四道难题待解 中国半导体设备发展遭遇拦路虎

　　根据SEMI的调查，2017年全球半导体设备市场的规模为462.5亿美元，如果中国大陆想在全世界占有30%的市场，相关的设备年投资金额，必须达到140亿美元以上。

　　但根据SEMI的调查，2016年中国半导体设备的总投资金额为64.6亿美元，2017年估计为65.8亿美元，但这个数字的背后，其实真正来自中国本土公司的投资金额分别为22亿美元、47亿美元，分别占中国境内半导体设备总投资金额的34.1%与71.4%。其余的投资金额，主要来自三星西安、海力士无锡与英特尔在大连晶圆厂的投资。

　　这几年，SemiconChina之所以红红火火，主要的原因不是现在的市场，而是各界看好中国在未来的投资。根据SEMI的调查，中国本土半导体产业的设备投资，将在2018年~2020年间达到新的境界，预计的投资金额分别为108亿美元、110亿美元、172亿美元。亦即，关键年度将在2018年，如果中国半导体设备的投资金额果真达到100亿美元的门坎，那中国就不是「光说不练」的半导体新秀，而是将挑战全球顶级商机的角逐者。

　　其次，目前先进的半导体设备，依旧掌握在欧美日大厂手上，如果中国不能在上游设备上有所突破，或者将来受制于欧美先进国家以限制设备出口来箝制的话，中国半导体产业很可能只能在停滞在28nm以前的技术工艺。以1,500亿美元打造一个老旧工艺为主的半导体产业，当然是一件不上算的投资，但就像华力微资深副总裁舒奇说的，中国是大国，半导体是国家战略物资，中国难为也得全力以赴。

　　中国半导体设备产业正经历“四大挑战”

　　中国国内已经形成完备的半导体设备产业，在封测和LED设备领域，中国产替代化比例逐渐升高;但在技术要求苛刻的晶圆制造领域，目前还主要依赖进口设备。高端制造设备的乏力与中国高速增长的市场需求不相匹配，2015年中国半导体设备市场需求约49亿美元，占全球市场14%，而2015年中国国内前十大半导体设备厂商的销售额约为38亿人民币，占全球半导体设备市场份额不足2%，基本处于可忽略的境地，国产半导体设备的尴尬处境急需转变。中国半导体设备产业也正经历着“四大挑战”。

　　中国半导体设备的关键零部件受制于人：以光刻机为例，光刻机中的核心镜头部件主要来源于日本的NIKON、德国的Zessi，现实情况，美日的盟国既可以购买高科技半导体产品，也可以购买高科技半导体设备及核心零部件。一直以来，美国等发达国家对中国高端技术的引进都保持封锁态度，中国等非盟国团体虽然可以购买设备和技术，但最先进的技术设备都会被列入禁运名单，一般只会允许落后两代左右的技术登陆，核心技术及关键零部件进口难度可想而知。

　　短期内，核心零件技术突破并不实际，那么透过外交干涉来解决核心零件进口问题将成为关键，如何处理中美、中日等复杂的国际关系是摆在中国政府面前的一大挑战。2016年9月3日，十二届全国人大常委会第二十二次会议审议批准了“中华人民共和国加入世界贸易组织关税减让表修正案”，审议指出，中国将逐步取消包括半导体及其生产设备、通讯等资讯技术产品的关税，部分产品进口关税计划3至5年内降为零，中国此举不仅表明了在支持WTO体制的一贯立场，也体现了中国政府直面挑战的决心和大国魄力。

　　巨头垄断，设备推广面临挑战：相对于中国产光刻机的步履维艰，中国产氧化炉、刻蚀机与薄膜沉积设备已初现活力，中国产设备正逐渐打入中芯国际、华力微电子、三安光电、武汉新芯等中国一线厂商。七星电子的12英寸立式氧化炉，制程覆盖90~28nm，已通过生产线验证并进入产业化阶段，目前已销售10台(包括2台中芯国际B2的28nm氧化炉);北方微电子在LED和MEMS领域刻蚀机市场，以及先进封测领域的PVD市场，国内占有率已超过50%，领先海外竞争对手;中微半导体的电介质刻蚀设备、TSV刻蚀设备也已走出国门。然而整体来看，全球半导体设备由寡头垄断已久的局面仍未改变，在中国政策与资金等多方面资源的强力支持下，中国产半导体设备将继续挑战提升在中国及国际市场的渗透率。

　　出货量少，产线机台验证低效：一台设备从研发到样机进厂验证，出厂前需要经过大量芯片的制程实验，机台在这个过程中多次重复并不断改型优化，最后在测算平均无故障时间达标后方能定型。如此高昂的制程试验线费用，设备企业在没有出货量的保障下是负担不起的。为此，中国对下游制造企业进行更多补贴，由制造企业的产线来帮助设备企业进行机台试?，这就意味着当制造企业满负荷运转的情况下，还需要另外抽出人员、精力来进行机台试验，而这些对于制造厂的产能是没有贡献的，制造企业的积极性未能调动起来，导致产线机台验证效率较低。

　　厂商技术分散，未形成集聚效应：例如在薄膜沉积设备方面，中国有北方微电子、七星华创、中微半导体、拓荆、理想、中科院沈阳科学仪器研制中心等企业和研究所进行相关技术开发，表面上看，各企业多点开花，实际情况则面临技术分散，大家都只顾做自己的，技术彼此屏蔽，最终有可能变成恶性竞争态势。中国半导体设备产业的发展需要各设备企业互相合作，形成合力，这一点可以多向制造、封测产业学习，兼并重组是形成规模效应的重要方式。目前，中国半导体设备行业已有购并重组相关动作，预计后期的步伐会逐渐加快。