FAB國產(chǎn)替代進(jìn)程如何了，工程師怎么看？

近幾年，受地緣摩擦持續(xù)影響，全球半導(dǎo)體市場格局愈發(fā)復(fù)雜多變。在此背景下，“國產(chǎn)替代”已成為當(dāng)前 FAB（晶圓廠）領(lǐng)域的核心關(guān)鍵詞。

在芯片產(chǎn)業(yè)全鏈條中，芯片設(shè)計環(huán)節(jié)固然技術(shù)壁壘高，但從產(chǎn)業(yè)根基與自主可控角度看，芯片制造才是決定行業(yè)命脈的重中之重。基于此，深入探究FAB領(lǐng)域國產(chǎn)替代的發(fā)展歷程、當(dāng)前進(jìn)展，以及一線工程師對當(dāng)下市場的認(rèn)知與判斷，具有重要的現(xiàn)實意義。

國外廠商的黃金時代

據(jù)工程師分析，在行業(yè)發(fā)展初期，國內(nèi)FAB領(lǐng)域的國產(chǎn)軟硬件幾乎處于空白狀態(tài)，軟硬件市場主要由國外產(chǎn)品占據(jù)。彼時，F(xiàn)AB廠房內(nèi)僅有少量國產(chǎn)工藝設(shè)備投入使用，量測檢測設(shè)備則完全依賴進(jìn)口，其中KLA品牌產(chǎn)品的市場占比高達(dá)70%；軟件方面亦全為國外產(chǎn)品，例如MES系統(tǒng)采用FAB300，DMS系統(tǒng)則使用Odyssey/Klarity。

這一時期堪稱國外設(shè)備與軟件廠商的黃金發(fā)展階段，曾出現(xiàn)某DMS廠商僅指派一名技術(shù)人員負(fù)責(zé)全中國區(qū)域的業(yè)務(wù)支持工作，該人員需兼顧國內(nèi)技術(shù)服務(wù)與國外出差任務(wù)，客戶若需其提供培訓(xùn)服務(wù)，需提前預(yù)約，且其在與客戶對接過程中態(tài)度傲慢。

當(dāng)前，受外部制裁因素影響，國內(nèi)FAB領(lǐng)域國產(chǎn)軟硬件實現(xiàn)了快速發(fā)展。即便無需國外技術(shù)限制的推動，國內(nèi)FAB廠房在采購環(huán)節(jié)已主動評估軟硬件的國產(chǎn)化屬性，部分企業(yè)甚至已啟動全國產(chǎn)化生產(chǎn)線的KPI考核工作。

龐大的國產(chǎn)替代需求催生了大量就業(yè)機(jī)會。據(jù)行業(yè)人士觀察，國內(nèi)FAB廠人員流動率較高，考慮到行業(yè)圈子相對固定，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，國產(chǎn)廠商快速發(fā)展吸納了眾多曾就職于FAB廠的從業(yè)人員，不少原FAB廠工作人員現(xiàn)轉(zhuǎn)至國產(chǎn)廠商任職。

目前國內(nèi)發(fā)展基本情況

從當(dāng)前國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)的國產(chǎn)化進(jìn)程來看，各環(huán)節(jié)國產(chǎn)化率存在顯著差異：其中去膠設(shè)備的國產(chǎn)化率相對較高，而刻蝕、清洗、CMP、PVD 等其他關(guān)鍵環(huán)節(jié)的國產(chǎn)化率均處于較低水平。在高端制程設(shè)備領(lǐng)域，市場仍由國外頭部企業(yè)主導(dǎo)；國內(nèi)頭部廠商如北方華創(chuàng)、中微公司等，已在各自擅長的細(xì)分設(shè)備領(lǐng)域深耕布局，構(gòu)建起一定的競爭壁壘。

具體從各個環(huán)節(jié)來看：

前道工藝設(shè)備（晶圓制造）

• 光刻機(jī)：2024年國內(nèi)光刻機(jī)市場規(guī)模超400億元，但國產(chǎn)化率僅2.5%，ASML、Nikon、Canon引領(lǐng)全球，國內(nèi)中低端制程（如90nm~65nm）已初步量產(chǎn)，但高端領(lǐng)域（28nm以下）仍高度依賴進(jìn)口；

• 刻蝕機(jī)：國內(nèi)刻蝕設(shè)備國產(chǎn)化率約為20%~30%，LAM、TEL、AMAT引領(lǐng)全球，國內(nèi)主要包括中微公司和北方華創(chuàng)；

• 薄膜沉積設(shè)備：國產(chǎn)化率約為22.7%，AMAT、LAM、TEL引領(lǐng)全球，國內(nèi)主要包括北方華創(chuàng)、拓荊科技、微導(dǎo)納米、盛美上海等；

• 離子注入機(jī)：國產(chǎn)化率低于5%，長期被AMAT和Axcelis壟斷，國內(nèi)主要包括凱世通（萬業(yè)企業(yè)旗下）等；

• 化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）設(shè)備：國產(chǎn)化率約為16.5%，AMAT、Revasum、Ebara引領(lǐng)全球，國內(nèi)主要包括華海清科等；

• 清洗設(shè)備：國產(chǎn)化率約35%，DNS、TEL、KLA、LAM引領(lǐng)全球，國內(nèi)主要包括盛美上海、至純科技等；

• 測量與檢測設(shè)備：國產(chǎn)化率不足5%，長期被KLA、AMAT、日立等壟斷，國內(nèi)40余家企業(yè)多集中于低端市場，高端設(shè)備因核心零部件禁運(yùn)、研發(fā)周期長等問題進(jìn)展緩慢，國內(nèi)主要包括中科飛測等；

• 熱處理設(shè)備：國產(chǎn)化率在20%~25%之間，AMAT、TEL引領(lǐng)全球，國內(nèi)主要包括北方華創(chuàng)和屹唐半導(dǎo)體。

后道工藝設(shè)備（封裝與測試）

• 劃片機(jī)：國產(chǎn)化率在10%~20%之間，日本Disco占據(jù)份額高達(dá)70%，國內(nèi)主要包括光力科技、德龍激光、大族激光；

• 晶圓減薄機(jī)：國產(chǎn)化率在5%~10%之間，日本DISCO和東京精密合計市占率（CR2）達(dá)70%左右，國內(nèi)主要包括華海清科等；

• 引線鍵合機(jī)：國產(chǎn)化率約20%~30%，美國K&S（庫力索法）、ASMPT占據(jù)全球80%以上市場份額，國內(nèi)主要包括中電45所、北京創(chuàng)世杰、奧特維等；

• 探針臺：國產(chǎn)化率在20%左右，東京精密、東京電子主導(dǎo)全球市場，國內(nèi)主要包括矽電股份；

• 測試機(jī)：國產(chǎn)化率在25%左右，泰瑞達(dá)、愛德萬、科休主導(dǎo)全球，國內(nèi)主要包括廣立微、華峰測控、長川科技等；

• 分選機(jī)：國產(chǎn)化率在35%左右，科休、愛德萬、ASM主導(dǎo)全球，國內(nèi)主要包括長川科技、金海通、上海中藝、格朗瑞等。

制造軟件

• 制造類EDA：由Synopsys、Cadence、Siemens EDA主導(dǎo)全球市場，我國方面，掩膜版校準(zhǔn)包括培風(fēng)圖南、東方晶源、全芯智造、華大九天，光學(xué)臨近校正包括培風(fēng)圖南、東方晶源、國微芯，工藝仿真包括培風(fēng)圖南，器件仿真包括培風(fēng)圖南，良率分析包括培風(fēng)圖南、廣立微，值得注意的是2024年，國家大基金相繼投資九同方、鴻芯微納、全芯智造和行芯科技4家EDA企業(yè)；

• CIM：AMAT和IBM兩家公司主導(dǎo)全球，國內(nèi)主要包括喆塔科技、賽美特、哥瑞利、上揚(yáng)軟件、芯享科技、鎧鉑科技、格創(chuàng)東智、華經(jīng)信息。

工程師的態(tài)度

某工程師表示，F(xiàn)AB國產(chǎn)替代在短期內(nèi)發(fā)展態(tài)勢向好，但隨著國內(nèi)FAB廠房建設(shè)數(shù)量減少及生產(chǎn)運(yùn)營逐步穩(wěn)定，國產(chǎn)廠商間的市場競爭將愈發(fā)激烈。盡管國產(chǎn)化已成為行業(yè)發(fā)展趨勢，但國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域存在“一哄而上”的發(fā)展特點，未來一定會出現(xiàn)大規(guī)模洗牌。這種洗牌與新能源汽車行業(yè)類似，F(xiàn)AB領(lǐng)域當(dāng)前雖企業(yè)數(shù)量眾多，但經(jīng)過市場競爭后將篩選出頭部企業(yè)，借助外部制裁帶來的發(fā)展窗口期，若能培育出優(yōu)質(zhì)國產(chǎn)替代企業(yè)，便具有行業(yè)價值。

以具體領(lǐng)域為例，除幾家具有長遠(yuǎn)的多種設(shè)備規(guī)劃的企業(yè)外，檢測設(shè)備領(lǐng)域已有中科飛測、東方晶源等大型企業(yè)，同時存在大量小型AOI設(shè)備廠商；即便是技術(shù)難度較高的EPI設(shè)備領(lǐng)域，國內(nèi)也已有五至六家企業(yè)布局，曾出現(xiàn)企業(yè)為推動自家設(shè)備官宣驗證成功，頻繁協(xié)調(diào)獲取wafer以開展實驗的情況。軟件領(lǐng)域作為輕資產(chǎn)行業(yè)，相關(guān)國產(chǎn)企業(yè)數(shù)量已接近200家。

另一位工程師的觀點則相對極端，認(rèn)為當(dāng)前國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域已無創(chuàng)業(yè)機(jī)會，各細(xì)分賽道均被頭部企業(yè)占據(jù)，半導(dǎo)體材料領(lǐng)域的創(chuàng)業(yè)機(jī)會也已趨近于無。之所以AOI設(shè)備廠商數(shù)量多的原因，在于光學(xué)與運(yùn)動模塊可完全外包、對產(chǎn)品品質(zhì)影響較小且受國產(chǎn)化政策推動。國內(nèi)表現(xiàn)較好的AOI企業(yè)多與科磊存在關(guān)聯(lián)，公開可查的已有四五十家，私下數(shù)量更多。此外一些廠商已經(jīng)開展價格競爭，且混合鍵合等領(lǐng)域較少采用國產(chǎn)設(shè)備。

一位在FAB廠的工程師表示，半導(dǎo)體設(shè)備進(jìn)入FAB廠的流程極為嚴(yán)謹(jǐn)，因其直接關(guān)系到整條產(chǎn)線的穩(wěn)定性與產(chǎn)品良率，通常需經(jīng)歷漫長的驗證周期。一旦設(shè)備通過驗證并投入使用，廠商一般不會輕易更換，絕非可“批量拿下”的簡單事項，尤其是頭部FAB廠，設(shè)備更換更可能引發(fā)“牽一發(fā)而動全身”的連鎖影響，需格外謹(jǐn)慎。在國外廠商擁有很高壁壘的背景下，即便一些企業(yè)可能在某些特定工藝或客戶合作中取得突破，短期內(nèi)也難以全面超越國內(nèi)大部分頭部廠商在眾多產(chǎn)品線中的優(yōu)勢地位。

半導(dǎo)體設(shè)備研發(fā)不僅需要投入巨額資金，還需耗費(fèi)漫長的時間積累技術(shù)與經(jīng)驗。行業(yè)的健康發(fā)展，離不開企業(yè)踏實開展研發(fā)、積極推進(jìn)合作的態(tài)度與行動，也期待國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)能摒棄浮躁，在技術(shù)突破與市場競爭中實現(xiàn)真正的健康、可持續(xù)發(fā)展。

而另一位從業(yè)人員則稱，相較于當(dāng)前聚焦FAB設(shè)備國產(chǎn)替代，更應(yīng)關(guān)注3D封裝對設(shè)備與材料產(chǎn)生的新需求，例如hybrid bonding相關(guān)領(lǐng)域。

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*封面圖由AI生成