文观察者网专栏作家青硕。
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5月20日晚上刚下飞机的拜登,直奔首尔附近的三星电子半导体工厂。韩国总统尹锡悦和三星电子副会长李在镕进行了陪同视察。
对于半导体骄傲的韩国人来说,这次无论是两国总统还是三星董事长,似乎都没有在无尘芯片生产线上配备防尘服。相比之下,指导参观的工程师却设备齐全。这不禁让人怀疑双方对“技术同盟”的关注只停留在纸上。
拜登一离开,韩国半导体的洁癖又回来了。据《韩国商报》报道,5月25日,韩国水原地检表示,由于技术泄露,包括三星旗下半导体设备制造商SEMES员工在内的7人被移交法院。“技术泄露”的帽子戴在中国人的头上。
面对韩国方面的势头,中国企业显然有自己的节奏。
驴唇不对马嘴的嫌疑。
据韩国方面称,中国人迷上了先进的半导体清洁技术。
水原检察厅负责人表示,与营业流出有关的7人窃取了三星电子子公司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,制造了14台半导体清洗机,在中国赚取了710亿韩元(3.763亿韩元)。
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。SEMES涵盖清洁、蚀刻、摄影、测试和包装等芯片制造工艺。三星控股SEMES的比例超过90%,因此该公司成为三星重点支持的半导体设备制造商。SEMES生产的蚀刻设备也开始在三星的开放式V-NAND闪存工厂使用。
技术盗窃案的核心是SEMES前职员A某。他在这家公司做研究员10多年了,因此受到了中国企业的投资。从SEMES离职后,他没有向公司归还技术数据,而是从合作公司获取技术指标、设计图、药品渠道、软件程序等重要信息,然后将半导体清洁设备出售给中国企业。
从这个角度来看,SEMES的技术泄露更像是离职员工的谜题。但是韩国媒体喜欢在复杂的事件中寻找“中国利益”的线索。韩国KBS电视台在5月26日的报道中表示,A先生的利益相关者包括“中国国营半导体研究机构”ICRD、上海集成电路研发中心有限公司。
但是从主要业务来看,ICRD的关系与洗涤器关系不大。从企业简介来看,ICRD主要是早期的研发ampd、提供技术验证和流程支持工作,不包括设备制造。应用设备技术是CMOS图像传感器、高压电源设备和智能视觉,也不包括设备制造。ICRD与被盗组织的关系只能在购买设备时中断。
令人惊讶的是,这场邪恶之火竟然被其他中国企业烧了。6月1日,针对“SEMES泄漏事件”,国内半导体清洁设备制造商成美上海答复说,成美上海及其控股子公司与事件完全无关。
为了澄清传闻,成美特别强调了自己的工作。“星美凭借业界首创的SAPS乔声波单一清洗技术,获得了2020年上海市科学进步一等奖。”SEMES涉及的半导体设备是超临界二氧化碳清洗技术,两条技术路线完全不同,盛美上海自然没有任何关系。
半导体设备产业的立足点
如果摆脱“盗窃丑闻”,单从半导体清洁设备领域来看,成美半导体正在渗透半导体领域的核心市场。
理论上,半导体制造设备根据技术流程分为光刻机、工艺检测、薄膜沉积、离子注入、清洁、氧化退火等设备。其中清洁设备的价值只有5%左右,技术壁垒低。但是芯片制造需要高效的清洁程序,所以这个领域一直是半导体设备行业的跳板。除了成美,北方华昌、纯科技等企业也都参与其中。
成美半导体进入清洁设备行业也不能成为业界的历史契机。2005年,全球半导体生产线转移到国内,半导体设备需求增加,海外的ACMR以“成美半导体”的名义作为主要企业引入上海。
经过3年的研发,成美开发了空间交替声呐清理(SAPS)技术。用这项新技术制作的这套设备很快受到了存储巨头海力士的关注。2009年,海力士引进了成美清洁设备,开始了两年的产品验证。连续两年没有订单的收益也给成美带来了很大压力。
好消息是,经过两年的测试,盛美半导体设备使海力士提高了1.5%的概率,并在2013年欢迎客户收购。在订购存储芯片的基础上,星美半导体又战胜了长江。
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。
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。