「智东西」芯片制造“大国重器”背后的九九八十一难( 五 ) 文|韦世玮

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▲上海微电子工作车间
天时、地利、人和，在国内半导体创业浪潮发展的同时，国产光刻机和刻蚀机的发展也迎来了时代给予的发展机会。在信息技术技术产业发展的推动下，国内对芯片的市场需求亦不断扩大，智能手机等行业的发展对芯片工艺提出了更高要求。
与此同时，国务院于2014年提出了《国家集成电路产业发展推进纲要》。其中，纲要提到至2020年，我国移动智能终端、网络通信、云计算、物联网、大数据等重点领域IC设计技术达到国际领先水平， 16nm及14nm制造工艺实现规模量产，关键装备和材料进入国际采购体系，基本建成技术先进、安全可靠的集成电路产业体系。
如今，我国包括光刻机和刻蚀机的半导体设备实力正迅速加强。据东兴证券发研报数据， 2005年我国大陆半导体设备销售额约13亿美元（约人民币92.09亿元），而到2018年已上升至131亿美元（约人民币927.96亿元），全球市场占比也从4%增长至20% 。
四、国内外研发费用差距大，光刻机国产化仍被“卡脖子”
但国产半导体设备产业的国产化“革命”还尚未成功。
我们将视野放大至全球市场，自2004年ASML和台积电共同研发出193nm浸没式光刻机后，其市场份额一路飙升，从上世纪80年代的不到10% ，增长至2009年的70% ，开始常年坐拥光刻机市场的大半壁江山。
2019年， ASML历时20年研发的EUV光刻机诞生，率先迈入7nm和5nm制程领域，直接奠定了ASML的全球光刻机霸主之位。至此，日本尼康和日本佳能“暗淡”退居二线，集中生产技术和价值量更低的后道光刻机和面板光刻机，前道光刻机彻底被ASML垄断。
此时，我国的量产光刻机还在一整代技术鸿沟对岸的60nm制程， 22nm工艺也只是堪堪飘过，未能落地，国内外的技术差距将近20年。

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而在刻蚀机领域，从上世纪90年代ICP（感应耦合等离子体刻蚀）概念引入后，泛林半导体凭借主打ICP刻蚀设备逐渐上升，在随后的十几年发展中和东京电子一同赶超应用材料。
由于刻蚀机的技术门槛远小于光刻机，我国刻蚀设备在技术上的追赶已取得明显成果。但从全球市场来看，我国刻蚀设备的市场占比仍有非常大的增长空间。
据市场研究数据， 2017年泛林半导体的全球市场份额为55% ，排名世界第一，而东京电子和应用材料分别以20%和19%位列世界第二、第三，剩下包括中微半导体和北方华创在内的刻蚀设备玩家，市场份额仅为6% 。

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而这背后的差距，不仅仅是长达数十年的技术经验差距，还有巨大的资金投入差异。
以ASML为例，该公司每年研发费用投入高达10亿欧元（约人民币76.67元），并还在逐年增长。据ASML在今年1月公布的2019年Q4及全年财报，其在2020年Q1的研发费用就达到5.5亿欧元（约人民币42.17亿元）。
相比之下，中微半导体在2019年年度报告中透露，其2019年的总研发支出约4.25亿人民币，占总营收21.81%；北方华创在2019年年度报告中提到，其2019年总研发支出约11.37亿人民币，占总营收28.03%；而上海微电子研发投入尚未公开。
结语：一次跨度20年的国产化浪潮
回看我国光刻机和刻蚀机的国产化浪潮，这是一个对外突破层层限制封锁，对内从无到有逐步萌芽与发展的故事，它们几乎从同一起跑线出发，却因技术壁垒的差异跑出了两种不同的光景。
在这场跨度20年的国产化进程中，我们既看到了以尹志尧为代表的创业先锋，晚年毅然放弃国外高薪待遇回国，带领国内刻蚀机水平突破先进制程领域；更看到中国作为一名长跑型选手在追赶先进技术领域的信心和决心，将半导体产业提升到国家越来越重要的发展地位，各路政策、资金、人才等资源全力支持。