半导体设备位于整个半导体产业链的上游,在新建晶圆厂中半导体设备支出的占比普遍达到 80%。一条晶圆制造新建产线的资本支出占比如下:厂房 20%、晶圆制造设备 65%、组装封装设备 5%,测试设备 7%,其他 3%。其中晶圆制造设备在 半导体设备中占比最大,进一步细分晶圆制造设备类型,光刻机占比 30%,刻蚀 20%,PVD15%,CVD10%,量测 10%,离子注入5%,抛光 5%,扩散 5%。
17 年全球半导体设备市场总量约为 566 亿美元,同比+37%,2018 年预计在 600 亿美元规模。中国是全球半导体设备的第三大市场,17 年中国半导体设备 82.3 亿 元,增速 27%。
1.我国半导体行业政策历史演变
1956 年国务院制定的《1956-1967 科学技术发展远景规划》中,已将半导体技术列为四大科研重点之一,明确提出“在 12 年内可以制备和改进各种半导体器材、器件”的目标。同期教育部集中各方资源在北京大学设立半导体专业,培养了包括王阳元院士、许居衍院士等第一批半导体人才。
半导体产业链复杂、技术难度高、需要资金巨大,且当时国内外特定的社会环境,中国在资金、人才及体制等各方面困难较多,导致中国半导体的发展举步 维艰。(图表 1、2 为半导体产业链图)
直到 70 年代,中国半导体产业的小规模生产才正式启动。原电子工业部部长在其 著作《芯路历程》中回忆这一阶段历史,提到发展中第一个误区“有设备就能生产”, 70 年代从日本、美国引进了大量二手、淘汰设备建立了超过30 条生产线,但引进 后无法解决技术、设计问题,也没有管理、运营能力,第一批生产线未能发挥应有 的作用,就淡出了市场。
90 年代,国家再度启动系列重大工程,为改变半导体行业发展困境,最知名的为 908、909 工程,中国半导体人从中获得较多宝贵的经验教训,收获了两家较为成 功的案例,分别为华虹及海思。908 工程在 1990 年启动,投资20 亿元建设国际 领先的 1 微米(1000nm)制程工艺的晶圆制造产线。由于中国彼时整体经济力量还在蓄积,因此经费、设备引进、建厂等环节仍然阻力较大,直至1998 年产线得以 竣工。此时国际工艺节点达到0.18 微米,中国生产线刚建成就落后两代。在 1996 年国家启动了“909”工程,整体投资约 100 亿元,并且做出很多打破审批的特事特 办,参与其中的公司如今只剩两家,一个是 909 工程的主体华虹集团,另一个则是 完全自筹 1.355 亿元资金的华为设计公司,也就是后来的海思。