光刻机救得了中国半导体吗？

2022年，对中国半导体产业来说，或许是一个“苦尽甘来”的年份。

2月7日，位于张江科学城的上海微电子公司举行首台2.5D/3D先进封装光刻机发运仪式，代表了行业同类产品的最高水平。

与此同时，今年一季度，ASML向大陆销售了23台光刻机，出货量刷新了过往的纪录。

从充满了动荡和制裁的环境中艰难脱离，中国半导体产业似乎又回到正常的发展轨道了。

但问题是：光刻机，救不了中国半导体。

或许是因为光刻机太特别，以至于我们已经把它当成了半导体行业的救命稻草。

但实际上，光刻机不过是漫长的芯片生产线上的一个小环节而已。

一条生产线上少说也有几十上百种设备，只搞定光刻机，还是无法从根本上解决问题。

只把视线集中在光刻机上，就会不知不觉就陷入了一种“失焦”的状态——忽略了那些和光刻机一样重要，却没那么出名的半导体设备。

工欲善其事，必先利其器。

半导体行业更是信奉“一代设备一代芯片”，半导体设备的水平决定了芯片的水平。

当你还在操心“中国芯”的时候，内行的关注重点早就放在了诸如中微公司、北方华创、芯原微这样的企业上了。

要问芯片怎么样，先问半导体设备怎么样。

6月28日——7月3日，谷川产业研究院《半导体设备专题研究》限时免费，通过对我国半导体产业“卡点”和“堵点”的深度解析，以专业的产业研究为产业链招商赋能。

半导体设备有多复杂？

半导体制造是个极度复杂且漫长的生产过程。

台积电、中芯国际这样的大型晶圆厂，往往会划分七个独立区域来完成芯片制造的不同工序，不同区域需要的设备和材料也各不相同。

七个区域分别是：扩散、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜生长、抛光、金属化。

具体来看，每个区域又需要以下设备来完成相应工艺。

所以，半导体设备至少也有20多种，光刻机不过只是其中一个而已。

还是那句话，“一代设备一代芯片”。

除了光刻机，其他设备也要达到足够先进的水平，才能满足高级制程工艺芯片的生产需要。

以中芯国际位于天津的T3 12寸集成电路生产线项目为例， 一条月产1万片12寸晶圆的生产线，需要：

扩散设备22台，CVD设备42台

涂胶去胶设备15台，光刻机8台

刻蚀设备25台，离子注入设备13台

PVD设备24台，研磨抛光设备12台

清洗设备17台，检测设备50台

测试设备33台，其他设备17台

不难发现，半导体行业是一个不折不扣的重资产行业——钱都用在买设备上了。

而上述这些晶圆处理设备，又是设备中最为重要的组成部分，大约占设备投资总额的80%。

国内半导体设备发展情况

如果只是设备种类多，倒也不值得大惊小怪。

但是随着芯片的制程工艺走向物理极限，台积电、三星这样的大厂开始试制5nm制程芯片，工艺复杂度越来越高，工序也越来越多。

尤其是当制造工艺达到了22nm以下，传统的沉浸式光刻技术已经无能为力，必须使用多重曝光技术，工艺步骤一举突破1000步。

工序变多了，工艺变复杂了，为了保证产能，就必须要在生产线上安装更多设备。

因此，在同样的产能下，先进工艺生产线需要的设备数量，远远高于非先进工艺的生产线。

目前，国产晶圆厂绝大多数产品的工艺制程相对落后，即便是中芯国际这样的头部企业，14nm/28nm制程产品也仅仅占比14.6%。

占大多数的，仍然是45nm以上制程的产品。

不难推断，国内晶圆厂确实缺乏高端、先进的生产设备，整体水平相较于台积电、三星等头部企业，还是比较落后。

在外部封锁越来越严苛的当下，国内半导体设备产业一天不能提供足够先进的设备，国内晶圆厂就一天没办法生产足够先进的芯片。

看完课程之后，你就会对中国的半导体设备行业现状有一定了解：

首先，中国半导体装备的产业链很完整。扩散、光刻、刻蚀、薄膜生长……半导体产业中的各种核心设备，我们都有布局。

然后，中国半导体整体落后国外1至2代，部分产品落后3代以上。

落后不要紧，偏科更要命。

虽然我国目前的水平还比不上美国、日本，但是产业的完整程度和它们比起来并不弱。

如何追赶？

如今，集成电路的工艺制程已经越来越逼近物理极限，每前进一小步都十分艰难。所以，对手的研究速度已经相对放缓。

客观来看，这是一个留给中国半导体产业的窗口期，短暂又宝贵。

只要坚持下去，迟早有一天能够追上。

另一方面，美国的制裁就像一根弹簧：你强它就弱，你弱它就强。

一台半导体设备，如果我们不能生产，制裁和封锁就会如影随形。如果我们有了，对方瞬间就会知趣地解除限制。

这也是ASML近期增加对大陆出货量的原因。

我们已经从事实上具备了相应的光刻机生产能力，继续实施出口管制措施已然毫无意义。

如今，摆在中国半导体装备企业面前的问题只剩一个——如何尽快追赶先进水平。

中国半导体设备产业的发展速度和研发实力都很强，对于这方面我们不必过分担心。

企业最缺的其实是机会。

半导体行业是绝对的重资产行业，晶圆厂在采购设备时必然会慎之又慎，肯定要在能力范围内，选择业内最尖端的技术。

所以，晶圆厂往往倾向于购买已成熟的国外设备，国产设备很难进入采购名单。

台积电、三星之类的大厂不买国产设备，国内晶圆厂看了之后，大多数也会选择求稳，转身去购买进口设备。

因此，国产半导体设备的市场占有率，即使在国内市场上也不太好看。

这个现象带来的负面影响非常严重。

如果国产半导体设备不被采购，就连投入生产的机会都没有，自然也就没有在实践中快速改进的机会。

虽然美国的封锁给中国的半导体厂商提供了一些机会——受到禁令影响的中国晶圆厂很难再采购国外设备，只能选择和国产厂商合作。

但是，这个比例仍然很低。

而且，一旦国产半导体设备开始有替代进口的倾向了，外国巨头就又会上门求合作。

他们的套路无外乎“我的产品便宜给你用，大家成立合资公司，你就不要自主研发了。”

这样的合作无疑是有诱惑的，毕竟自主研发既耗钱又耗时间，谁都想躺着挣钱。

如果产业链上下游不能形成合力，国产化替代可能又会半途而废。

所以，各地在针对半导体设备行业进行产业链招商的过程中，想依赖“砸钱”解决问题绝非易事，产业引导和政策支持才是关键。

更重要的是加强部门间协调配合，完善产业政策工具配合机制，提升产业政策的实施效果。

正如前文所说，中国的半导体设备产业链很完整，各个领域也都取得了一定突破，和国外的整体差距正在逐渐缩小。

光刻机救不了中国半导体，但是中国人的智慧和汗水可以。