追求中國電子信息產(chǎn)業(yè)的供應鏈安全和完整的本土生態(tài)體系是一個循序漸進的艱難歷程，最初層級是芯片的自主開發(fā)和生產(chǎn)，進而衍生出對國產(chǎn)設備的需求。但事實表明，即使設備能國產(chǎn)也還不夠。美國制裁中國晶圓制造企業(yè)，部分中國設備廠商也不得不屈從于美國禁令，其根源還是在關鍵零部件上依賴美國。零部件相比于設備整機而言市場規(guī)模不大，但確實是典型的以小制大的卡脖子環(huán)節(jié)。

2020年，中國大陸晶圓線8吋和12吋前道設備零部件（parts）采購金額超過10億美元。如果排除三星、海力士、臺積電等境外廠商在中國大陸的產(chǎn)線，中國本土晶圓制造廠商（主要包括中芯國際、華虹集團、華潤微電子、長江存儲等）采購金額（口徑統(tǒng)一為8吋和12吋前道設備零部件，后文同）約為4.3億美元。中國晶圓制造廠商采購的設備零部件主要有石英（Quartz）、射頻發(fā)生器（RF Generator）、各種泵（Pump）等，占零部件采購金額的比重達到或超過10%。此外，各種閥門（Valve）、吸盤（Chuck）、反應腔噴淋頭（Shower Head）、邊緣環(huán)（Edge Ring）等零部件的采購占比也比較高。

2020年中國晶圓廠商采購的8-12吋晶圓設備零部件產(chǎn)品結構

前文所述主要的零部件中，國產(chǎn)化率超過10%的有Quartz成品、Shower head、Edge ring等少數(shù)幾類，其余的國產(chǎn)化程度都比較低，特別是Valve、Gauge、O-ring等幾乎完全依賴進口。根據(jù)芯謀總結，國產(chǎn)化率低的零部件一般符合下面幾個特征中的一項或多項：

1、 比較復雜的電子和機械產(chǎn)品，開發(fā)技術難度較大，精度要求高。例如RF generator直接關系到腔體中的等離子體濃度和均勻度，是Etch、PECVD等重要機臺最關鍵的零部件之一，而國產(chǎn)RF generator主要的技術問題在于電源電壓和頻率等參數(shù)尚不夠穩(wěn)定，較AE等國外企業(yè)有一定差距。又例如Pump，雖然中國的沈陽科儀已成為國內晶圓線干泵的主要供應商之一，但半導體級的高真空度只有價格更高的cryopump和turbopump才能實現(xiàn)，這并非中國廠商所長。Gauge也是如此，中國儀表產(chǎn)業(yè)只能滿足一般真空測量的要求，達不到半導體工藝的高精度要求。

2、 對材料要求高。中國廠商強于機加工和成型，但材料產(chǎn)業(yè)基礎薄弱。Valve、Shower head、Ceramic等零部件，雖然中國廠商可以按照圖紙做成型，但往往無法解決材料和表面處理問題，因此發(fā)展受到基礎的制約。

3、 市場小、碎片化特征明顯。例如Gauge、MFC、O-ring等零部件，不僅對精度和材料的要求高，而且半導體級產(chǎn)品的市場規(guī)模很小，在中國市場即使算上外商采購也不過兩三千萬美元的金額。不僅市場規(guī)模小，有些產(chǎn)品還種類繁多，不同種類工作原理差異顯著，是一個呈現(xiàn)典型碎片化特征的市場，中國廠商的興趣和動力也不足。

8-12吋晶圓設備部分零部件供應商及自給率情況

要解決半導體生產(chǎn)設備零部件卡脖子問題，首先要國內晶圓廠和設備廠同時高度重視，協(xié)同本土零部件廠商聯(lián)合攻關。本土晶圓線要敢于給國產(chǎn)設備和零部件驗證機會，切實發(fā)揮大生產(chǎn)線組織協(xié)調的作用。設備原廠要發(fā)揮連接兩端的串聯(lián)作用，積極主動推進對國產(chǎn)零部件廠商的認證并推薦給客戶。在晶圓廠和設備廠的大力支持下，要鼓勵機械、電子、化工等領域的設備零部件廠商積極拓展并做大半導體業(yè)務，基于自身技術基礎，開發(fā)更高端的產(chǎn)品滿足半導體設備所需。大部分零部件中國廠商都掌握基礎技術，只是暫時達不到半導體的標準，在有較強實力的客戶的帶動下并非沒有機會。國產(chǎn)Quartz、RF generator、Shower head、Edge ring、MFC、Ceramic等零部件，都已在晶圓線上廣泛驗證甚至是批量出貨，未來將進一步站穩(wěn)市場，逐步擺脫對美依賴，只是時間各有長短而已。

其次，還是要重視海外企業(yè)和技術資源。即使是國際設備巨頭，為便捷服務大陸生產(chǎn)線客戶，也在推動部分零部件的國產(chǎn)化。比較典型的案例：由于全球Quartz產(chǎn)能趨緊，國際設備巨頭先后通過了對菲利華、太平洋石英等國內Quartz材料廠商的認證，為其Quartz成品進入國內晶圓線打開通路。此外，神工半導體、靖江先鋒等廠商也都有多項產(chǎn)品通過國際設備巨頭的認證。在疫情的影響下，國際設備巨頭構建本土零部件供應鏈以保障大陸客戶所需的積極性也大幅提升。相關部門在繼續(xù)支持國際設備巨頭在華發(fā)展的同時，應對其提出協(xié)助構建國產(chǎn)零部件供應鏈的要求或期望，打造可控的半導體生產(chǎn)環(huán)節(jié)生態(tài)體系。一些日本和歐洲的零部件廠商，由于當?shù)鼐A產(chǎn)能逐漸萎縮，對正在蓬勃發(fā)展的中國大陸市場興趣與日俱增，也為中國資本幫助其技術在華產(chǎn)業(yè)化提供了機會。

最后，針對一些市場規(guī)模過小確實沒有本土廠商愿意涉足的零部件，只能由某些受美國禁令損害最大的企業(yè)切實承擔起主體責任，在相關部門的支持下出資出團隊自力更生，解決自身面臨的卡脖子威脅。對于不符合經(jīng)濟效益的領域，解決問題只能通過非市場的手段。此時求人不如求己，切勿抱有不切實際的幻想。

原文標題：芯謀研報：中國半導體卡脖子的源頭之一——設備零部件

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責任編輯：haq