半导体设备技术壁垒高、市场份额集中于美日欧企业,国产厂商的追赶并非单点突破,而是沿着产业转移、政策支持、技术迭代放缓三条主线推进,并在刻蚀、薄膜沉积等核心赛道率先打开缺口。产业转移带来全球第一大需求市场,政策支持降低了国产替代的难度,而制程迭代自22nm起明显放缓,则为后来者提供了技术追赶的时间窗口。目前刻蚀设备的国产化率约20%,薄膜沉积中的PVD设备约10%,仍处于替代进程中。
三条追赶主线
产业转移:半导体行业已完成从美国到日本、再从日本到韩国和中国台湾的两次产业转移,当前第三次转移的目的地是中国大陆。这一判断来自两方面现实:韩国和中国台湾的劳动力成本优势减弱,而智能手机普及后大陆成为全球最大的半导体消费市场。需求端的集聚,为国产设备企业提供了就近验证和迭代的条件。
政策支持:国家通过集中研发、政府补助、股权投资等多种路径支持半导体产业。2019年10月成立的大基金二期重点投资半导体设备和材料领域,募集资金2041亿元,按照华创证券预测可撬动社会融资7000亿元左右。同时,大基金还投资了多家国内晶圆厂,在其穿针引线下,晶圆厂对国产设备的接受度明显提升。
技术迭代放缓:过去Intel以Tick-Tock模式捍卫摩尔定律,升级间隔约12到18个月。但进入22nm节点后,制程缩小难度指数级上升,迭代明显放缓——按原周期Intel本应在2015年推出10nm工艺处理器,实际发布的仍是14nm工艺,且至今其主流产品制程仍维持在10nm。这为国产设备追赶国际一流水平提供了技术上的可能性。
突破口为何落在刻蚀与薄膜沉积
在晶圆制造设备中,三大核心赛道的价值占比分别约为:刻蚀30%、薄膜沉积25%、光刻23%。刻蚀与薄膜沉积合计占据过半份额,且设备品类差异大,企业很难通过自主研发实现跨设备发展,初始产品往往决定成长天花板,因此这两条赛道的企业更适合长期积累。
从国产化进程看,各环节所处阶段差异明显:
| 设备类型 | 国产化率 | 主要国内厂家 |
|---|---|---|
| 去胶设备 | 90%以上 | 屹唐股份 |
| 清洗设备 | 20%左右 | 盛美股份、北方华创 |
| 刻蚀设备 | 20%左右 | 中微公司、北方华创、屹唐股份 |
| 热处理设备 | 20%左右 | 屹唐股份、北方华创 |
| PVD设备 | 10%左右 | 北方华创 |
| CMP设备 | 10%左右 | 华海清科 |
| 涂胶显影设备 | 零的突破 | 芯源微 |
| 光刻设备 | 预计将有零的突破 | 上海微电子 |
刻蚀环节的进展较具代表性:中微公司的CCP刻蚀机已覆盖到最先进的5nm制程,并进入台积电供应链,部分产品已不逊色于国际一流厂商。判断国产设备企业的成长性,通常关注三点——设备市场空间决定成长天花板,国产替代进程决定当前成长性,企业自身实力则重点看市占率与技术节点两个指标。
常见问题
国产半导体设备追赶的核心窗口是什么?
核心窗口来自技术迭代放缓。芯片制程从22nm开始迭代明显放缓,Intel主流产品制程长期维持在10nm,全球芯片技术发展整体减慢,后来者与先行者之间的代际差距不再被快速拉大,这为国产设备在技术上追赶提供了可能性。
刻蚀和薄膜沉积为什么被视为重点赛道?
两者在晶圆制造设备中价值占比高,刻蚀约30%、薄膜沉积约25%,均属长坡厚雪型赛道。同时设备间差异大、跨品类自主研发难度高,初始产品很大概率决定企业成长天花板,因此专注这两条赛道的企业更具持续积累的空间。
国产刻蚀设备目前进展到哪一步?
刻蚀设备整体国产化率约20%左右,国内主要厂商包括中微公司、北方华创、屹唐股份。其中中微公司的CCP刻蚀机已覆盖最先进的5nm制程并进入台积电供应链,部分产品已不逊色于国际一流厂商。