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青木:芯片制造九大核心设备对比,中美差距到底有多大?|2022-05-16

在芯片领域,大家总觉得中国的技术很弱,但其实不是这样的。
因为中国经济起步太晚,在追赶方面我们肯定是按先易后难的顺序搞的。
芯片技术遵循摩尔定律,在同样价格的前提下,每18~24个月元器件的数目就会翻一倍,也就是性能翻一倍。
这恐怖的进化速度代表整个芯片产业链能每2年就把一个先进技术搞成落后技术,慢一步你之前所有的投资都会全部废掉,根本不是以前的中国玩得起的。
因为芯片技术的追赶难度在所有行业里明显属于最高级,所以我们放到后面去发展是非常正常的。
那么中美的芯片技术差距有多大,是不是大到壮汉打小孩那种?
中国芯片技术不如美国很多,但双方的技术差距,真没大家想象的那么大,甚至可以说差距小到远超你的想象。
完整的芯片制造链共有九大核心设备,只要有一个被卡断,整个芯片生产系统就会中断。
光刻机,只是九大核心设备之一而已,并不代表你有了光刻机就能生产芯片。
在这九大核心设备的领域,如果所有零件都采用纯粹的国产,不含一丝一毫的外国零件,那么中国到底能打造出什么程度的芯片产业链?
还是让数据说话罢。

九大核心设备

列数据之前,要先列总纲,先介绍下芯片制造究竟需要哪九大核心设备。
氧化扩散机,薄膜沉积设备,光刻机,涂胶显影机,刻蚀机,离子注入机,CMP抛光设备,检测设备,总共是八大设备。
除此之外,还有一个清洗机,贯穿多个工序,不清洗是没办法进入下一环节的,因此总共是九大核心设备。

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这九大高精尖设备组合在一起彼此配合,才能组成一个完整的生产线,然后才能生产出一颗小小的芯片。
少了其中一个,你整个生产线都得瘫痪。
清洗机
先谈清洗机,因为这东西看起来很不起眼,不就洗个东西么。
芯片的清洗机,和你家的洗碗机那完全就是两码事,可不是冲冲水就完事了,那可是超高精密度的芯片。
1 毫米=1000000 纳米,也就是说,5纳米=0.000005毫米,在这么细的缝隙里会有多种杂质需要无损清除,每个生产环节都会给缝隙内增加新的杂质,你说难不难?
清洗机分几种原理,又各自由多少道工序组成,我今天就不说了,但你要知道清洗对于芯片制造意义非常重大,如果清洗达不到要求,那么产品的良率会低到惨不忍睹,直接导致经济效益丧失。

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在清洗机领域,马太效应非常明显,全球前四大企业总共占据了98%的市场份额。
排第一的不是美国,而是日本,前两大厂商都是日本的,合计占据70%的市场份额,第三名是韩国的,占14.8%,日韩合计占据84.8%的市场。

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日韩很强,但中国在这个领域已经实现了从0到1的突破,拥有了上牌桌的资格。
全球第五大清洗机公司,是中国的盛美半导体公司,虽然只占2.3%的全球市场份额,但已经拥有了一战之力,因为排第四的美国公司市场份额也就12.5%,这还是中国企业占了后发劣势,别人不愿意冒险用中国产品的缘故。
2021年5月25日,盛美半导体的SASP兆声波清洗技术,荣获中国科技进步一等奖。
目前,全球最先进的清洗机是日本的,可以匹配5nm生产线。
美国也能搞定5nm生产线,但市场竞争力不如日本。
中国最先进的清洗机,可以匹配14nm生产线,目前在研技术5/7nm。
我这里指的14nm级别清洗机,是纯国产零件组成的,哪怕美国带着全球一起断供中国也能自己造出来的纯国产清洗机。
除此之外,中国还有替补梯队,北方华创目前可以造28nm的清洗机,至纯科技目前可以造28nm的清洗机,芯源微目前可以造28nm的清洗机,技术等级仅落后盛美一代。
这么短的时间内搞出14~28nm的技术强不强?
反正,我觉得不算弱了。
氧化扩散机
氧化扩散设备,目前最先进的国家是日本,技术等级是5nm,占据了全球总共81%的市场份额。
这个领域美国能造5nm产品,但市场份额就是打酱油的,自己都引用日本设备。
但这和我们没关系,日本也当美国看。
只要不是中国的,那就是外国的,判断标准非常简单粗暴。
目前,中国的北方华创可以独立生产14nm的氧化扩散炉,足以匹配14nm的芯片生产线。
北方华创的产品目前占据国内市场6%,国际数据暂时没有。
市场份额不多,但只要你要,产品还是可以提供的。
薄膜沉积设备
薄膜沉积设备领域最强的是美国和日本,都可以搞定5nm技术,两国合计占据70~80%左右的市场份额。
目前,中国国内的存量薄膜沉积设备98%来自于进口,国产化率仅为2%,因为中国以前造不出来。
但最近几年,中国取得了技术突破,最先进厂商为北方华创。
目前,中国28nm级别的设备已经成功实现销售,14nm设备正在生产线进行磨合验证。

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中国最先进厂商已成功实现销售,成功实现销售这六个字,足以看出国产设备要取得技术突破,要取得市场认可,到底有多难。
除了北方华创,沈阳拓荆也很强,双方的技术等级都是一致的,目前都可以搞定14nm的技术,都正在研发7/5nm的技术。
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