编者按：本文来自微信公众号 远川科技评论（ID：kechuangych），作者：叶子凌，编辑：李墨天，微新创想经授权转载。今年7月底，日本正式实施限制23种半导体制造设备出口的新规，重点针对10-14纳米以下的先进制程设备。规定要求向白名单之外的“其他国家”出口设备时，必须详细申报设备规格和用途，而这里的“其他国家”指向明确。全球半导体设备市场长期由美国、日本和欧洲企业主导。2020年以前，中国超过80%的设备依赖这些地区进口。以光刻领域为例，辅助光刻过程的涂胶显影设备，90%以上源自日本东京电子[1]。核心光刻机则被荷兰阿斯麦（ASML）垄断，剩余不到10%的成熟制程光刻机市场，由尼康和佳能瓜分。自去年底起，日本效仿美国推出类似政策。尽管新规生效不久，但中国芯片企业对日本禁令的担忧已持续两年多。加上荷兰也实施出口限制，国内先进制程突破之路几乎被封锁。半导体产业面临四面楚歌的困境。原本在产线外围观望的中国设备商，却迎来转机。夜行：从0到1的蛰伏尽管光刻机备受关注，但半导体设备远不止这一种——其市场规模甚至不及产业链其他环节。注：本文聚焦半导体制造环节所需的前道设备，不包括封测设备。刻蚀和薄膜设备市场规模超过光刻机，二者与光刻机并称“三大主设备”，合计占据70%市场份额。刻蚀通过物理或化学方法去除光刻标记区域，实现功能外形制造；薄膜则在材料表面形成均匀氧化膜，构建功能层。由于光刻技术受波长限制，单靠光刻机难以满足5nm、3nm等先进制程，需通过反复刻蚀实现尺寸微缩。因此，现阶段先进制程工艺的提升很大程度上依赖刻蚀技术的叠加。这也是近两年刻蚀和薄膜设备市场份额超越光刻机的原因之一。全球刻蚀市场长期由美国泛林、应用材料和日本东京电子主导，合计占据90%份额[1]。直到2020年，中国中微公司和北方华创才在刻蚀设备市场占据约2%份额。2020年，中微5纳米刻蚀设备进入台积电先进制程产线，虽订单和收入不及美日企业，但已是十多年明争暗斗的突破。2004年，60岁的应用材料前高管尹志尧回国创立中微，专攻刻蚀设备。因其在应用材料的工作经历，中微创立后始终被美国严密监控。三年后，中微首台刻蚀设备问世，应用材料便以窃密为由提起诉讼；泛林也在2009年控告中微专利侵权。这两起官司历经多年，最终以中微自证清白告终。但美国企业的打压并非中微最棘手的问题。尹志尧曾坦言[2]：“依赖美国设备20年，突然有中国公司提出替代方案，客户通常不愿尝试。”半导体设备市场准入门槛极高，研发到投产需与下游客户深度合作。设备需在产线上反复调试，通过上下游循环反馈迭代，因此晶圆厂和设备厂商从研发阶段就形成紧密绑定，不易更换供应商。半导体行业作为技术密集型高利润产业，更换设备面临磨合成本、良率下降和订单流失风险，远超后进厂商的“成本优势”。这种基于“市场验证”形成的无形信任壁垒，才是国产设备商难以逾越的难关。当时国产设备技术水平落后，加之无法参与市场验证，导致产品虽成熟却鲜有订单，陷入恶性循环。换言之，连上牌桌的机会都没有，何谈赢球。而改变这一局面的，恰恰是海外制裁。契机：封锁的反噬今年7月，《华尔街日报》报道上海国际半导体展览会上，国产芯片和设备商展现“严肃但挑衅”的精神面貌[3]。制裁加速了国产替代进程，“本土供应商称，若无限制措施，芯片制造商不会考虑使用其技术。”《华尔街日报》文章揭示了美国拉拢盟友全行业封锁的负面影响：迫使中国通过市场机制而非行政手段解决卡脖子问题。上世纪初，中国推动操作系统自主化，但因产品竞争力不足、生态薄弱，导致单位检查时用国产，检查后换微软。这就是“无法参与市场验证”的后果。缺乏订单和真实客户，产品缺乏迭代升级资金，容易陷入技术断层。制裁前，国产半导体设备最大难关是市场态度。但制裁改变了这一局面。美国技术封锁不断升级，未受制裁企业也形成“早晚被制裁”预期，促使企业主动寻找备选方案。2018年前，“买不到设备”或只是黑天鹅事件。但华为案例后，哪怕可能性仅20%，企业也会寻求备胎。这对国内设备商意味着上牌桌的机会，可参与产品市场验证。加之中国大陆作为最大单一市场，哪怕分得一小部分，也是巨大份额。因此，尽管美日制裁聚焦先进制程，但下游晶圆厂不得不未雨绸缪，逐步提高成熟制程产线国产化率，既是战术也是战略。过去一两年，中国半导体上游国产化率快速提升。2022年下半年至今，全球半导体业绩下滑，日本半导体制造装置协会（SEAJ）预测2023年日本半导体设备销售额将下滑23%[4]。对比之下，A股设备公司业绩逆势增长。北方华创（刻蚀、薄膜设备）预计净利润同比增长121%-156%；中微公司（刻蚀、薄膜设备）预增109%-120%；万业企业（离子注入设备）预增加316%。2023年第一季度，盛美上海（清洗设备）净利润同比增长2937%；芯源微（涂胶显影设备）同增104%；华海清科（CMP设备）2023Q1净利润同比增长112%。除光刻机外，几乎所有细分龙头均实现大幅增长，少则翻倍，高则十倍。这是技术封锁下国产设备上牌桌的表象。另一方面，设备与下游客户合作后形成长期绑定，完成替代后同样如此。韩国因日本制裁推动本土半导体设备发展，已证明这一点。发力：久违的黎明韩国是因上游制裁倒逼本土半导体设备发展的典型案例。2019年7月，日本限制三种关键半导体材料出口，三星受影响最大，其3nm工艺研发因EUV光刻胶受限而延缓。韩国政府紧急拨款6万亿韩元（约335亿人民币），三星也投资多家材料企业寻求国产替代。日本制裁在国内引发反对声音，学者汤之上隆指出：“制裁正在摧毁日本氟化氢产业，堪称历史性愚策。”日本同样依赖韩国市场，一旦韩国全面国产替代，可能永远失去这一市场。事实是，制裁两年后，韩国本土材料尚未量产，设备商SEMES已超越日本老牌设备商SCREEN，成为全球第六大设备商，其母公司正是三星[5]。这反映半导体行业特征：晶圆厂与政府合力，也能培育出“能用”的供应商，后续只需提升良率和工艺。中国制裁后骤增的订单体现这一趋势。2022年国内晶圆厂招标中，国产设备中标比例达36%[6]。芯源微从2017到2019年营收增速分别为28.7%、10.6%和1.5%，2020年后跃升至50%以上。北方华创和中微近两年净利润均超三位数增长。当国产化成为共识，国内公司上牌桌机会将增多。当年国产操作系统最大的问题是外部环境波动：太平洋两岸关系亲密时，国产自主无人问津；紧张时又高喊口号。电子产业追赶最怕内部决策摇摆。尾声2019年4月，美国为否认中微独立研发7nm刻蚀机，组织听证会。尹志尧用三个观点说服美方：1. 亚洲人严谨，适合集成电路产业，且生产线已转移至亚洲；2. 他未将技术从美国带回中国，反而将中国早期教育经验带到美国；3. 中国是最大半导体市场[2]。这三个观点解释了国产设备快速发展的原因。但也需看到，设备公司增速惊人背后，营收基数仍低。全球顶级设备公司年营收普遍超千亿元，目前国内仅北方华创在2022年突破百亿。财报显示，除光刻机外各环节均有突破，但约一半国产设备环节国产化率未显著提升。从0到1突破艰难，产业繁荣需更长时间。以面板产业为例，从2003年京东方接盘韩国现代LCD业务算起，中国花了近20年才成为全球最大面板生产国，期间面临行业竞争、巨额补贴争议等挑战。技术差距面前，产业界承受的绝望常人难以想象。前两年上海浦东街头，沪C牌照出租车司机或为中芯、华虹工程师兼职。长路漫漫，开拓者们仍在耕耘。尊重产业发展规律，少些虚热，方为正道。参考资料[1] 电子行业：半导体设备系列报告之一—— 全行业框架梳理，东兴证券[2]《上财商业评论》第一辑：“百年商学”，魏航天[3] China’s Chip Industry Braces for Further Sanctions With Concerns and Defiance，The Wall Street Journal[4] 大降23%！日本半导体设备年度销售额预期大幅下调，为什么，第一财经[5] 渺小的霸权：日本半导体材料的神话与现实，远川研究所[6] 自主可控逻辑继续强化，聚焦低国产化率、先进制程突破，浙商证券本文为专栏作者授权微新创想发表，版权归原作者所有。文章系作者个人观点，不代表微新创想立场，转载请联系原作者。如有任何疑问，请联系http://www.idea2003.com/。
