光刻机是半导体制造中的核心装备,其中包含了数以万计的精密零件,被誉为“半导体工业皇冠上的一颗明珠”。
但这颗明珠却长期为荷兰阿斯麦(ASML)公司所垄断,由于稀缺,一台光刻机的售价可卖到数千万美元甚至过亿美元。对于5nm、7nm等高端芯片制造工艺,没人可以绕开ASML进行生产。
近日,在第三届上海进出口商品交易会上,ASML全球副总裁、中国区总裁沈波在接受采访时透露,这些年来,他们已经为中国的半导体客户积累了700多台装机。第一台光刻机于1988年进入中国,距今已有32年。
根据ASML的财务报告,在今年第二季度和第三季度,该公司向国内地区销售的光刻机占全球销量的20%。目前,ASML已在中国设有12个办事处,11个仓储和物流中心,2个开发中心和1个培训中心,共有1000多名员工。
国产光刻机的缺失,不仅意味着每年中国企业要付出巨大代价去采购外国产品,更代表了半导体工业已经将自己的“命脉”拱手让人。
那么中国为什么造不出自己的光刻机?中国的高端半导体设备究竟差在哪里?
前瞻产业研究院发布的《2020年中国半导体设备行业市场研究报告》指出,光刻机发展至今,已经历了5代产品的迭代,目前第五代EUV光刻机是未来光刻机技术发展的主要方向,目前ASML是全世界唯一一家能够设计和制造EUV设备的厂商。
从中国市场来看,上海微电子装备有限公司(SMEE)是我国国内唯一能够做光刻机的企业,其已经量产的光刻机中,性能最好的能够达到90nm的制程工艺。
但值得一提的是,在光刻机产业的上下游,不乏国产企业的身影。
尽管我国光刻机的发展与国际领先水平有着不小差距,但在半导体设备的其它细分领域已有了较大进展。
从国内市场来看,刻蚀机是我国最具优势的半导体设备领域,也是国产替代占比最高的重要半导体设备之一。目前我国主流设备中,去胶设备、刻蚀设备、热处理设备、清洗设备等的国产化率均已经达到20%以上。
那么目前国内半导体行业的国产替代化究竟发展到了什么程度?
据前瞻产业研究员分析,国产半导体设备已经形成系列化布局,以北方华创等为代表的龙头公司正在加紧布局设备国产替代。
目前国内半导体设备企业在刻蚀、薄膜沉积、离子注入、光学测量、研磨抛光、清洗设备等主要设备均有布局,客户的接受度也不断增强,包括中微半导体的介质刻蚀机、北方华创的硅刻蚀机、PCV设备,上海盛美的清洗设备等国产12英寸设备已经在生产线上实现批量应用。另外,一部分应用于14nm的国产设备也开始进入生产线步入验证。
半导体设备行业是半导体芯片制造的基石,半导体不仅与信息安全的发展进程息息相关,其价值链更具有放大效应。根据国际货币基金组织测算,每1美元半导体芯片的产值可带动相关电子信息产业10美元产值,并带来100美元的GDP。