从上海积塔半导体设备采购看特色工艺产线设备国产化进程

　　随着目前半导体制程工艺的推进，很快5nm即将量产，但是这也已经越来越逼近物理极限，摩尔定律也早已失去了其经济效益，即随着工艺的提升，虽然依然能够带来性能的提升，但是已经比较有效，并且经济成本也是直线上升。为此，联电、格芯等晶圆代工巨头相继宣布放弃竞逐先进制程，转而投向了特色半导体工艺产线。

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　　与沿着摩尔定律不断追求晶体管缩小的先进制程不同，特色工艺不完全追求器件的缩小，而是根据不同的物理特性生产不同的产品，包括BCD、CMOS图像传感器、功率器件、IGBT、电源管理芯片、射频器件/无线技术、微机械系统/传感器、嵌入式存储器、新型存储器等。而随着AI、5G、物联网等芯片市场的崛起，特色工艺的重要性正在逐渐凸显。

　　在此背景之下，近两年，国内的特色工艺产线布局也正在加速。

　　2017年12月，杭州士兰微电子股份有限公司（以下简称：士兰微）与厦门市海沧区人民政府签署了《战略合作框架协议》。按照协议约定，项目总投资220亿元，规划建设两条12英寸90～65nm的特色工艺芯片生产线和一条4/6英寸兼容先进化合物半导体器件生产线。2019年11月，厦门士兰集科12英寸特色公司线主厂房封顶（MEMS、功率器件为主要产品），于此同时厦门士兰明镓化合物半导体投产（4/6 英寸砷化镓与氮化镓）。

　　2018年3月，华虹无锡集成电路研发和制造基地项目举行开工仪式。该占地约700亩，总投资100亿美元，一期项目总投资约25亿美元，新建一条工艺等级90-65纳米、月产能约4万片的12英寸特色工艺集成电路生产线，支持5G和物联网等新兴领域的应用。2019年3季度该产线已经正式投产，预计至今年的产能平均可达到单月一万片，年底结束前可达到单月两万片的规模。

　　2018年5月，依托于中芯集成电路制造（绍兴）有限公司的中芯绍兴项目正式启动，总投资58.8 亿元，将建设一条年产51万片的 8 英寸特色工艺产线，2020年一季度已正式量产。

　　2018年1月，上海积塔半导体特色工艺生产线项目正式立项，总投资359亿元，分两期完成。2018年4月，该项目被认定为上海市重大产业项目，2018年8月正式开工，2019年5月项目主体结构封顶，2019年12月设备搬入，今年3月30日，正式投片。

　　而随着国内特色半导体工艺产线的建设的兴起，也带动了国内特色半导体工艺设备的发展。那么，目前在特色半导体工艺产线设备的国产化方面，情况如何呢？

　　下面我们就以上海积塔半导体特色工艺生产线一期项目所采购的半导体设备为例进行分析。

　　今年3月30日，位于上海临港新片区的积塔半导体特色工艺生产线正式投片。

　　按照计划，项目一期投资 89 亿元，规划建设月产能6万片8英寸晶圆的0.11μm/0.13μm/0.18μm（微米）工艺生产线，月产能3000片12英寸特色工艺晶圆的55nm/65nm（纳米）工艺先导生产线，以及月产能5000片6英寸晶圆的SiC（碳化硅）化合物半导体生产线，并将在今年实现全面量产。

　　（尚未开始的项目二期工程计划投资 270 亿元，规划扩建12英寸特色工艺生产线至月产能50000片。）

　　根据中国国际招标网的信息显示，上海积塔半导体自 2019年年初以来（截止3月30日）陆续采购 195台工艺设备，多数是 6-8英寸的设备机台，包括 3 台光刻机，5 台涂胶显影设备，8 台离子注入机，17 台刻蚀机，25台清洗设备，40台热处理设备，59台量测设备，6台 PVD，14台 CVD，12 台 CMP，4 台干法去胶机。

　　其中，国产设备 27 台，按数量计算的国产化率仅为 14%，进口品牌主要包括 ASML、AMAT、Lam Research、KLA、TEL、ASM International、Axcelis，占比高达86%。

　　具体来看，各类工艺新设备中，光刻机、涂胶显影设备、离子注入机、刻蚀设备、PVD、CVD、CMP均来自进口品牌；

　　而清洗设备的国产化率相对较高，达到了64%。即25台清洗设备中，16台为国产设备，均由北方华创供货；

　　热处理设备的国产化率为 9%，其国产品牌包括北方华创供应 2台、成都莱普科技供应 1台热处理设备；

　　量测设备的国产化率为 15%，其国产品牌包括上海微电子装备供应 6台、中科飞测供应2台微粒测量设备。

　　值得一提的是，今年 1月 16日上海积塔半导体与北方华创集团举行战略合作签约仪式，双方将深入进行战略合作，进一步扩大在半导体设备应用领域的合作。随着积塔半导体投资270亿元的12英寸线的产能建设也将启动，北方华创有望在8英寸线供应清洗设备、热处理设备的基础上，进一步扩大设备供应范围和中标数量。

　　总体来说，在特色工艺产线的半导体设备国产化方面，国产化比例仍较低，特别是在光刻机、涂胶显影设备、离子注入机、刻蚀设备、PVD、CVD、CMP等设备方面，所幸的是，在清洗设备上已经取得不错的成绩，而在热处理设备、量测设备方面已有突破。