建国70年半导体技术发展史：关键设备厂商篇

发表于： 2020年10月26日 2020年10月26日
分类：是说芯语

俗话说巧妇难为无米之炊，在中国为摆脱整个半导体上游从设计到制造都受制于人的窘况而努力时，我们更不能忽略了作为制造的最上游，也就是相关设备的发展。

从来自SEMI的数据统计显示，中国的本土半导体设备只占了全球份额的1～2％，然而中国占全球半导体设备销售量达15%，这也代表中国的设备仍高度倚赖国外进口。

根据中国电子专用设备工业协会数据，IC设备国内市场自给率仅有5%左右，供需失衡非常明显。

虽然中国在半导体设计与制造已经发展了数十年之久，然而在设备发展方面起步极慢，这主要是因为半导体产业格局的变化的限制之故。中国的半导体行业发展，一直以来都集中在设计与制造方面，但因为技术发展的限制，不论是设计或者是制造，有极大比重还是以进口为主，在这种情况之下，形成了恶性循环。也就是设计能力不足，引发制造需求的低落，连带导致设备的发展停滞不前。

中国早期虽有尝试自行发展相关设备，但因为落后欧美技术太多，并没有得到很好的成绩，部分设备机台虽实现自给，但仅限于低端技术的平台。这也导致中国半导体制造大厂虽有采用自制机台，但其设备来源主力还是以国外为主，造成中国国产设备厂商占全球比重极低，甚至连中国自有制造生态也很难打进去的状况。

近十几年，中国在发展自有芯片设计上终于有了较为明显的突破，而吸引芯片设计、IDM外商业者进驻中国的策略，也带动中国半导体制造生态的发展，从而让相关的厂商也跟着活跃起来，包括中芯、华虹宏力等晶圆代工业者，以及长电科技、华天科技、通富微电、晶方科技等封测业者，都在此波行业潮流中兴起，同时也带动了设备厂商的发展。

但早期设备技术层次低，竞争者也多，也很难获得进一步成长所需要的发展资金，需要国家策略辅助与推动，有不少厂商因此受益，并发展成国际级的厂商。而今年科创板的成立，则是给了半导体设备更好的发挥空间，诸如中微半导体以及上海微电子都已经加入科创板的行列，并且获得了持续发展的资本，未来也会有更多半导体设备厂商加入相关行列，布局更先进的技术和市场。

而值得注意的是，不少中国设备厂已经摆脱追赶者的角色，成为了全球半导体设备的领先者之一。重视技术研发，同时市场策略布局与方向正确，是这类厂商的共同特色。

本土设备部分重要厂商盘点

北方华创

北方华创是由七星电子和北方微电子战略重组而成，重组前七星电子和北方微电子同隶属于北京电控，而北京电控由北京市电子工业办公室转制而来，是北京市国资委授权的以电子信息产业为主业的国有特大型高科技产业集团。

目前北方华创主打刻蚀机、氧化炉、清洗机、PVD、CVD等设备研发工作，在国内半导体设备厂商中产品种类最全。同时，主攻的刻蚀机、薄膜设备（PVD、CVD）的整体市场规模大，约占半导体设备总体市场规模的一半左右，北方华创可以说选择了一个水草最丰的市场进行耕耘。但值得注意的是，虽然需求大，但这类型的产品技术要求极高，尤其国际主要的半导体制造厂商客户多半要求极高，功夫不到位的厂商很难打进相关供应渠道。

但在这么严苛的挑战之下，北方华创的28nm Hard mask PVD、Al-Pad PVD设备已进入国际供应链体系；12英寸清洗机累计流片量已突破170万片；深硅刻蚀设备也进入东南亚市场。公司自主研发的14nm等离子硅刻蚀机、单片退火系统、LPCVD已成功进入大产线进行验证。

而更重要的是，代表先进制程工艺的关键节点，也就是14nm，北方华创也已经开始进行验证，并有望实现替代，目前中芯已经采用其设备进行相关制程的开发。

至纯科技

至纯科技于2000年于上海成立，但早期并没有从事半导体相关行业，而是工程分包主要业务，2005年之后进入高纯度制程市场，提供产品主要包括高纯气化装备、半导体清洗机、超净电子材料、生物制药系统及设备等。

按照下游客户所处的领域，其业务可分为半导体、光伏、LED 和医药四大部分，其中半导体业务占比在一半以上。

在国家半导体、电子行业的国产化政策激励下，至纯科技组建了核心研发团队，并与国家重点院校和实验室合作，同时设置院士工作站提升研发能力。

最终通过子公司至微半导体有限公司完成了槽式湿法清洗设备和单片式湿法清洗设备产品的研发和制造。

清洗设备在半导体制造中拥有相当重要的关键地位，由于晶圆制造过程中，会产生许多微粒，而使用的化学原料在各种交互作用之下，都可能对晶圆的后续加工造成影响，比如说造成瑕疵，或者是改变晶圆的物理特性。

因此在晶圆的制造过程中，包含晶圆本身以及设备，都需要进行清洗的动作，避免污染生产流程，确保制造出来的芯片可以达到最高良率，并且符合设计的预期表现。

换言之，清洗设备对半导体制造而言是刚需，而在相关技术研发多年的至纯科技，也已经打入多家晶圆厂中，其未来发展可期。

精测电子

精测电子成立于2006年4月，总部位于武汉。公司于2016年在深交所IPO 上市。公司主营业务集中于检测设备这一细分领域，尤其针对了显示屏这个极为少见的检测领域，行业类别重要，但相关竞争者稀少。

目前其主要产品包括模组检测系统、面板检测系统、OLED 检测系统、AOI 光学检测系统、Touch Panel检测系统和平板显示自动化设备。

虽然其检测技术主要以面板设备为主，但精测也开始往半导体技术领域发展，并且推出相关设备，就整个产业链而言，检测一直以来是最重要的部份，尤其中国封测大厂数量相当多，对相关设备需求也高，这也代表其技术发展策略走在正确的方向上。

长川科技

该公司成立于2008年，其业务内容主要是为集成电路封装测试企业、晶圆制造企业、芯片设计企业等提供测试设备，目前公司主要产品包括测试机和分选机。

而长川近期最令人注目的举动，就是成功收购了新加坡半导体设备厂商STI。STI专精于2D/3D高精度光学检测设备，产品广泛应用于日月光、安靠、德州仪器、镁光等全球领先的集成电路封测及IDM企业。通过收购STI，长川将转型为国际测试设备供应大厂，而不是只守在中国市场，这对于未来企业的定位的提升，以及技术实力的加强，有着相当重大的意义。

中微半导体

中微半导体成立于2004年5月31日，股东包括大基金、上海科创投、华登国际、美国高通、中金等。

目前公司主力产品包括介质刻蚀设备、硅通孔刻蚀设备和MOCVD设备，均已成功进入海内外重要客户供应体系。目前MOCVD设备在国内市场占有率更已经达70%，成为全球MOCVD设备领域的两强之一。