366億美元,中國購買了全球1/3半導體設備,背後的用意是什麽?

看科技有銘程 2024-06-08 16:16:08

近日,SEMI(國際半導體産業協會)發布了一則數據,顯示2023年全球半導體設備銷售額達到了1062.5億美元,同比下滑了1%。但是中國大陸和北美地區的銷售額逆勢增長。

其中,中國大陸購買了全球約1/3的半導體設備,總價值達到了366億美元,同比增長30%,北美市場銷量達到了120.5億美元,同比增長15%。

荷蘭ASML、美國應用材料、泛林集團、日本東京電子等設備企業受益明顯。

光刻機龍頭ASML全年營收達到了275億歐元,同比增長30%,淨利潤達到了78億歐元同比增長39%,中國區業務實現了翻番。

美國應用材料2023年營收264億美元,淨利潤68.5億美元,實現了小幅增長,中國市場貢獻了45%的業績。

日本半導體設備出口額達到了242億美元,下滑了16.6%,但是對中國大陸出口逆勢增長20.5%。

可以看出,中國企業購買了全球最多的半導體設備,但是這些設備基本都來自美、日、荷三國,讓這三個國家賺的盆滿缽滿。

根據公開數據,全球半導體設備市場上,美國占據41.7%的份額,日本占據31.1%,荷蘭占據18.8%,三者合計把控了91.6%的市場份額。

全球前十設備廠商分別是:荷蘭ASML、美國應用材料(AMAT)、美國泛林集團(LAM)、日本東京電子(TEL)、美國科磊(KLA)、日本迪恩士(Screen)、荷蘭公司ASM國際(ASMI)、日本公司愛德萬測試(Advantest)、日本迪斯科(Disco)、美國公司泰瑞達(Teradyne)。

清一色的美、日、荷企業。什麽意思,也就是說,只要你造芯片,發展芯片業務,就離不開這10家企業,就不得不購買他們的設備。

台積電、三星、英特爾這些芯片巨頭,也不例外,沒有設備,同樣要歇菜。

我們的中芯國際、華虹半導體、長江存儲、長鑫存儲想要擴大産能,建設新的生産線,首先要做的就是購買到足夠的半導體設備。

這些企業不缺錢、不缺工程師、不缺技術工人,甚至不缺制造技術,但是對海外設備嚴重依賴。

中芯國際海外設備占比達到了90%左右,其中,美國半導體設備的占比達60%,其余大部分爲荷蘭、日本、韓國設備,而國産設備的占比僅爲10%左右。

長江存儲美、日、荷設備占比75%,國産設備不足16%。

美國正是看到了這一點,所以在2023年和日本、荷蘭先後出台了半導體設備出口管制政策,對先進的DUV設備及配件,全部的EUV設備及配件實施出口管制。

日本將高端半導體制造設備等23個品類加入到出口管制對象,並于2023年7月23日正式生效。

2023年10月17日,美國商務部工業和安全局(BIS)發布了先進計算芯片、半導體制造設備以及超級計算應用的出口管制措施。

荷蘭半導體設備出口管制條例于2024年1月1日生效,ASML表示根據相關規定,需要拿到荷蘭政府的出口許可證才能發運最先進的浸潤式DUV系統(NXT:2000i及後續推出的浸潤式光刻系統)

在這種情況下,中國芯片制造廠商想要保證生産線正常運行,建造新的晶圓廠,就必須在禁令生效前購買到足夠的半導體設備。

因此,我們不得不在2023年進口大量的半導體設備,結果一不小購買了全球1/3的半導體設備。

這些半導體設備壽命有限,一般在5-10年左右,在這有限的時間內,我們需要完成7nm國産設備的研發和商用,否則一旦設備到了報廢年限,我們的芯片産能將會受到嚴重的制約。

那麽問題來了,幾十、上百種相關設備,我們能夠在5-10年內全部商用嗎?

具體來看:

晶圓制造最需要的九大核心設備分別爲:光刻機、刻蝕機、離子注入機、CVD、PVD、化學機械抛光機、塗膠/顯影機、清洗設備、檢測設備。

刻蝕機已經做到了5nm,代表企業爲中微半導體,已經進入了台積電的産業鏈,未來需要在刻蝕的深度、寬度上下功夫,適應存儲芯片的需求,就可以完全取代進口。

清洗設備代表爲盛美上海、致純科技,具備了完善産業鏈和先進的技術,國産替代做到了50%,可以在預定時間內實現7nm芯片工藝。

機械抛光機主要用來平整硅片表面,祛除硅片表面的不平整部分。國內代表企業爲華海清科,替代率爲20%,可以在預定時間內實現7nm工藝。

國産塗膠/顯影機主要用來完成晶圓的光刻膠塗覆、固化、顯影、堅膜等工藝過程,它直接影響了電路的後續曝光質量。

代表公司爲芯源微和沈陽芯源,目前已經達到了28nm工藝水平,14nm設備正在研發過程中,距離7nm還有一段距離。

檢測設備主要用來檢測芯片的電性能、光學性能等各種性能指標,保證芯片質量和穩定性。

代表企業爲睿勵科學、精測電子、中科飛測等,國産替代率爲9%,實現7nm國産化,還需要努力。

CVD、PVD設備,主要用來制造薄膜沉積,代表企業爲北方華創、拓荊科技,雖然設備工藝複雜,技術要求高,但已經做到了10%的替代率。

而最爲關鍵、最爲薄弱的設備是離子注入機和光刻機。

離子注入機主要負責向晶圓內注入各種元素,達到改變材料電性的目的,從而達到制造各種不同芯片的目的。

在該領域,美國公司拿下89%的市場份額,處于絕對壟斷地位,國內設備公司中電科到2023年6月才攻克28nm離子注入機。

那麽能否在5年內攻克7nm離子注入機呢?這仍是個未知數。

最爲關鍵的仍屬光刻機,在整個芯片制造環節使用率達到了24%,可以說是核心設備中的核心。

但是目前我們最先進的商用的光刻機分辨率爲90nm,制造商爲上海微電子,這樣的光刻機主要用來制造90nm以上的芯片。

按照正常的進程,我們先要解決28nm光刻機,然後再攻克7nm光刻機。

根據目前掌握的芯片,國産28nm光刻機已經制造出樣機,即將與大家見面。

它的關鍵部件均由國內企業制造。

光源由北京科益虹源打造、雙工作台由清華大學和華卓精科共同打造,浸沒系統由浙江啓爾機電打造、光學鏡片由中科院長春光機所制造。

盡管國産設備進步很快,但因爲底子薄,基礎差,短期內無法做到完全取代進口,所以我們需要大量進口海外設備,保證我們的芯片需求。

畢竟每年25000億的芯片進口額,高端芯片出口限制對我們的經濟、科技,以及未來發展已經産生了影響。

未來隨著國産半導體設備不斷攻克,海外設備需求量會大幅下降,ASML、應用材料、東京電子的好日子快要過完了。

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