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面对韩方专利指控,中国半导体设备路在何方?

2022-09-19
来源:瞭望智库
关键词: 半导体设备

  5月20日傍晚,刚下飞机的拜登,直奔首尔附近的一家三星电子半导体工厂。并在韩国总统尹锡悦和三星电子副会长李在镕陪同下视察参观。

  对半导体引以为傲的韩国人,此次却显得不太上心:不论是两国总统还是三星会长,都没有在要求无尘的芯片生产线里配备防尘服。作为对比,引导参观的工程师倒是设备齐全。这不由得让人怀疑,双方对“技术同盟”的关注,只停留在了纸面上。

  拜登走后,韩国半导体的“洁癖”又回来了:据《韩国商报》报道,5月25日,韩国水原地方检察厅宣布,由于技术泄密,包括三星旗下半导体设备厂商SEMES员工在内的7人被移交法院。“技术外流”的帽子,被扣到了中国人的头上。

  面对韩方的咄咄逼人,中国企业显然有着自己的节奏。


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  驴唇不对马嘴的指控

  根据韩方的说法,中国人看上了先进的半导体清洗技术。

  水原检察厅办公室人员表示,涉及商业泄密的7人,窃取的是三星电子子公司SEMES从2018年3月到2021年底开发的超临界清洗设备制造技术。在两名前SEMES技术人员的帮助下,他们制造了14台半导体清洗机,并且在中国获利710亿韩元(合3.763亿人民币)。

  这里提到的SEMES,成立于1993年,是韩国最大的预处理半导体设备制造商。清洁、蚀刻、摄影、测试和封装等芯片制造过程,SEMES可谓无所不包。由于三星控股SEMES比例超90%,该公司已经成为三星重点扶持的半导体设备厂商。SEMES生产的蚀刻设备,也在三星的开V-NAND闪存工厂中开始使用。

  技术盗窃案的核心,是SEMES前员工A某。他曾在该公司担任研究员超过10年,因此迎来了中国企业的投资。从SEMES离职后,他并没有向公司归还技术数据,而是从合作方拿到技术指标,设计图纸,药品渠道和软件程序等关键信息后,自制半导体清洗设备出售给中国企业。

  从这个角度看,SEMES的技术泄密,更像是离职员工的糊涂账。但是韩国媒体却乐于在复杂的案件中,寻找“中方得利”的线索。韩国KBS电视台就在5月26日的报道中表示,A某的利益相关方包括“中国国营半导体研究机构”ICRD,即上海集成电路研发中心有限公司。

  不过从主营业务看,ICRD的关系跟清洗机关系不大。从企业介绍看,ICRD提供的主要是前期研发,技术验证和工艺配套工作,不涉及设备制造。应用设备技术为CMOS图像传感器,高压功率器件和智能视觉,同样不涉及设备制造。ICRD与窃密组织的关系,可能只停于设备采购。

  令人意外的是,这股邪火居然烧到了其他中国企业。6月1日,针对“SEMES泄密案”,国内半导体清洗设备厂商盛美上海作出回应:盛美上海及控股子公司与该事件完全无关。

  为了澄清谣言,盛美还特意强调了自己的业务,“盛美在业界首创的SAPS兆声波单片清洗技术荣获2020年上海市科学进步一等奖。”SEMES涉及的半导体设备,则是超临界二氧化碳清洗技术,两者技术路线完全不同,盛美上海自然毫无瓜葛。

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  半导体设备行业的敲门砖

  如果跳出“窃密丑闻”,仅从半导体清洗设备领域观察,盛美半导体正在针对半导体领域的核心市场展开渗透。

  理论上说,半导体制造设备按技术流程分为光刻机,过程检测、薄膜沉积、离子注入、清洗、氧化退火等设备。其中清洗设备价值仅占5%左右,并且技术壁垒较低。不过由于芯片制造需要高效的清洁工序,这一领域一直是半导体设备行业的敲门砖。除了盛美之外,北方华创、至纯科技等企业都有参与。

  盛美半导体进入清洗设备行业,也离不开行业的历史契机:2005年,全球半导体产线向国内转移,半导体设备需求增加,还在海外的ACMR,以“盛美半导体”为名,作为重点企业被引进上海。

  经过3年的研发后,盛美开发SAPS(空间交变相移兆声波清洗)技术。这套新技术制造的设备,很快就得到了存储巨头海力士的关注。2009年,海力士引入盛美的清洗设备,并启动了长达两年的产品验证。连续两年没有订单带来的营收,也给盛美带来了巨大的压力。

  好消息是,经过两年的测试后,盛美半导体的设备帮助海力士提高了1.5%的良率,并在2013年迎来了客户的复购。以存储芯片订单为基础,盛美半导体又赢得了长江存储中芯国际及华虹集团的产品订单。这几家公司作为大客户,构成了盛美超过80%的订单。

  随着中国半导体产能的增长,国产企业开始在清洗设备等外部领域逐步抢回话语权。2019中国半导体清洗设备招标采购份额中,盛美半导体占比20.5%,已经和国外巨头泛林半导体看齐。从毛利率来看,其单片清洗设备毛利率约45%,也能保障企业的生存。

  但是长期来看,国内半导体清洗设备参与企业较多,盛美为了缓解可能的竞争压力,正在开发湿法刻蚀设备、无应力抛光设备等领域。同样参与清洗设备竞争的北方华创和芯源微,也加入到了刻蚀设备和涂胶显影设备等领域。

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  半导体设备不止“刷盘子”

  对于中国半导体企业而言,抢到清洗设备这样的“刷盘子”市场很赚钱,但这还不够。

  对于这一点,日本清洗设备巨头迪恩士深有感触。作为世界第一台旋转晶片清洗系统的研发者,迪恩士在2016年就占据了半导体清洗设备53%的市场。但是随着中国企业的入场,这一数字已经下降到了45%,盛美上海和北方华创等企业,在未来也会面临同样的压力。

  从市场转型来看,迪恩士曾经考虑过刻蚀设备的业务,但这些业务却并没有为公司改善营收结构。迪恩士2022年H1财报指出,公司总营收的95%来自清洗设备,其中单品清洗机占比高达70%,严重依赖SU-3200这款产品。

  与迪恩士相比,国产半导体设备厂商同样面临严重的马太效应。但是目前除光刻机以外,其余流程设备都在加速渗透。

  去胶设备方面,屹唐半导体已经依靠干法去胶设备拿下了超过30%的全球市场份额。热处理设备领域,屹唐也凭借着0.1%的市场份额在2020年排名全球前十。CMP领域,中电科45所和华海清科都拿下了国内订单,后续替代也逐步提上日程。

  截至目前,国内半导体设备攻关的细分领域为离子注入设备,刻蚀设备和薄膜沉积设备。涂胶显影设备领域,芯源微目前也在尝试小规模替代。考虑到这些领域的压力,包括屹唐、芯源微在内的企业,正在通过清洗和CMP等低门槛领域进行业务多样化,用优势项目的营收推动关键领域的技术攻关。

  面向未来,国产设备的替代目标,可能是二手芯片设备。《华尔街日报》去年年底的一篇专题报道指出,为了满足原有的生产周期,二手设备价格水涨船高,已经超出了原有的价值。仅以1995年生产的佳能FPA3000i4,这款设备2014年的报价仅为10万美元,2021年则是170万美元。

  依照传统的行业规律,成熟制程芯片厂商为了对抗成本压力,会选择二手设备。二手半导体设备厂商Surplus Global首席执行官 Bruce Kim曾表述,公司在过去20年中回收了40000套设备。但是由于二手设备需求的持续上涨,这些设备的交付也可能出现问题。与全新设备和二手设备相比,国产设备在交付上会有更加明显的优势。

  深入核心的路很难,但是中国半导体从未停下脚步。


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