「十四五」规划将集成电路列为重点攻关领域,明确提到重点装备和高纯靶材开发、先进工艺以及IGBT、MEMS等特色工艺突破。从国产化率看,半导体设备国产替代呈现明显的环节分化:去胶设备国产化率已达90%以上,清洗、刻蚀、热处理设备约在20%左右,PVD、CMP设备约10%左右,涂胶显影设备实现零的突破,光刻设备预计将有零的突破。整体判断是:成熟环节已高度自主,核心环节仍处爬坡期,光刻等最难点刚走到从0到1的门口。
各环节自主化程度差异明显
不同设备的技术壁垒与验证周期不同,替代进度并不齐整。据盛美股份招股说明书及东方证券研究所数据,主要环节的国产化情况如下:
| 设备环节 | 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 |
去胶环节国产化率已超90%,成长空间相对有限;刻蚀、清洗等环节处于20%左右的替代中段;光刻设备则仍待从0到1的验证,不确定性相对更高。
需求、政策与研发合力推动
产业转移提供了需求基础。中国大陆晶圆制造市场份额从2005年的7%提升至2020年的23%;2021—2022年全球计划新建的晶圆厂中,中国大陆占8家。2020年大陆半导体设备需求已晋级全球首位,2021年规模进一步提升至296亿美元,全球占比达28.9%。
政策与资金则直接降低了替代难度。2018年中美贸易冲突后,半导体自主可控的决心更加坚定。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,按华创证券预测可撬动社会融资约7000亿元。北方华创、中微公司、盛美上海前十大股东中均可见大基金身影。集中研发、政府补助与股权投资等多路径支持,加上大基金投资的晶圆厂对国产设备接受度提升,共同加快了验证与导入节奏。
技术迭代放缓打开追赶窗口
制程缩小的难度在10nm尺度后指数级上升,从22nm开始芯片制程迭代明显放缓。这为国内企业追赶提供了技术上的可能性。中微公司的CCP刻蚀机已覆盖到最先进的5nm制程,并进入了台积电供应链,部分产品已不逊色于国际一流厂商。
常见问题
半导体设备国产替代目前整体到了什么阶段?
整体处于“部分环节高度自主、核心环节加速爬坡、最难点刚起步”的分化阶段。去胶设备国产化率已在90%以上,清洗、刻蚀、热处理约20%左右,PVD、CMP约10%左右,涂胶显影实现零的突破,光刻设备预计将有零的突破。
为什么不同设备的国产化率差距这么大?
各环节技术壁垒、工艺验证周期与客户导入难度差异很大。壁垒相对低、验证周期短的环节率先完成替代;而光刻等环节技术门槛高,仍处从0到1阶段,不确定性较大。
哪些因素在推动国产替代进程?
产业转移带来的本土需求、政策与资金支持,以及技术迭代放缓,是三大推动力。大陆设备需求已居全球首位,大基金二期等资金重点投向设备与材料,晶圆厂对国产设备的接受度也明显提升。