關(guān)于中國(guó)半導(dǎo)體卡脖子的源頭之一

追求中國(guó)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(jí)是芯片的自主開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)，進(jìn)而衍生出對(duì)國(guó)產(chǎn)設(shè)備的需求。但事實(shí)表明，即使設(shè)備能?chē)?guó)產(chǎn)也還不夠。美國(guó)制裁中國(guó)晶圓制造企業(yè)，部分中國(guó)設(shè)備廠商也不得不屈從于美國(guó)禁令，其根源還是在關(guān)鍵零部件上依賴美國(guó)。零部件相比于設(shè)備整機(jī)而言市場(chǎng)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(guó)大陸晶圓線8吋和12吋前道設(shè)備零部件（parts）采購(gòu)金額超過(guò)10億美元。如果排除三星、海力士、臺(tái)積電等境外廠商在中國(guó)大陸的產(chǎn)線，中國(guó)本土晶圓制造廠商（主要包括中芯國(guó)際、華虹集團(tuán)、華潤(rùn)微電子、長(zhǎng)江存儲(chǔ)等）采購(gòu)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(guó)晶圓制造廠商采購(gòu)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(gòu)金額的比重達(dá)到或超過(guò)10%。此外，各種閥門(mén)（Valve）、吸盤(pán)（Chuck）、反應(yīng)腔噴淋頭（Shower Head）、邊緣環(huán)（Edge Ring）等零部件的采購(gòu)占比也比較高。

2020年中國(guó)晶圓廠商采購(gòu)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(guó)產(chǎn)化率超過(guò)10%的有Quartz成品、Shower head、Edge ring等少數(shù)幾類，其余的國(guó)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(guó)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(kāi)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(tái)最關(guān)鍵的零部件之一，而國(guó)產(chǎn)RF generator主要的技術(shù)問(wèn)題在于電源電壓和頻率等參數(shù)尚不夠穩(wěn)定，較AE等國(guó)外企業(yè)有一定差距。又例如Pump，雖然中國(guó)的沈陽(yáng)科儀已成為國(guó)內(nèi)晶圓線干泵的主要供應(yīng)商之一，但半導(dǎo)體級(jí)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(guó)廠商所長(zhǎng)。Gauge也是如此，中國(guó)儀表產(chǎn)業(yè)只能滿足一般真空測(cè)量的要求，達(dá)不到半導(dǎo)體工藝的高精度要求。

2、 對(duì)材料要求高。中國(guó)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(guó)廠商可以按照?qǐng)D紙做成型，但往往無(wú)法解決材料和表面處理問(wèn)題，因此發(fā)展受到基礎(chǔ)的制約。

3、 市場(chǎng)小、碎片化特征明顯。例如Gauge、MFC、O-ring等零部件，不僅對(duì)精度和材料的要求高，而且半導(dǎo)體級(jí)產(chǎn)品的市場(chǎng)規(guī)模很小，在中國(guó)市場(chǎng)即使算上外商采購(gòu)也不過(guò)兩三千萬(wàn)美元的金額。不僅市場(chǎng)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(chǎng)，中國(guó)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(wèn)題，首先要國(guó)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(guó)產(chǎn)設(shè)備和零部件驗(yàn)證機(jī)會(huì)，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(duì)國(guó)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(kāi)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(guó)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(méi)有機(jī)會(huì)。國(guó)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(lái)將進(jìn)一步站穩(wěn)市場(chǎng)，逐步擺脫對(duì)美依賴，只是時(shí)間各有長(zhǎng)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(guó)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(guó)產(chǎn)化。比較典型的案例：由于全球Quartz產(chǎn)能趨緊，國(guó)際設(shè)備巨頭先后通過(guò)了對(duì)菲利華、太平洋石英等國(guó)內(nèi)Quartz材料廠商的認(rèn)證，為其Quartz成品進(jìn)入國(guó)內(nèi)晶圓線打開(kāi)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(guò)國(guó)際設(shè)備巨頭的認(rèn)證。在疫情的影響下，國(guó)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(mén)在繼續(xù)支持國(guó)際設(shè)備巨頭在華發(fā)展的同時(shí)，應(yīng)對(duì)其提出協(xié)助構(gòu)建國(guó)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(duì)正在蓬勃發(fā)展的中國(guó)大陸市場(chǎng)興趣與日俱增，也為中國(guó)資本幫助其技術(shù)在華產(chǎn)業(yè)化提供了機(jī)會(huì)。

最后，針對(duì)一些市場(chǎng)規(guī)模過(guò)小確實(shí)沒(méi)有本土廠商愿意涉足的零部件，只能由某些受美國(guó)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(mén)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(duì)于不符合經(jīng)濟(jì)效益的領(lǐng)域，解決問(wèn)題只能通過(guò)非市場(chǎng)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(guó)半導(dǎo)體卡脖子的源頭之一——設(shè)備零部件

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