2023-12-20 |
人物访谈
集成电路装备与零部件蓄势起航，助力“中国芯”自强自立
今年8月11日，第11届半导体设备、材料与核心部件展示会（CSEAC）在无锡圆满闭幕。此次CSEAC展示会为期3天，设3个展览馆，展示面积超28000平，共389家企事业单位参展，其中上市企业45家。参展企业数量较上届翻了2.7倍，展示面积则为上届的3.5倍。参展企业覆盖了半导体装备产业链的各个环节。从生产工艺工序细分：前道装备企业129家、后道装备企业45家、材料零部件企业126家。同期还举办1场主峰会论坛，9场专题论坛，15场新品发布会，近百场主题演讲，累计进场6.3万人次，现场意向成交额26.5亿元。
展示会上，创新成果和领先产品集中亮相，展现了我国半导体企业实现高水平科技自立自强的决心。参展企业中，本土企业占八成，北方华创、盛美半导体、上海微电子装备，以及无锡的微导纳米、光导科技、日联科技、华瑛微电子、恩纳基科技、邑文电子、吉姆西科技、先为科技等半导体装备龙头企业和优质企业齐聚；同时也吸引了华虹半导体、华润微电子、长电科技等产业上下游企业参展。
展会数据充分说明，中国半导体装备厂商的队伍正在逐步扩大，市场需求不断增加，有能力、有产品、有需求的参展企业越来越多，中国半导体装备领域的力量正在壮大。多场论坛集结了业内重磅人物，共同探讨国内外集成电路前沿技术与趋势，全面呈现我国集成电路产业在装备、核心部件、关键材料等方面取得的发展成果及产业链关键环节的创新探索。
我国集成电路装备与零部件产业发展现状
根据SEMI公布的资料显示，2022年全球集成电路装备市场规模为1076亿美元，较上年度增幅5%，再创历史新高。其中中国大陆集成电路装备销售额达282.7亿美元，占全球销售额26.3%，连续三年成为全球最大集成电路装备市场，超过中国台湾（24.9%）、韩国（20%）、北美（9.7%）。2012-2022年全球及中国大陆集成电路装备市场的年复合增长率分别达11%、27%，中国大陆市场增速显著快于全球。
在全球集成电路装备需求暴涨，国产替代和国外供应链紧张的红利下，国产装备公司真正迎来了产业化的大机遇。纵观整个产业，大部分装备环节都有国产装备的身影，如上海微电子的SSX600系列步进扫描投影光刻机、中微公司的12英寸刻蚀设备、微导纳米的ALD设备等。
根据中国电子专用设备工业协会数据，2022年中国半导体装备的销售收入593亿元人民币，同比增长53.6%；其中集成电路装备销售收入319亿元人民币，同比增长86.1%。据估算国产集成电路装备在中国大陆的市场占有率约为16%，国产化率依旧处于低位，市场空间巨大。具体来看，ALD、光刻、量测检测、离子注入等环节国产化率极低，均低于5%；涂胶显影、CVD、刻蚀、PVD等环节国产化率位于10%至30%之间；清洗（34%）、热处理（40%）、去胶（90%）国产化率较高，详见图1。
零部件是半导体装备的基石。半导体行业遵循“一代技术、一代工艺、一代装备”的产业规律，而半导体装备的升级迭代，在很大程度上有赖于精密零部件的关键技术突破。半导体零部件具有高精密、高洁净、超强耐腐蚀能力、耐击穿电压等特性，生产工艺涉及精密机械制造、工程材料、表面处理特种工艺、电子电机整合及工程设计等多个领域和学科，是半导体装备核心技术的直接保障。
在2022年国产替代的大背景下，国产核心零部件如机械手、温控器、射频电源、低温真空泵、干泵等已得到半导体装备制造商验证，装备核心部件国内供应链正在形成并快速发展。据推算，2022年中国大陆半导体零部件的市场规模约125亿美元，但整体国产化率较低，具体见表1。
总体上看，国产化率较低的部件通常为较复杂的电子和机械产品，开发技术难度大，对精度及材料要求高，如射频电源、泵、压力计、陶瓷件等；或者市场规模较小、市场碎片化特征明显的部件，如压力计、气体流量计、O-ring密封圈等，根据芯谋研究数据，这些部件在中国市场规模约在2000-3000万美元，且不同产品工作原理有很大差别，因此国内厂商研发和生产的兴趣不足。
无锡发展集成电路装备与零部件产业基础条件
无锡是国内集成电路工业化大生产的起源地，见证了中国第一块超大规模集成电路的诞生，是国家微电子工业南方基地，被誉为中国微电子产业的“黄埔军校”。进入21世纪，无锡先后获评国家集成电路设计产业化基地、国家微电子高技术产业基地、国家“芯火”双创基地、国家集成电路特色工艺及封装测试创新中心。经过多年精心培育，无锡已形成涵盖芯片设计、晶圆制造、封装测试、装备材料在内的集成电路全产业链，有着深厚的产业底蕴。2022年无锡集成电路产业规模突破2000亿元人民币，其中芯片设计、晶圆制造、封装测试“核心三业”规模超1400亿元人民币，均位居江苏第一、全国前列。
无锡集成电路制造业（晶圆制造与封装测试）优势突出，为装备与零部件产业发展提供高质量客户以及应用土壤。同时，无锡拥有高端装备的产业基础，为发展集成电路装备制造业打下坚实基础。高端装备是无锡的优势产业，无锡“465”现代产业集群的关键一环。无锡在光伏、平板显示、锂电等领域的装备都拥有优势地位，但集成电路产线对装备要求更高，对精度、良率、稳定性和自动化程度等要求都高于其他行业；同时集成电路装备又是技术密集型产品，如光刻机需要集精密光学、机械、控制、材料等先进科技和工程技术于一体。
在无锡，目前拥有集成电路装备与零部件企业50余家，已形成特色鲜明的产业集群。除晶圆制造光刻机、测试机外，无锡均有布局，其中微导纳米、光导科技、日联科技、华瑛微电子、恩纳基科技、邑文电子、吉姆西科技、先为科技、连城凯克斯、艾匹克等在单晶硅生长、薄膜沉积、化学机械研磨抛光、精密X射线、封测领域等均有布局，且排国内前列。微导纳米的ALD设备High-k已进入28nm工艺节点的前道生产线；日联科技开发的精密X射线检测装备，已应用于集成电路行业的检测。目前无锡集成电路高端装备主要供应6-8英寸晶圆线，在技术要求更高的12英寸产线渗透率不高，未来还有很大的升级空间。
无锡产业生态完善，已建成一批高质量高品质集成电路特色产业园区。面向高端装备、关键材料，重点建设无锡高新区集成电路装备及材料产业园，锡山区集成电路装备产业园，加强与本地晶圆制造、封装测试企业对接，提高配套支撑能力。通过支持国产装备与材料的试验线、中试线建设，为本地晶圆制造、封装测试企业提供科技保险和风险补偿机制，带动产业链上下游合作，推动本地国产装备材料的试验、验证工作。
进一步做大无锡集成电路装备与零部件产业
目前，中国半导体制造业体系完备，产业链逐步完善，形成了相互促进、共同发展、良好互动的局面，但半导体产业链配套能力仍有待加强，高端装备与零部件的缺失已成为制约我国半导体产业自主可控的关键要素。无锡拥有良好的高端装备制造产业基础，同时集成电路产业规模位居全国第二、全省第一，具备极好的发展集成电路装备与零部件的生态环境，有必要也有能力带动我国集成电路装备与零部件产业的进步。
根据中国半导体行业协会对集成电路装备未来趋势展望：第一，2023年集成电路装备销售有望继续保持较快增长；第二，2023年中国大陆集成电路装备进口将继续减少；第三，主要集成电路装备制造商订单稳步增长。我们有理由相信国产装备一定是未来我国集成电路产业发展的主方向、产业增长的主力军。
最后我建议无锡进一步做大集成电路装备与零部件产业。具体可以从以下几个途径：
第一，进一步做大做优下一届设备年会（CSEAC），办成无锡的一张名片；以更包容的心态拥抱在国内的装备与零部件外企，他们也是中国半导体装备市场的一部分，而且还能带来更多先进的技术与理念，对做大做强国产装备有益；
第二，鼓励关键零部件企业落户无锡，一般来讲零部件企业很难拿到等同于集成电路的产业政策，而且有些零部件市场需求小，难以支撑企业可持续发展，这需要政府以及产业链上下游共同努力；
第三，集成电路装备是系统工程，一台工艺装备实际上是一整套的系统解决方案，这就需要产业链上下游协同，鼓励针对具体装备成立上下游协同工作组，带动工艺、装备、零部件协同发展；
第四，推动集成电路装备与零部件的国产验证、国产应用，鼓励本地制造企业使用本地装备企业的装备，对本地制造企业使用本地装备企业的装备实施奖励；只有客户才是国产装备的试金石，只有市场才能带动更多集成电路装备与零部件企业的集聚，建立完善的国产应用体系及科技保险机制，对提升晶圆制造、封装测试企业的应用意愿很有帮助。
