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。美國聯(lián)合日荷對中國半導(dǎo)體設(shè)備出口管制，迫使中國半導(dǎo)體制造商加緊搶購二手芯片制造設(shè)備，這主要是因為有一些老一代機器不受美國對中國制裁的限制。那么，在美國禁令日益嚴(yán)峻之下，二手設(shè)備能否成為中國半導(dǎo)體的救星呢？

思考這個問題之前，讓我們先來了解下二手半導(dǎo)體設(shè)備市場的前世今生，以及其目前的一些真實情況。對此，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，他為我們帶來了一些二手半導(dǎo)體設(shè)備界的真實情況。

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，“其實我沒離開過江湖，我只是長期在江湖底下潛水?！蔽矣X得這可以作為二手半導(dǎo)體設(shè)備的真實寫照。十多年來，二手半導(dǎo)體設(shè)備市場一直是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。

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)備市場開始逐步建立。當(dāng)時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下舊設(shè)備，再向技術(shù)落后的國家和地區(qū)出售。其實，歸根結(jié)底，二手設(shè)備市場形成的契機主要還是工廠與工廠，國家與國家之間的制造技術(shù)代差造成的。

一個比較典型的案例，大約十年前，當(dāng)時以德州儀器為首的芯片制造商開始從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1.725億美元的價格從破產(chǎn)的DRAM制造商奇夢達(dá)公司那里購買了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)時大量使用的200毫米晶圓設(shè)備涌入公開市場。隨著設(shè)備公司倒閉或被收購，某些類型的設(shè)備不再得到使用，然而這些機器仍然存在。

一些制造商將舊機器的復(fù)興視為商機。據(jù)了解，現(xiàn)在全球已有數(shù)以百計的企業(yè)涉足半導(dǎo)體二手設(shè)備業(yè)務(wù)，這其中包括國際著名資產(chǎn)處置公司，貿(mào)易商，網(wǎng)上交易平臺，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)的國家與地區(qū)比如美韓中日以及臺灣地區(qū)等。

為什么要采購二手半導(dǎo)體設(shè)備？

事實上，這些年來幾乎所有的芯片制造商都購買過二手設(shè)備。根據(jù)智研咨詢發(fā)布的資料顯示，以中國半導(dǎo)體市場為例，除了中芯國際，華虹在起步階段購買不少新設(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1102.5萬美元的價格，從韓國存儲芯片制造商SK海力士手上買進(jìn)二手ASML 1900型號的浸沒式光刻機，旨在建設(shè)高端光刻膠研發(fā)項目。而這款光刻機早在2007年7月就開始量產(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。

和艦在建造第一條生產(chǎn)線時除了光刻機從尼康購買有限幾臺之外，其余設(shè)備包括CMP、刻蝕及測量設(shè)備大部分從美國LSILogic購買。臺積電松江廠也是首先從臺灣轉(zhuǎn)移舊設(shè)備至大陸，然后適當(dāng)補充部分設(shè)備，包括新及舊設(shè)備。

由于《瓦森納協(xié)定》的影響以及美國的制裁，中國采購新半導(dǎo)體設(shè)備的難度頗高，目前國內(nèi)部分半導(dǎo)體設(shè)備干法去膠機的采購均來自二手設(shè)備市場。

除了無奈之舉，從產(chǎn)品自身來看，二手半導(dǎo)體設(shè)備也有其內(nèi)在的優(yōu)勢。據(jù)業(yè)內(nèi)從業(yè)人士透露，首先，二手設(shè)備具備有明顯的價格優(yōu)勢，通常為全新設(shè)備價格的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進(jìn)行生產(chǎn)，最先進(jìn)的工藝設(shè)備反而無法適用。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，無法滿足成熟工藝的設(shè)備產(chǎn)能需求。

但劣勢是，二手設(shè)備廠商的部分業(yè)務(wù)有可能會由于知識產(chǎn)權(quán)限制而無法開展。

目前國內(nèi)采購二手設(shè)備的渠道主要來自日本，韓國，美國，臺灣地區(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，涂膠顯影機，部分量測設(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)備需求原本大多來自中國，因中國努力建構(gòu)國內(nèi)芯片制造產(chǎn)業(yè)。但他說如今世界各地的客戶都打算買進(jìn)或升級舊有設(shè)備。

常理來說，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，因為8英寸設(shè)備還在廣泛用于開發(fā)成熟的設(shè)備。而令人驚訝的是，預(yù)計8英寸晶圓廠至少可以維持到2030年左右。

以2013年為例，當(dāng)時全球半導(dǎo)體二手設(shè)備市場占整個設(shè)備市場的比例約為6%左右。具體從二手設(shè)備的構(gòu)成來看，8英寸晶圓廠是二手設(shè)備需求的主要來源，8英寸晶圓廠占整個二手設(shè)備采購比例約為53%，該數(shù)值在2014年達(dá)到81%?！澳壳翱梢蕴峁┑?寸設(shè)備中，二手的占比估計在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)來源：SEMI

現(xiàn)在困擾全球的汽車芯片，很多也是使用老式的設(shè)備。美國汽車芯片制造商Polar Semiconductor就要使用8英寸設(shè)備來制造芯片。在眾多汽車芯片中，有些芯片，比如信息娛樂系統(tǒng)中的芯片，是由生產(chǎn)智能手機芯片的尖端芯片廠來生產(chǎn)的。但用于制動和引擎系統(tǒng)的其他一些芯片，則采用較老式的、經(jīng)過驗證的技術(shù)來生產(chǎn)，以滿足汽車制造商對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，這主要因為國際大廠停產(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)工藝競爭之后，幾乎就沒有8英寸工廠正常出售了。就拿韓國的Magnachip被SKHynix整體收購來說，沒有經(jīng)過公開競價的過程，而格芯的新加坡F3E工廠當(dāng)時是請了多家潛在買家進(jìn)行現(xiàn)場評估出價的過程。

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，如今國內(nèi)外大廠無不紛紛抓住第三代半導(dǎo)體這個風(fēng)口，紛紛擴(kuò)產(chǎn)。國外的Cree、ST、羅姆、英飛凌等正在搶占SiC晶圓市場份額；國內(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)體項目紛紛上馬，而且規(guī)模較大。這些都加劇了對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，或者簡單點說，賣方市場一條8英寸的生產(chǎn)線都沒有計劃賣出來，買方市場的項目就能有10幾20個”。

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

對8英寸的需求令整個行業(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。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，的確全新程度越來越高，側(cè)面說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 年來首次用于8 英寸晶圓曝光設(shè)備的產(chǎn)品發(fā)表會。

面對如此大的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：一是高價搶購現(xiàn)有市場上還在流通的單機，比如尼康i線光刻機，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英寸量測設(shè)備，經(jīng)過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；三是采取國產(chǎn)替代。

說到國產(chǎn)替代，目前我國的設(shè)備公司也開始逐漸打入供應(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)入中芯國際供應(yīng)鏈，至純科技、芯源微等也實現(xiàn)了清洗機等設(shè)備的穩(wěn)定供貨。

“小窺”二手設(shè)備廠商們

在二手設(shè)備市場中，我們也搜集到了一些國內(nèi)外相對知名的二手半導(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)備庫存，擁有超過1，000臺以上二手半導(dǎo)體設(shè)備包括從曝光機臺到測試機臺，公司每年買賣超過1500臺的二手半導(dǎo)體設(shè)備，LED設(shè)備，Display設(shè)備和太陽能光伏設(shè)備，至今已出售了20000多臺設(shè)備。經(jīng)過驗證過的案例，他們已為其國內(nèi)外客戶在投資上節(jié)省了30%的成本。同時，他們也是全球購買二手半導(dǎo)體設(shè)備最大的廠商之一，每年購買的二手設(shè)備超過1億美元。

從公司官網(wǎng)我們了解到，SurplusGLOBAL的設(shè)備種類豐富，有來自十幾家國際知名半導(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、愛德萬測試以及ASM等國際半導(dǎo)體設(shè)備廠商，SurplusGLOBAL銷售的設(shè)備主要有光刻機、PVD、CVD、離子注入以及ATE、RTP等。

荷蘭廠商solutions-on-silicon（簡稱SoS）也是較早的二手設(shè)備廠商，他們從2004年就開始做二手設(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。

再來看看國內(nèi)的情況，據(jù)陳真透露，國內(nèi)比較成規(guī)模的二手設(shè)備企業(yè)大約有20家左右，每年銷售額從數(shù)千萬到數(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，每家公司都會專注于某幾個特定工序上的設(shè)備。

2020年6月，國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)及銷售；半導(dǎo)體設(shè)備的開發(fā)，生產(chǎn)及銷售。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，正通過技術(shù)授權(quán)在中國本土制造國外OEM設(shè)備，并建立研發(fā)中心，研發(fā)制造國產(chǎn)品牌設(shè)備。

購買二手設(shè)備，能否繞過美國禁令？

據(jù)估計，二手設(shè)備業(yè)務(wù)約占整個晶圓廠設(shè)備（WFE）市場的10%。2017年，世界二手設(shè)備市場總額超過500億美元，而世界二手設(shè)備市場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)備市場中，根據(jù)行業(yè)協(xié)會SEMI去年12月的報告，中國已成為2020年此類設(shè)備的最大市場，2020年有137億美元的半導(dǎo)體設(shè)備從海外進(jìn)口，比前一年增長了30％以上。彭博對官方貿(mào)易數(shù)據(jù)的分析顯示，中國企業(yè)從日本，韓國，臺灣和其他地區(qū)購買了近320億美元的設(shè)備，用于生產(chǎn)計算機芯片，比2019年增長了20％。

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

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

據(jù)日本《日經(jīng)亞洲評論》報道，中國正在囤積二手芯片制造設(shè)備以抵御美國壓力，甚至即使暫時用不到的也在囤買，而且推動了日本二級市場的設(shè)備價格大幅上漲。

那么，通過購買二手設(shè)備，能否繞過美國禁令呢？尤其是我國能否買到先進(jìn)的光刻機（類似浸沒式）？關(guān)于這點，陳真也做了很客觀的解釋，他說：“我國用戶在合規(guī)情況下是完全可以購買到全新或者二手的浸沒式光刻機的。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)也依然會遵循合規(guī)要求，不會將受限制的設(shè)備出售給實體名單上的用戶。事實上一些大的中間商目前還是避免直接向中芯出口原產(chǎn)地為美國的二手設(shè)備?！?/p>

結(jié)語

在十?dāng)?shù)年來，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)，在如今這個檔口，對國內(nèi)半導(dǎo)體而言，二手半導(dǎo)體設(shè)備的重要性凸顯，這將成為我國實現(xiàn)大幅提高芯片自給率的目標(biāo)的強有力支撐。

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