半导体制造雷火竞技是目前半导体设备中国发展最大瓶颈？

　　伴随着芯片的集成度越来越高，半导体制造的先进程度也逐渐提升。半导体产业包含越来越多的机械、化工、软件、材料等其它领域，是集成了很多子系统的大系统。同时，涉及如此众多产业的半导体产业，也推动经济发展。从而满足了市场对于高性能、低成本的需求。一是集成度越来越高。在一颗芯片上集成的晶体管的数量，越来越多。从20世纪60年代至今，从1个晶体管增加到100亿以上。二是对精度要求越来越高，工艺加工难度越大。关键尺寸从1988年的1um，减小到2020年的5nm，减少了99.5%。从此角度看，集成电路制造的难度在逐渐提升，难度提升的加速度也在变大。三是单点技术突破难。构成半导体制造工序的最小单位的工艺技术就是单点技术，复杂电路的制造工序超过500道工序，这些工序都是在精密仪器下进行，人类的肉眼是看不清楚的。四是需要将多个技术集成。集成技术的难点在于，如何在短时间内完成从无限的组件技术组合中，制定低成本、满足规格且完全运行的工艺流程。五是批量生产技术。将研发中心通过集成技术构建的工艺流程移交给批量生产工厂。严格意义上的精确复制基本是不可能的，即使开发中心和批量生产工厂的设备相同，在同样的工艺条件下也未必能够得到同样的结果。这是因为即使是同样的设备，两台机器之间也会存在微小的性能差异(机差)。机差是半导体制造设备厂家在生产同一型号的设备时，因不可控因素的存在而可能产生的设备差异。随着半导体精密化程度的不断提高，机差问题也日益显著。

　　全球格局半导体设备可分为晶圆处理设备、封装设备、测试设备和其他设备，其他设备包括硅片制造设备、洁静设备、光罩等。这些设备分别对应集成电路制造、封装、测试和硅片制造等工序，分别用在集成电路生产工艺的不同工序里。在整个半导体设备市场中，晶圆制造设备大约占整体的80%、封装及组装设备大约占7%、测试设备大约占9%、其他设备大约占4%。而在晶圆制造设备中半导体设备，光刻机、刻蚀机、薄膜沉积为核心设备，分别占晶圆制造环节设备成本的30%、25%、25%。目前，全球半导体设备市场主要被美国和日本厂商所掌控，市场占有率极高。此外就是欧洲厂商，排在美日之后雷火竞技。从半导体设备需求端来看，近几年销售额前三大地区分别是韩国、中国台湾和大陆。从半导体设备销售额情况看，从2014年开始，北美半导体设备投资逐年减少，日本基本维持稳定，整个半导体制造的产能转移到了韩国、中国台湾和大陆三地。另外，从这三个地区市场份额占比来看，中国大陆买家买下了全球15%的半导体设备，市场份额提升了近一倍，且一直处于稳步上升的状态。而从目前的发展势头来看雷火竞技，中国台湾很快就会超过韩国，排名第一。而明年，中国大陆有望超过台湾地区，成为全球第一大半导体设备消费市场。从供给侧来看，半导体设备是一个高度垄断的市场。根据各细分设备市场占有率统计数据，在光刻机、PVD、刻蚀机、氧化/扩散设备上，前三家设备商的总市占率都达90%以上，而且行业龙头都能占据一半左右的市场。在所有半导体设备厂商中，就晶圆处理设备而言，美国实力非常强劲，在全球晶圆处理设备供应商前5名中，美国就占据了3席。几个主要工序的设备也都基本处于行业龙头的高度垄断之中。在各个领域中，前三大巨头的市场份额相加均超过70%，整个市场呈现强者恒强、高度垄断的状态。日本方面，从半导体设备细分领域来看，日本企业具有非常强的竞争力，市场份额超过50%的半导体设备种类当中，日本就有10种之多。日本企业占全球半导体设备总体市场份额高达37%。在电子束描画设备、涂布/显影设备、清洗设备、氧化炉、减压CVD设备等重要前端设备、以划片机为代表的重要后道封装设备和以探针器为代表的重要测试设备环节，日本企业处于垄断地位，竞争力非常强。在前道15类关键设备中，日本企业平均市场份额为38%，在6类产品中市场份额占比超越40%；在电子束，涂布显影设备市场份额超过90%；在后道9类关键设备中，日本企业平均市场份额为41%，在划片、成型、探针的市场份额都超过50%。国产化的良机面对中国半导体行业的崛起，外资企业严防死守，未来国产设备如何突围，我们认为应该从国产设备和内资产线两个维度来寻找出路。设备方面，技术难度高的关键性设备仍由外企把持。如投资额最高的光刻设备仍然是日本的占比最高，先进光刻机则依然由荷兰ASML垄断，整体国产化率不足2%，且国产光刻设备仅为涂胶显影设备，雷火竞技并非高技术难度的核心光刻机。量测设备同样国产化率不足2%，主要供应方还是美国企业占比最高。此外，投资额达23%的成膜设备国产化率也不足10%。但与此同时，我们看到内资龙头在部分细分领域已有突破。此外，刻蚀设备、掺杂设备和CMP设备方面也看到了国产化的曙光，当前三者国产化率在15%左右，而清洗设备的国产化率更是达到了30%。总体来看，半导体设备国产化前路漫漫，但国产设备在逐步进入大陆产线后占比在持续提升，内资企业均已经开启加速追赶模式，未来具备较大的突破潜力。