寡头垄断的半导体设备市场,美国是不可替代的吗?

自2014年《国家集成电路产业发展推进纲要》发布和大基金成立以来，国内集成电路产业发展如火如荼，一时间各地竞相掀起晶圆厂建设潮。集成电路离不开晶圆厂，而晶圆厂离不开半导体设备和材料。中兴事件和中美贸易摩擦以来，集成电路的重要性逐渐为人们所认知，再加上著名的“瓦森纳协议”，作为集成电路产业的基石，半导体制造设备的重要性不言而喻，也对中国集成电路产业的安全敲响了警钟。

那么，美国的半导体设备是否就是不可替代的？

半导体设备市场美日荷争霸，高度垄断

纵观全球半导体设备市场，美日荷争霸， 高度垄断， 强者恒强。

半导体设备技术壁垒极高，龙头公司起步较早，整个行业高度垄断、强者恒强。目前主要被美国、日本和荷兰的巨头垄断，他们起步较早，伴随着整个半导体产业一起成长，相应产品也已经成为事实上的行业标准，其他设备公司无论资金、技术、研发能力、市场地位等各个方面，都与排名靠前的国际巨头差距较大。

根据Gartner、长江证券研究所的数据，晶圆处理设备占整个半导体设备市场超过 80%的份额，而2016年晶圆处理设备厂商前 10 强的市场份额合计达 78.6%，美国占据 3 家并均进 入前 5，日本 5 家，荷兰 2 家。全球半导体设备市场，美国、日本和荷兰三强 争霸，美国最强，日本其次，荷兰的光刻和后道封装设备最强。

排名前 10 的公司中， 美国公司虽然数量上比日本公司少，但全部进入了前 5 名，总营收比日本公司高较多。全球半导体设备市场，美国、日本和荷兰三强争霸，其中，美国最强，日本其次， 而荷兰的光刻和后道封装设备最强。

美国半导体设备产业的优势

长江证券研究所分析师指出，美国的 PVD 设备、检测设备、离子注入设备和 CMP 设备等半导体制造的核心设备，技术领先，在市场上占据近乎垄断地位，短期内难以被替代，且这几类设备拥有较大的价值占比，应重点发展。热处理设备、CVD 设备、刻蚀设备和分选机美国公司也在市场和技术上领先，但其他国家尤其日本的技术实力也较强，可在一定程度上替代美国产品，主要的选择是东京电子、日立、迪恩士、东京精密等。氧化扩散设备、涂胶显影设备、去胶设备、光刻机、清洗设备、测试机和探针台，其他国家或国产设备不输于甚至优于美国，或美国几乎没有相关产品，可以完全实现对美国的替代。

国产半导体设备目前也已具备一定的竞争力，例如Mattson的去胶设备、盛美半导体的清洗设备、中微半导体的介 质刻蚀机和硅通孔设备、长川科技的分选机、北京华峰和长川科技的中低端测试机、上海微电子装备的后道封装光刻机等，都已经在市场上直接和国外设备开展竞争，具有一定的竞争力，在国产替代进程中，有望取得领先。

长江证券研究所指出，对于美国半导体设备的可替代性，可分为三类：较难替代、可部分替代、可完全替代。

替代的难易程度，其实也正是由美国公司的技术和相应产品在全球市场上的地位决定的。PVD、检测、离子注入和 CMP 设备，美国公司技术领先，产品占据近乎垄断的领先地位，其他国家的产品较难在短期内替代美国产品，因此应重点发展。而热处理设备、CVD、刻蚀、分选机，其他国家的产品可实现一定程度上的替代，美国公司技术领先，但领先优势不明显，市场存在竞争，如刻蚀设备 Lam 与东京电子存在竞争，CVD 设备应用材料与东京电子存在竞争。而氧化扩散设备、涂胶显影、去胶、光刻机、清洗、测试机、探针台等设备，其他国家的产品不输于甚至优于美国公司的产品，或者美国几乎没有相关产品，可实现对美国产品的完全替代。

缺少美国半导体设备，中国半导体产业发展放缓但不会停止

分析师认为，如果缺少美国半导体设备，会立即减缓中国晶圆厂建设进度，尤其是 14/28nm 等先进工艺的晶圆厂，在PVD、检测、离子注入和 CMP 设备上短期内几乎无设备可买。而刻蚀、CVD 设备等，如果晶圆厂建设之初采用了美国的设备方案，则需要重新选择替代国设备或国产设备并进行充分的验证。

但这并不意味着美国领先的半导体设备产品不能替代，而是需花较长时间来重新设计方案并进行充分的设备验证、试错。这个过程会拖慢中国晶圆厂建设的进度，少则一年、多则两三年。对半导体产业，时间很宝贵，慢两三年即意味着慢了一代工艺，对中国的半导体产业影响较大，尤其是目前全力追赶工艺的关键时期。目前，中国的半导体产业已经落后国际先进水平两代以上，国际上 7nm 即将量产，而国内还正在研发14nm，28nm的良率依然无法很好控制。所以，对国际先进工艺的追赶是一个长期艰苦奋斗的过程，我们对此早已做好了充分的心理准备，慢两三年对我们可能会造成一定影响，但并不会阻止我们发展半导体产业的决心。所以，这只会减缓中国半导体产业的发展，而不会使其停止。

国内部分在建晶圆产线中，8 英寸晶圆和 12 英寸晶圆的 28nm 以上工艺产线会受的影响较小，28nm 及以下工艺会受的影响较大。

中美贸易摩擦和中兴事件背景下，未来国产半导体设备必将得到更多的支持和试错机会，将加速发展。此外，目前国产半导体设备，仍然有约60-70%的零部件依赖于进口，在未来，随着国产半导体设备的发展，零部件的国产化率也将逐步提高，实现真正的半导体设备国产化。