息，兩大晶圓廠均收到這項(xiàng)請求，并正在積極規(guī)劃之中。

此前知名分析師陸行之表示，為了避免遭到美國獵殺，臺(tái)積電應(yīng)極力扶持非美系半導(dǎo)體材料與設(shè)備供應(yīng)商，來對(duì)非美系的客戶進(jìn)行服務(wù)。但臺(tái)積電方面似乎仍有許多困難和顧慮，遲遲未有動(dòng)手的消息，相反三星在這方面似乎比較積極。

日前據(jù)Technews報(bào)道稱，三星已與日本、歐洲相關(guān)廠商合作，搭建了一條采用非美系設(shè)備的7nm小型產(chǎn)線，正在進(jìn)行測試。但三星建立這條產(chǎn)線的原因或許不僅僅因?yàn)槿A為，市場解讀為，貿(mào)易禁令下各大Fabless廠都擔(dān)心成為下一個(gè)被美國制裁的對(duì)象，三星希望通過此舉積極爭取其他客戶青睞。

那真的有可能打造一條不帶美國設(shè)備玩的芯片生產(chǎn)線嗎？

“0美系設(shè)備”半導(dǎo)體產(chǎn)線，存在嗎？

根據(jù)SEMI的數(shù)據(jù)，目前全球前五大設(shè)備廠商由于起步較早，憑借資金、技術(shù)、客戶資源、品牌等方面的優(yōu)勢，占據(jù)了全球半導(dǎo)體設(shè)備市場65%的市場份額。其中美國應(yīng)用材料（AMAT）公司以17.72%市場份額排名第一，美國泛林集團(tuán)（Lam Research，又稱拉姆研究）以13.4%的市場份額排名第四，美國科磊（KLA-Tencor）以5.19%的份額排名第五，三家合計(jì)占了全球36.31%的市場份額。

數(shù)據(jù)來源：SEMI、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

在上述的國際一流公司中，ASML在光刻機(jī)設(shè)備方面形成寡頭壟斷。應(yīng)用材料、東京電子和泛林集團(tuán)是提供等離子體刻蝕和薄膜沉積等工藝設(shè)備的三強(qiáng)。科磊半導(dǎo)體是檢測設(shè)備的龍頭企業(yè)。

在將單晶硅片做成芯片的制造環(huán)節(jié)，又稱為前道工藝，大體要經(jīng)過氧化、涂膠、光刻、刻蝕、離子注入、物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積、拋光、晶圓檢測、清洗等環(huán)節(jié)。

后道工藝也稱封測，包括背面減薄、晶圓切割、貼片、引線鍵合、模塑、切筋/成型、終測。

數(shù)據(jù)來源：SEMI，各公司官網(wǎng)，平安證券研究所

我們主要看看前道各環(huán)節(jié)需要用到的主要設(shè)備，以及對(duì)應(yīng)設(shè)備供應(yīng)商有哪些（標(biāo)紅的是本土廠商，標(biāo)藍(lán)的是美國廠商）

氧化/RTP/激光退火：氧化爐應(yīng)用材料，日本日立，東京電子，英國Thermco，北方華創(chuàng)，屹唐半導(dǎo)體

涂膠：涂膠顯影設(shè)備東京電子，迪恩士，德國SUSS，奧地利EVG，沈陽芯源微

光刻：光刻機(jī)ASML，日本尼康，日本佳能，東京電子，應(yīng)用材料，泛林集團(tuán)，韓國SEMES，上海微電子

刻蝕：等離子體刻蝕機(jī)泛林集團(tuán)，維利安半導(dǎo)體，東京電子，應(yīng)用材料，日本日立，韓國JuSung，韓國TES，中微公司，北方華創(chuàng)

離子注入：離子注入機(jī)應(yīng)用材料，美國Axcelies，德國Ingun，美國QA，美國MicroXcat，韓國Leeno，凱世通，中科信，中電科電子裝備

物理氣相沉積：PVD設(shè)備應(yīng)用材料，日本Evatec，日本Ulvac，美國Vaportech，英國Teer，瑞士Platit，德國Cemecon，北方微電子，沈陽中科儀器，成都南光，中國電子科技集團(tuán)第48所，科睿設(shè)備

化學(xué)氣相沉積：CVD設(shè)備應(yīng)用材料，泛林集團(tuán)，美國GT，Soitec，美國ProtoFlex，法國Semco，ASML，東京電子，日本尼康，日本佳能，北方華創(chuàng)，沈陽拓荊

拋光：CMP設(shè)備應(yīng)用材料，美國Rtec，日本Evatec，華海清科，電科裝備45所，盛美半導(dǎo)體

晶圓檢測：電學(xué)檢測設(shè)備、質(zhì)量檢測設(shè)備泰瑞達(dá)，愛德萬，東京電子，科磊半導(dǎo)體，應(yīng)用材料，日本日立長川科技，華峰測控，上海中藝，上海睿勵(lì)，上海微電子，上海精測

多次清洗：清洗設(shè)備日本迪恩士，東京電子，泛林集團(tuán)，韓國SEMES，北方華創(chuàng)，盛美半導(dǎo)體，至純科技，捷佳偉創(chuàng)

芯片都不敢（想）賣，還敢給華為搭臺(tái)子？

由此可見，要搭建沒有美國設(shè)備的半導(dǎo)體產(chǎn)線理論上雖然可行，但在很多環(huán)節(jié)日系、歐系甚至國產(chǎn)設(shè)備并不是主力。備胎換主力，實(shí)際操作起來需要一個(gè)磨合測試的時(shí)間，最終產(chǎn)品線的良率可能也會(huì)因此受到影響，實(shí)為一步險(xiǎn)招。

半導(dǎo)體制造的關(guān)鍵設(shè)備基本由美國、日本企業(yè)所壟斷。中國半導(dǎo)體設(shè)備雖然具備了一定的基礎(chǔ)，也打進(jìn)了部分環(huán)節(jié)，但是技術(shù)實(shí)力與國外相比仍然存在較大的差距，尤其是在高端工藝芯片的制造環(huán)節(jié)，單晶爐、氧化爐、CVD設(shè)備、磁控濺射鍍膜設(shè)備、CMP設(shè)備、光刻機(jī)、涂布/顯影設(shè)備、ICP等離子體刻蝕系統(tǒng)、探針臺(tái)等設(shè)備市場幾乎被國外企業(yè)所占據(jù)。

建立客制化產(chǎn)線目前還是業(yè)界傳聞，并未得到官方證實(shí)，一同流傳出來的，還有外購芯片的消息。

昨日《電子工程專輯》也報(bào)道，華為正試圖采購聯(lián)發(fā)科和三星的手機(jī)處理器，預(yù)計(jì)下半年會(huì)正式提出供貨要求。

聯(lián)發(fā)科目前傳出內(nèi)部傾向仍以向美國申請核準(zhǔn)出口的方式來供貨，以避免在此敏感時(shí)刻成為箭靶。三星這邊，則有業(yè)內(nèi)人士分析指出，過去三星曾拒絕過華為采購Exynos處理器的要求，未來三星或許會(huì)再次拒絕華為訂單。

現(xiàn)成的芯片都不愿賣，三星又有什么理由專門為競爭對(duì)手華為打造一條芯片生產(chǎn)線呢？相比之下，臺(tái)積電只代工芯片制造，它沒有業(yè)務(wù)要與客戶去競爭。分析師指出，這一特點(diǎn)使得臺(tái)積電更受科技公司青睞。

但“不管三星還是臺(tái)積電，就算有能力打造非美系的芯片產(chǎn)線，此時(shí)也不敢躁進(jìn)承接華為旗下海思的訂單。” 國內(nèi)相關(guān)媒體援引半導(dǎo)體設(shè)備商分析表示。

華為的訂單，將改變芯片代工行業(yè)競爭格局

5月26日，《日經(jīng)亞洲評(píng)論》發(fā)表了一篇題為“隨著美國打擊華為，三星與臺(tái)積電競爭升溫”的文章稱，隨著美國商務(wù)部公布新規(guī)意圖打擊華為的芯片供應(yīng)鏈，芯片代工行業(yè)的局面被改變了。

臺(tái)積電日前宣布，將在美國開設(shè)一家新的工廠，從事5納米工藝的半導(dǎo)體晶圓的制造。該工廠計(jì)劃2021年開工，2024年投產(chǎn)，未來十年內(nèi)總支出將達(dá)到約120億美元。據(jù)臺(tái)積電稱，他們在臺(tái)灣的5納米投資已經(jīng)達(dá)到230億美元。

而與此同時(shí)，三星21日也宣布，將在首爾以南的平澤市開設(shè)新的生產(chǎn)線，從明年下半年開始大規(guī)模生產(chǎn)5納米芯片。此前，三星就曾計(jì)劃今年在韓國華城的生產(chǎn)線上率先開始生產(chǎn)這種芯片。

報(bào)道稱，這三星兩條生產(chǎn)線將使用目前最先進(jìn)的紫外線技術(shù)進(jìn)行芯片制造。消息人士表示，平澤的新生產(chǎn)線將投資約81億美元。三星還承諾到2030年在芯片及其代工業(yè)務(wù)上投入約1077億美元。

對(duì)于一直想挑落臺(tái)積電，自己做芯片代工老大的三星來說，“華為事件”是個(gè)機(jī)會(huì)。不過，三星首先需要解決客戶的擔(dān)憂：他們擔(dān)心三星在與臺(tái)積電成為競爭對(duì)手的同時(shí)，又過于依賴臺(tái)積電。

比如，臺(tái)積電過去都是與三星共享 iPhone 手機(jī)處理器代工訂單，但如今臺(tái)積電成了獨(dú)家供應(yīng)商。雖然蘋果依舊會(huì)向三星購買先進(jìn)面板和內(nèi)存，不過在關(guān)鍵的處理器方面卻會(huì)避免過度依賴三星，因?yàn)槿鞘謾C(jī)是iPhone最大的競爭對(duì)手之一。

又比如，華為可能會(huì)向三星提供芯片代工訂單，但華為又同時(shí)在智能手機(jī)和電信設(shè)備業(yè)務(wù)上與三星競爭。

聚芯資本資深半導(dǎo)體分析師 Eric Chen表示：“三星絕對(duì)是臺(tái)積電的強(qiáng)大競爭對(duì)手。然而，三星也是一個(gè)制造電子設(shè)備的龐大帝國。世界上沒有一家科技公司或芯片開發(fā)商會(huì)希望從對(duì)手那里購買關(guān)鍵芯片元器件，而這是三星必須面對(duì)的課題?！?/p>

在雙方競爭的芯片代工領(lǐng)域，據(jù)市場研究機(jī)構(gòu)集邦咨詢提供的數(shù)據(jù)，臺(tái)積電占有了全球芯片代工市場一半的份額，三星雖然緊隨其后，但只占據(jù)15%的份額。這兩家公司正在高科技芯片領(lǐng)域激烈競爭，因?yàn)樾酒叽缭叫?，其技術(shù)含量就越高，成本和難度也越高。臺(tái)積電在臺(tái)灣的生產(chǎn)基地即將投入5納米芯片的量產(chǎn)。

Eugene Investment & Securities 分析師 Lee Seung-woo認(rèn)為，三星如今最重要的問題是如何保持穩(wěn)定的客戶層。三星最好能謹(jǐn)慎制定中長期戰(zhàn)略，以便在擴(kuò)張高通、Nvidia 等現(xiàn)有客戶訂單的同時(shí)，也能重新奪回蘋果、Xilinx等過去的關(guān)鍵客戶。

中芯國際公告截圖

值得一提的是，在美國商務(wù)部宣布新規(guī)的同一天（5月15日），中芯國際宣布對(duì)中芯南方進(jìn)行新一輪增資擴(kuò)股。

中芯南方為12英寸圓晶廠，主要滿足中芯國際14納米及以下工藝的研發(fā)和量產(chǎn)。

光大證券分析指出，華為手機(jī)芯片能與蘋果、高通一較高下，離不開臺(tái)積電的先進(jìn)制程，如果臺(tái)積電未來真的不再給華為代工，華為芯片只能依賴中芯國際等廠商。一些分析指出，這也是內(nèi)地半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)觌y得的機(jī)遇。對(duì)于中芯國際這樣的半導(dǎo)體制造公司，及其他半導(dǎo)體設(shè)備公司來說，這是一個(gè)很好的機(jī)會(huì)。但也有媒體曝料稱，華為轉(zhuǎn)單中芯國際占用了后者絕大部分產(chǎn)能，導(dǎo)致國內(nèi)一些中小型IC設(shè)計(jì)企業(yè)訂單被延后。

這把雙刃劍如何舞好，也將是華為、中芯國際未來要面對(duì)的一個(gè)問題。
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