關(guān)于中國半導(dǎo)體卡脖子的源頭之一

追求中國電子信息產(chǎn)業(yè)的供應(yīng)鏈安全和完整的本土生態(tài)體系是一個(gè)循序漸進(jìn)的艱難歷程，最初層級是芯片的自主開發(fā)和生產(chǎn)，進(jìn)而衍生出對國產(chǎn)設(shè)備的需求。但事實(shí)表明，即使設(shè)備能國產(chǎn)也還不夠。美國制裁中國晶圓制造企業(yè)，部分中國設(shè)備廠商也不得不屈從于美國禁令，其根源還是在關(guān)鍵零部件上依賴美國。零部件相比于設(shè)備整機(jī)而言市場規(guī)模不大，但確實(shí)是典型的以小制大的卡脖子環(huán)節(jié)。

2020年，中國大陸晶圓線8吋和12吋前道設(shè)備零部件（parts）采購金額超過10億美元。如果排除三星、海力士、臺積電等境外廠商在中國大陸的產(chǎn)線，中國本土晶圓制造廠商（主要包括中芯國際、華虹集團(tuán)、華潤微電子、長江存儲等）采購金額（口徑統(tǒng)一為8吋和12吋前道設(shè)備零部件，后文同）約為4.3億美元。中國晶圓制造廠商采購的設(shè)備零部件主要有石英（Quartz）、射頻發(fā)生器（RF Generator）、各種泵（Pump）等，占零部件采購金額的比重達(dá)到或超過10%。此外，各種閥門（Valve）、吸盤（Chuck）、反應(yīng)腔噴淋頭（Shower Head）、邊緣環(huán)（Edge Ring）等零部件的采購占比也比較高。

2020年中國晶圓廠商采購的8-12吋晶圓設(shè)備零部件產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

前文所述主要的零部件中，國產(chǎn)化率超過10%的有Quartz成品、Shower head、Edge ring等少數(shù)幾類，其余的國產(chǎn)化程度都比較低，特別是Valve、Gauge、O-ring等幾乎完全依賴進(jìn)口。根據(jù)芯謀總結(jié)，國產(chǎn)化率低的零部件一般符合下面幾個(gè)特征中的一項(xiàng)或多項(xiàng)：

1、 比較復(fù)雜的電子和機(jī)械產(chǎn)品，開發(fā)技術(shù)難度較大，精度要求高。例如RF generator直接關(guān)系到腔體中的等離子體濃度和均勻度，是Etch、PECVD等重要機(jī)臺最關(guān)鍵的零部件之一，而國產(chǎn)RF generator主要的技術(shù)問題在于電源電壓和頻率等參數(shù)尚不夠穩(wěn)定，較AE等國外企業(yè)有一定差距。又例如Pump，雖然中國的沈陽科儀已成為國內(nèi)晶圓線干泵的主要供應(yīng)商之一，但半導(dǎo)體級的高真空度只有價(jià)格更高的cryopump和turbopump才能實(shí)現(xiàn)，這并非中國廠商所長。Gauge也是如此，中國儀表產(chǎn)業(yè)只能滿足一般真空測量的要求，達(dá)不到半導(dǎo)體工藝的高精度要求。

2、 對材料要求高。中國廠商強(qiáng)于機(jī)加工和成型，但材料產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱。Valve、Shower head、Ceramic等零部件，雖然中國廠商可以按照圖紙做成型，但往往無法解決材料和表面處理問題，因此發(fā)展受到基礎(chǔ)的制約。

3、 市場小、碎片化特征明顯。例如Gauge、MFC、O-ring等零部件，不僅對精度和材料的要求高，而且半導(dǎo)體級產(chǎn)品的市場規(guī)模很小，在中國市場即使算上外商采購也不過兩三千萬美元的金額。不僅市場規(guī)模小，有些產(chǎn)品還種類繁多，不同種類工作原理差異顯著，是一個(gè)呈現(xiàn)典型碎片化特征的市場，中國廠商的興趣和動(dòng)力也不足。

8-12吋晶圓設(shè)備部分零部件供應(yīng)商及自給率情況

要解決半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備零部件卡脖子問題，首先要國內(nèi)晶圓廠和設(shè)備廠同時(shí)高度重視，協(xié)同本土零部件廠商聯(lián)合攻關(guān)。本土晶圓線要敢于給國產(chǎn)設(shè)備和零部件驗(yàn)證機(jī)會，切實(shí)發(fā)揮大生產(chǎn)線組織協(xié)調(diào)的作用。設(shè)備原廠要發(fā)揮連接兩端的串聯(lián)作用，積極主動(dòng)推進(jìn)對國產(chǎn)零部件廠商的認(rèn)證并推薦給客戶。在晶圓廠和設(shè)備廠的大力支持下，要鼓勵(lì)機(jī)械、電子、化工等領(lǐng)域的設(shè)備零部件廠商積極拓展并做大半導(dǎo)體業(yè)務(wù)，基于自身技術(shù)基礎(chǔ)，開發(fā)更高端的產(chǎn)品滿足半導(dǎo)體設(shè)備所需。大部分零部件中國廠商都掌握基礎(chǔ)技術(shù)，只是暫時(shí)達(dá)不到半導(dǎo)體的標(biāo)準(zhǔn)，在有較強(qiáng)實(shí)力的客戶的帶動(dòng)下并非沒有機(jī)會。國產(chǎn)Quartz、RF generator、Shower head、Edge ring、MFC、Ceramic等零部件，都已在晶圓線上廣泛驗(yàn)證甚至是批量出貨，未來將進(jìn)一步站穩(wěn)市場，逐步擺脫對美依賴，只是時(shí)間各有長短而已。

其次，還是要重視海外企業(yè)和技術(shù)資源。即使是國際設(shè)備巨頭，為便捷服務(wù)大陸生產(chǎn)線客戶，也在推動(dòng)部分零部件的國產(chǎn)化。比較典型的案例：由于全球Quartz產(chǎn)能趨緊，國際設(shè)備巨頭先后通過了對菲利華、太平洋石英等國內(nèi)Quartz材料廠商的認(rèn)證，為其Quartz成品進(jìn)入國內(nèi)晶圓線打開通路。此外，神工半導(dǎo)體、靖江先鋒等廠商也都有多項(xiàng)產(chǎn)品通過國際設(shè)備巨頭的認(rèn)證。在疫情的影響下，國際設(shè)備巨頭構(gòu)建本土零部件供應(yīng)鏈以保障大陸客戶所需的積極性也大幅提升。相關(guān)部門在繼續(xù)支持國際設(shè)備巨頭在華發(fā)展的同時(shí)，應(yīng)對其提出協(xié)助構(gòu)建國產(chǎn)零部件供應(yīng)鏈的要求或期望，打造可控的半導(dǎo)體生產(chǎn)環(huán)節(jié)生態(tài)體系。一些日本和歐洲的零部件廠商，由于當(dāng)?shù)鼐A產(chǎn)能逐漸萎縮，對正在蓬勃發(fā)展的中國大陸市場興趣與日俱增，也為中國資本幫助其技術(shù)在華產(chǎn)業(yè)化提供了機(jī)會。

最后，針對一些市場規(guī)模過小確實(shí)沒有本土廠商愿意涉足的零部件，只能由某些受美國禁令損害最大的企業(yè)切實(shí)承擔(dān)起主體責(zé)任，在相關(guān)部門的支持下出資出團(tuán)隊(duì)自力更生，解決自身面臨的卡脖子威脅。對于不符合經(jīng)濟(jì)效益的領(lǐng)域，解決問題只能通過非市場的手段。此時(shí)求人不如求己，切勿抱有不切實(shí)際的幻想。

原文標(biāo)題：芯謀研報(bào)：中國半導(dǎo)體卡脖子的源頭之一——設(shè)備零部件

文章出處：【微信公眾號：芯謀研究】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

責(zé)任編輯：haq