二手半導(dǎo)體設(shè)備的緣起

近日，日經(jīng)亞洲的一則爆料把二手半導(dǎo)體設(shè)備推上風(fēng)口浪尖。美國(guó)聯(lián)合日荷對(duì)中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備出口管制，迫使中國(guó)半導(dǎo)體制造商加緊搶購(gòu)二手芯片制造設(shè)備，這主要是因?yàn)橛幸恍├弦淮鷻C(jī)器不受美國(guó)對(duì)中國(guó)制裁的限制。那么，在美國(guó)禁令日益嚴(yán)峻之下，二手設(shè)備能否成為中國(guó)半導(dǎo)體的救星呢？

思考這個(gè)問(wèn)題之前，讓我們先來(lái)了解下二手半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)的前世今生，以及其目前的一些真實(shí)情況。對(duì)此，我們也有幸采訪到了全球排名第一位的二手半導(dǎo)體設(shè)備商盈球半導(dǎo)體科技（上海）有限公司的總經(jīng)理陳真，他為我們帶來(lái)了一些二手半導(dǎo)體設(shè)備界的真實(shí)情況。

二手半導(dǎo)體設(shè)備的緣起

二手半導(dǎo)體設(shè)備也不是這幾年才興起的產(chǎn)物，“其實(shí)我沒(méi)離開(kāi)過(guò)江湖，我只是長(zhǎng)期在江湖底下潛水?！蔽矣X(jué)得這可以作為二手半導(dǎo)體設(shè)備的真實(shí)寫(xiě)照。十多年來(lái)，二手半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)一直是IC制造供應(yīng)鏈的重要組成部分。

半導(dǎo)體產(chǎn)品尺寸轉(zhuǎn)型行業(yè)有一句話：一代設(shè)備，一代工藝，一代產(chǎn)品。硅單晶的直徑在增加，從2英寸，到3英寸，4英寸，5英寸，6英寸，8英寸，現(xiàn)在它已經(jīng)進(jìn)入了12英寸的時(shí)代。這樣就可以把非主流的或者棄用的半導(dǎo)體設(shè)備推向二手設(shè)備市場(chǎng)。

據(jù)陳真告訴半導(dǎo)體行業(yè)觀察，大約90年代末2000年初，半導(dǎo)體二手設(shè)備市場(chǎng)開(kāi)始逐步建立。當(dāng)時(shí)全球各地的信息傳遞速度較慢，透明度較低，因此部分總部位于半導(dǎo)體發(fā)達(dá)國(guó)家及地區(qū)的資產(chǎn)處置公司經(jīng)常可以先人一步代理或者買(mǎi)下舊設(shè)備，再向技術(shù)落后的國(guó)家和地區(qū)出售。其實(shí)，歸根結(jié)底，二手設(shè)備市場(chǎng)形成的契機(jī)主要還是工廠與工廠，國(guó)家與國(guó)家之間的制造技術(shù)代差造成的。

一個(gè)比較典型的案例，大約十年前，當(dāng)時(shí)以德州儀器為首的芯片制造商開(kāi)始從8英寸（200mm）晶圓廠遷移到12英寸（300mm）晶圓廠，2009年末，德州儀器宣布以1.725億美元的價(jià)格從破產(chǎn)的DRAM制造商奇夢(mèng)達(dá)公司那里購(gòu)買(mǎi)了12英寸的制造設(shè)備，并將其轉(zhuǎn)移到德克薩斯州現(xiàn)有的“RFAB”工廠中，以大規(guī)模制造模擬IC。

據(jù)悉，2011年左右有過(guò)一陣短暫的8英寸關(guān)廠潮，大量8英寸 fab關(guān)廠，這就導(dǎo)致當(dāng)時(shí)大量使用的200毫米晶圓設(shè)備涌入公開(kāi)市場(chǎng)。隨著設(shè)備公司倒閉或被收購(gòu)，某些類型的設(shè)備不再得到使用，然而這些機(jī)器仍然存在。

一些制造商將舊機(jī)器的復(fù)興視為商機(jī)。據(jù)了解，現(xiàn)在全球已有數(shù)以百計(jì)的企業(yè)涉足半導(dǎo)體二手設(shè)備業(yè)務(wù)，這其中包括國(guó)際著名資產(chǎn)處置公司，貿(mào)易商，網(wǎng)上交易平臺(tái)，翻新公司，技術(shù)服務(wù)公司，零備件制造公司等。而這些企業(yè)主要都集中在半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家與地區(qū)比如美韓中日以及臺(tái)灣地區(qū)等。

為什么要采購(gòu)二手半導(dǎo)體設(shè)備？

事實(shí)上，這些年來(lái)幾乎所有的芯片制造商都購(gòu)買(mǎi)過(guò)二手設(shè)備。根據(jù)智研咨詢發(fā)布的資料顯示，以中國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)為例，除了中芯國(guó)際，華虹在起步階段購(gòu)買(mǎi)不少新設(shè)備之外，其余的大部分廠都是以二手設(shè)備為主。

2020年9月，半導(dǎo)體材料廠商蘇州晶瑞化學(xué)股份發(fā)表公告，稱公司將以1102.5萬(wàn)美元的價(jià)格，從韓國(guó)存儲(chǔ)芯片制造商SK海力士手上買(mǎi)進(jìn)二手ASML 1900型號(hào)的浸沒(méi)式光刻機(jī)，旨在建設(shè)高端光刻膠研發(fā)項(xiàng)目。而這款光刻機(jī)早在2007年7月就開(kāi)始量產(chǎn)發(fā)貨，可以將芯片量產(chǎn)制造能力擴(kuò)展到36.5nm節(jié)點(diǎn)。

和艦在建造第一條生產(chǎn)線時(shí)除了光刻機(jī)從尼康購(gòu)買(mǎi)有限幾臺(tái)之外，其余設(shè)備包括CMP、刻蝕及測(cè)量設(shè)備大部分從美國(guó)LSILogic購(gòu)買(mǎi)。臺(tái)積電松江廠也是首先從臺(tái)灣轉(zhuǎn)移舊設(shè)備至大陸，然后適當(dāng)補(bǔ)充部分設(shè)備，包括新及舊設(shè)備。

由于《瓦森納協(xié)定》的影響以及美國(guó)的制裁，中國(guó)采購(gòu)新半導(dǎo)體設(shè)備的難度頗高，目前國(guó)內(nèi)部分半導(dǎo)體設(shè)備干法去膠機(jī)的采購(gòu)均來(lái)自二手設(shè)備市場(chǎng)。

除了無(wú)奈之舉，從產(chǎn)品自身來(lái)看，二手半導(dǎo)體設(shè)備也有其內(nèi)在的優(yōu)勢(shì)。據(jù)業(yè)內(nèi)從業(yè)人士透露，首先，二手設(shè)備具備有明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，通常為全新設(shè)備價(jià)格的70%以下。而我們知道半導(dǎo)體制造是資金密集型行業(yè)，降低設(shè)備成本是保證利潤(rùn)的重要因素。其次，有相當(dāng)多的芯片產(chǎn)品需要使用成熟工藝來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)，最先進(jìn)的工藝設(shè)備反而無(wú)法適用。而設(shè)備原廠往往將產(chǎn)能集中在先進(jìn)的工藝設(shè)備制造上，無(wú)法滿足成熟工藝的設(shè)備產(chǎn)能需求。

但劣勢(shì)是，二手設(shè)備廠商的部分業(yè)務(wù)有可能會(huì)由于知識(shí)產(chǎn)權(quán)限制而無(wú)法開(kāi)展。

目前國(guó)內(nèi)采購(gòu)二手設(shè)備的渠道主要來(lái)自日本，韓國(guó)，美國(guó)，臺(tái)灣地區(qū)，東南亞以及歐洲等地。在這些二手半導(dǎo)體設(shè)備中，如光刻機(jī)，涂膠顯影機(jī)，部分量測(cè)設(shè)備，刻蝕設(shè)備，離子注入設(shè)備都比較搶手。

緊俏的8英寸和6英寸二手設(shè)備

“當(dāng)前市面上的8英寸設(shè)備極度缺乏，甚至連6英寸設(shè)備的缺口也較大，通用型、兼容性越好的設(shè)備則越受追捧”陳真告訴半導(dǎo)體行業(yè)觀察。

Lam Research一名執(zhí)行董事David Haynes表示，8英寸的設(shè)備需求原本大多來(lái)自中國(guó)，因中國(guó)努力建構(gòu)國(guó)內(nèi)芯片制造產(chǎn)業(yè)。但他說(shuō)如今世界各地的客戶都打算買(mǎi)進(jìn)或升級(jí)舊有設(shè)備。

常理來(lái)說(shuō)，晶圓面積越大，所能生產(chǎn)的芯片就越多，即降低成本又提高良率。但相比于12英寸晶圓，8 英寸固定成本低、達(dá)到成本效益生產(chǎn)量要求較低、技術(shù)成熟等特點(diǎn)被應(yīng)用于功率器件、MEMS、電源管理芯片等特色工藝芯片的制作，因?yàn)?英寸設(shè)備還在廣泛用于開(kāi)發(fā)成熟的設(shè)備。而令人驚訝的是，預(yù)計(jì)8英寸晶圓廠至少可以維持到2030年左右。

以2013年為例，當(dāng)時(shí)全球半導(dǎo)體二手設(shè)備市場(chǎng)占整個(gè)設(shè)備市場(chǎng)的比例約為6%左右。具體從二手設(shè)備的構(gòu)成來(lái)看，8英寸晶圓廠是二手設(shè)備需求的主要來(lái)源，8英寸晶圓廠占整個(gè)二手設(shè)備采購(gòu)比例約為53%，該數(shù)值在2014年達(dá)到81%。“目前可以提供的8寸設(shè)備中，二手的占比估計(jì)在7成左右。”陳真指出。

二手設(shè)備是8英寸晶圓廠設(shè)備投資中的主力 數(shù)據(jù)來(lái)源：SEMI

現(xiàn)在困擾全球的汽車(chē)芯片，很多也是使用老式的設(shè)備。美國(guó)汽車(chē)芯片制造商Polar Semiconductor就要使用8英寸設(shè)備來(lái)制造芯片。在眾多汽車(chē)芯片中，有些芯片，比如信息娛樂(lè)系統(tǒng)中的芯片，是由生產(chǎn)智能手機(jī)芯片的尖端芯片廠來(lái)生產(chǎn)的。但用于制動(dòng)和引擎系統(tǒng)的其他一些芯片，則采用較老式的、經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的技術(shù)來(lái)生產(chǎn)，以滿足汽車(chē)制造商對(duì)耐久性和可靠性的要求。

那為何市面上8英寸設(shè)備如此緊缺？陳真解釋到，這主要因?yàn)閲?guó)際大廠停產(chǎn)8英寸設(shè)備已多年，而且自2019年初，在格芯宣布退出先進(jìn)工藝競(jìng)爭(zhēng)之后，幾乎就沒(méi)有8英寸工廠正常出售了。就拿韓國(guó)的Magnachip被SKHynix整體收購(gòu)來(lái)說(shuō)，沒(méi)有經(jīng)過(guò)公開(kāi)競(jìng)價(jià)的過(guò)程，而格芯的新加坡F3E工廠當(dāng)時(shí)是請(qǐng)了多家潛在買(mǎi)家進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估出價(jià)的過(guò)程。

而6英寸設(shè)備則被廣泛應(yīng)用于MOSFET、IGBT、MCU、PMIC、CIS以及一些化合物半導(dǎo)體中。尤其是化合物半導(dǎo)體，如今國(guó)內(nèi)外大廠無(wú)不紛紛抓住第三代半導(dǎo)體這個(gè)風(fēng)口，紛紛擴(kuò)產(chǎn)。國(guó)外的Cree、ST、羅姆、英飛凌等正在搶占SiC晶圓市場(chǎng)份額；國(guó)內(nèi)諸如三安光電、露笑科技、科友半導(dǎo)體、新微半導(dǎo)體等數(shù)家廠商化合物半導(dǎo)體項(xiàng)目紛紛上馬，而且規(guī)模較大。這些都加劇了對(duì)6英寸設(shè)備的需求。

陳真是這么描述6英寸設(shè)備緊俏度的：“基本到了看一眼就知道肯定不夠的程度，或者簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)，賣(mài)方市場(chǎng)一條8英寸的生產(chǎn)線都沒(méi)有計(jì)劃賣(mài)出來(lái)，買(mǎi)方市場(chǎng)的項(xiàng)目就能有10幾20個(gè)”。

供需的不平衡勢(shì)必導(dǎo)致價(jià)格不同程度的上漲。陳真從這幾年的實(shí)際從業(yè)經(jīng)驗(yàn)中談到，目前6英寸及8英寸二手設(shè)備近幾年價(jià)格呈現(xiàn)持續(xù)上漲的趨勢(shì)，每年上漲幅度可達(dá)30%。12英寸設(shè)備在市場(chǎng)需求的驅(qū)使下，近兩年價(jià)格也開(kāi)始逐漸攀升。

對(duì)8英寸的需求令整個(gè)行業(yè)感到意外，迫使芯片制造商和fab設(shè)備供應(yīng)商更加重視該技術(shù)，部分設(shè)備制造商把這視為不可多得的復(fù)蘇商機(jī)。半導(dǎo)體設(shè)備大廠如應(yīng)用材料及Lam Research等依然有所謂的新設(shè)備出售，其中比較多的為官方翻新設(shè)備?！岸覔?jù)部分終端客戶的反饋，他們收到的8英寸設(shè)備，的確全新程度越來(lái)越高，側(cè)面說(shuō)明這些廠家有限度的在重啟8英寸設(shè)備生產(chǎn)?！标愓嫱嘎?。日本光學(xué)大廠佳能才剛舉辦9 年來(lái)首次用于8 英寸晶圓曝光設(shè)備的產(chǎn)品發(fā)表會(huì)。

面對(duì)如此大的8英寸設(shè)備缺口，而8英寸設(shè)備又遍地難尋的情況下，該如何解決？陳真告訴我們，目前主要有三大途徑解決：一是高價(jià)搶購(gòu)現(xiàn)有市場(chǎng)上還在流通的單機(jī)，比如尼康i線光刻機(jī)，這種設(shè)備近半年漲幅達(dá)到50%；二是使用12英寸設(shè)備改造，部分12英寸量測(cè)設(shè)備，經(jīng)過(guò)一定改造可以使用在8英寸甚至更小尺寸晶圓上，或者將6英寸設(shè)備改造成8英寸；三是采取國(guó)產(chǎn)替代。

說(shuō)到國(guó)產(chǎn)替代，目前我國(guó)的設(shè)備公司也開(kāi)始逐漸打入供應(yīng)鏈，中微公司、北方華創(chuàng)等廠商的刻蝕設(shè)備、成膜設(shè)備已進(jìn)入中芯國(guó)際供應(yīng)鏈，至純科技、芯源微等也實(shí)現(xiàn)了清洗機(jī)等設(shè)備的穩(wěn)定供貨。

“小窺”二手設(shè)備廠商們

在二手設(shè)備市場(chǎng)中，我們也搜集到了一些國(guó)內(nèi)外相對(duì)知名的二手半導(dǎo)體設(shè)備廠商。下面讓我們小小窺探下他們都在賣(mài)什么樣的二手設(shè)備？

SurplusGLOBAL（盈球半導(dǎo)體科技）成立于2000年，是全球排名第一位的二手半導(dǎo)體設(shè)備商并且擁有數(shù)量最多的設(shè)備庫(kù)存，擁有超過(guò)1，000臺(tái)以上二手半導(dǎo)體設(shè)備包括從曝光機(jī)臺(tái)到測(cè)試機(jī)臺(tái)，公司每年買(mǎi)賣(mài)超過(guò)1500臺(tái)的二手半導(dǎo)體設(shè)備，LED設(shè)備，Display設(shè)備和太陽(yáng)能光伏設(shè)備，至今已出售了20000多臺(tái)設(shè)備。經(jīng)過(guò)驗(yàn)證過(guò)的案例，他們已為其國(guó)內(nèi)外客戶在投資上節(jié)省了30%的成本。同時(shí)，他們也是全球購(gòu)買(mǎi)二手半導(dǎo)體設(shè)備最大的廠商之一，每年購(gòu)買(mǎi)的二手設(shè)備超過(guò)1億美元。

從公司官網(wǎng)我們了解到，SurplusGLOBAL的設(shè)備種類豐富，有來(lái)自十幾家國(guó)際知名半導(dǎo)體設(shè)備廠商的多種設(shè)備，例如ASML、應(yīng)用材料、泛林、佳能、愛(ài)德萬(wàn)測(cè)試以及ASM等國(guó)際半導(dǎo)體設(shè)備廠商，SurplusGLOBAL銷(xiāo)售的設(shè)備主要有光刻機(jī)、PVD、CVD、離子注入以及ATE、RTP等。

荷蘭廠商solutions-on-silicon（簡(jiǎn)稱SoS）也是較早的二手設(shè)備廠商，他們從2004年就開(kāi)始做二手設(shè)備，主要涉及半導(dǎo)體/MEMS行業(yè)中的設(shè)備、消耗品及備件等。據(jù)他們的公開(kāi)信息，早前SoS從他們客戶中了解到，OEM不再能夠像以前那樣支持小于12英寸晶圓廠，OEM廠商的支持水平正在不斷下降，這樣導(dǎo)致的結(jié)果就是，客戶對(duì)現(xiàn)有工具集的專業(yè)支持需求與有限的資源之間已經(jīng)出現(xiàn)了差距。他們便抓住了這個(gè)空缺，SoS將自己定位為OEM支持的有效替代方案。

在SoS的官網(wǎng)中，我們也發(fā)現(xiàn)了不少國(guó)際設(shè)備大廠的二手半導(dǎo)體設(shè)備，這其中不乏有ASM、KLA、應(yīng)用材料以及Lam Research等的身影。

再來(lái)看看國(guó)內(nèi)的情況，據(jù)陳真透露，國(guó)內(nèi)比較成規(guī)模的二手設(shè)備企業(yè)大約有20家左右，每年銷(xiāo)售額從數(shù)千萬(wàn)到數(shù)億人民幣不等，基本已經(jīng)覆蓋了所有主流的生產(chǎn)設(shè)備，每家公司都會(huì)專注于某幾個(gè)特定工序上的設(shè)備。

2020年6月，國(guó)家大基金旗下上海聚源聚芯集成電路產(chǎn)業(yè)股權(quán)投資基金中心（有限合伙）新增一家二手半導(dǎo)體設(shè)備有限公司。該公司主要從事二手半導(dǎo)體設(shè)備及配件的翻新、改造、安裝、維護(hù)及銷(xiāo)售；半導(dǎo)體設(shè)備的開(kāi)發(fā)，生產(chǎn)及銷(xiāo)售。目前該公司的二手半導(dǎo)體設(shè)備主要有CVD、PVD、爐設(shè)備、測(cè)試設(shè)備、蝕刻設(shè)備以及清洗設(shè)備等。新設(shè)備方面，公司表示，正通過(guò)技術(shù)授權(quán)在中國(guó)本土制造國(guó)外OEM設(shè)備，并建立研發(fā)中心，研發(fā)制造國(guó)產(chǎn)品牌設(shè)備。

購(gòu)買(mǎi)二手設(shè)備，能否繞過(guò)美國(guó)禁令？

據(jù)估計(jì)，二手設(shè)備業(yè)務(wù)約占整個(gè)晶圓廠設(shè)備（WFE）市場(chǎng)的10%。2017年，世界二手設(shè)備市場(chǎng)總額超過(guò)500億美元，而世界二手設(shè)備市場(chǎng)80%的支出是由亞洲制造商完成的。

在全球的二手半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)中，根據(jù)行業(yè)協(xié)會(huì)SEMI去年12月的報(bào)告，中國(guó)已成為2020年此類設(shè)備的最大市場(chǎng)，2020年有137億美元的半導(dǎo)體設(shè)備從海外進(jìn)口，比前一年增長(zhǎng)了30％以上。彭博對(duì)官方貿(mào)易數(shù)據(jù)的分析顯示，中國(guó)企業(yè)從日本，韓國(guó)，臺(tái)灣和其他地區(qū)購(gòu)買(mǎi)了近320億美元的設(shè)備，用于生產(chǎn)計(jì)算機(jī)芯片，比2019年增長(zhǎng)了20％。

為限制中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，美國(guó)國(guó)家安全委員會(huì)建議聯(lián)合日、荷實(shí)施設(shè)備出口禁令。據(jù)路透社報(bào)道稱，由前Google主席埃里克·施密特（Eric Sc hmidt）領(lǐng)導(dǎo)的美國(guó)國(guó)家安全人工智能委員會(huì)（NSCAI）建議，應(yīng)限制中國(guó)購(gòu)買(mǎi)先進(jìn)制程芯片所需的制造設(shè)備。

當(dāng)下雖然如中芯國(guó)際取得了美國(guó)的許可，據(jù)路透的報(bào)道，美供應(yīng)商申請(qǐng)向中芯國(guó)際出口芯片設(shè)備的審批速度還是很緩慢。

據(jù)日本《日經(jīng)亞洲評(píng)論》報(bào)道，中國(guó)正在囤積二手芯片制造設(shè)備以抵御美國(guó)壓力，甚至即使暫時(shí)用不到的也在囤買(mǎi)，而且推動(dòng)了日本二級(jí)市場(chǎng)的設(shè)備價(jià)格大幅上漲。

那么，通過(guò)購(gòu)買(mǎi)二手設(shè)備，能否繞過(guò)美國(guó)禁令呢？尤其是我國(guó)能否買(mǎi)到先進(jìn)的光刻機(jī)（類似浸沒(méi)式）？關(guān)于這點(diǎn)，陳真也做了很客觀的解釋，他說(shuō)：“我國(guó)用戶在合規(guī)情況下是完全可以購(gòu)買(mǎi)到全新或者二手的浸沒(méi)式光刻機(jī)的。但需要注意的是，即便是二手設(shè)備貿(mào)易，大部分二手設(shè)備企業(yè)也依然會(huì)遵循合規(guī)要求，不會(huì)將受限制的設(shè)備出售給實(shí)體名單上的用戶。事實(shí)上一些大的中間商目前還是避免直接向中芯出口原產(chǎn)地為美國(guó)的二手設(shè)備。”

結(jié)語(yǔ)

在十?dāng)?shù)年來(lái)，半導(dǎo)體二手設(shè)備都為半導(dǎo)體的生產(chǎn)做出了巨大的貢獻(xiàn)，在如今這個(gè)檔口，對(duì)國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體而言，二手半導(dǎo)體設(shè)備的重要性凸顯，這將成為我國(guó)實(shí)現(xiàn)大幅提高芯片自給率的目標(biāo)的強(qiáng)有力支撐。

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