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被“卡脖子”的國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備零部件,,如何發(fā)展,?

2021-11-16
來源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察

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  引言

  半導(dǎo)體零部件是指在材料、結(jié)構(gòu)、工藝、品質(zhì)和精度、可靠性及穩(wěn)定性等性能方面達到了半導(dǎo)體設(shè)備及技術(shù)要求的零部件,,如O-Ring密封圈、EFEM (傳送模塊),、RF Gen射頻電源,、ESC靜電吸盤、Si硅環(huán)等結(jié)構(gòu)件,、Pump真空泵,、MFC氣體流量計,、精密軸承、ShowerHead氣體噴淋頭等,。半導(dǎo)體設(shè)備由成千上萬的零部件組成,,零部件的性能、質(zhì)量和精度直接決定著設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性,,也是我國在半導(dǎo)體制造能力上向高端化躍升的關(guān)鍵基礎(chǔ)要素,。國內(nèi)半導(dǎo)體零部件產(chǎn)業(yè)起步較晚,我國半導(dǎo)體零部件產(chǎn)業(yè)總體水平偏低,,高端產(chǎn)品供給能力不足,,產(chǎn)品可靠性、穩(wěn)定性和一致性較差的問題日益凸顯,。在全球宏觀政治經(jīng)濟日益復(fù)雜,,美國不斷打壓遏制我國高技術(shù)產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略崛起的背景下,產(chǎn)業(yè)被“卡脖子”的現(xiàn)象較為突出,,這不僅嚴重制約我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向高級化高端化發(fā)展,,同時對我國數(shù)字經(jīng)濟、民生經(jīng)濟和國防安全也帶來不可低估的風(fēng)險,。

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  半導(dǎo)體零部件主要分類和主要特點

 ?。?)半導(dǎo)體零部件主要分類

  半導(dǎo)體零部件是半導(dǎo)體設(shè)備的關(guān)鍵構(gòu)成,據(jù)不完全統(tǒng)計,,目前行業(yè)里關(guān)于半導(dǎo)體零部件的種類劃分尚未形成標(biāo)準(zhǔn),,目前主要有以下幾種分類方法。

  按照典型集成電路設(shè)備腔體內(nèi)部流程來分,,零部件可以分為五大類:電源和射頻控制類,、氣體輸送類、真空控制類,、溫度控制類,、傳送裝置類。其中電源和射頻控制類包括射頻發(fā)生器和匹配器,、直流/交流電源等。氣體輸送類主要包括流量控制器,、氣動部件,、氣體過濾器等。真空控制類包括干泵/冷泵/分子泵等各種真空泵,、控制閥/鐘擺閥等各類閥件,、壓力計以及O-Ring密封圈。溫度控制類則包括加熱盤/靜電吸盤,、熱交換器及升降組件,。傳送裝置類包括機械手臂,、EFEM、軸承,、精密軌道,、步進馬達等。

  按照半導(dǎo)體零部件的主要材料和使用功能來分,,可以將其分為十二大類,,包括硅/碳化硅件、石英件,、陶瓷件,、金屬件、石墨件,、塑料件,、真空件、密封件,、過濾部件,、運動部件、電控部件以及其他部件,。其中各大類零部件還包括若干細分產(chǎn)品,,例如在真空件里就包括真空規(guī)(測量工藝真空)、真空壓力計,、氣體流量計(MFC),、真空閥件、真空泵等多種關(guān)鍵零部件,。

  按照半導(dǎo)體零部件服務(wù)對象來分,,半導(dǎo)體核心零部件可以分為兩種,即精密機加件和通用外購件[1],。精密機加件通常由各個半導(dǎo)體設(shè)備公司的工程師自行設(shè)計,,然后委外加工,只會用于自己公司的設(shè)備上,,如工藝腔室,、傳輸腔室等,國產(chǎn)化相對容易,,一般對其表面處理,、精密機加工等工藝技術(shù)的要求較高;通用外購件則是一些經(jīng)過長時間驗證,,得到眾多設(shè)備廠和制造廠廣泛認可的通用零部件,,更加具有標(biāo)準(zhǔn)化,會被不同的設(shè)備公司使用,,也會被作為產(chǎn)線上的備件耗材來使用,,例如硅結(jié)構(gòu)件,、O-Ring密封圈、閥門,、規(guī)(Gauge),、泵、Face plate,、氣體噴淋頭Shower head等,,由于這類部件具備較強的通用性和一致性,并且需要得到設(shè)備,、制造產(chǎn)線上的認證,,因此國產(chǎn)化難度較高。

  表1-1總結(jié)了在設(shè)備及產(chǎn)線上應(yīng)用數(shù)量較多的主要零部件產(chǎn)品以及其主要服務(wù)的半導(dǎo)體設(shè)備,。

  表1-1. 主要零部件產(chǎn)品及其主要服務(wù)的半導(dǎo)體設(shè)備

 ?。〝?shù)據(jù)來源:網(wǎng)絡(luò)信息整理)  微信截圖_20211116093510.png

  (2)半導(dǎo)體零部件產(chǎn)業(yè)主要特點

  半導(dǎo)體零部件產(chǎn)業(yè)通常具有高技術(shù)密集,、學(xué)科交叉融合,、市場規(guī)模占比小且分散,但在價值鏈上卻舉足輕重等特點,。一般而言,,設(shè)備零部件占設(shè)備總支出的70%左右,以刻蝕機為例,,十種主要關(guān)鍵部件占設(shè)備總成本的85%,。是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)賴以生存和發(fā)展的關(guān)鍵支撐,其水平直接決定我國在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新方面的基礎(chǔ)能級,。

  a.技術(shù)密集,,對精度和可靠性要求較高。

  相比于其他行業(yè)的基礎(chǔ)零部件,,半導(dǎo)體零部件由于要用于精密的半導(dǎo)體制造,,其尖端技術(shù)密集的特性尤其明顯,有著精度高,、批量小,、多品種、尺寸特殊,、工藝復(fù)雜,、要求極為苛刻等特點。由于半導(dǎo)體零部件的特殊性,,企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)常要兼顧強度、應(yīng)變,、抗腐蝕,、電子特性,、電磁特性、材料純度等復(fù)合功能要求,。同樣一個部件,,如果用在傳統(tǒng)工業(yè)中可行,但是用在半導(dǎo)體業(yè)中,,對關(guān)鍵零部件在原材料的純度,、原材料批次的一致性、質(zhì)量穩(wěn)定性,、機加精度控制,、棱邊倒角去毛刺、表面粗糙度控制,、特殊表面處理,、潔凈清洗、真空無塵包裝,、交貨周期等方面要求就更高,,造成了極高的技術(shù)門檻。例如隨著半導(dǎo)體加工的線寬越來越小,,光刻工藝對極小污染物的控制苛刻到極致,,不光對顆粒嚴格控制,嚴控過濾產(chǎn)品的金屬離子析出,,這對半導(dǎo)體用過濾件生產(chǎn)制造提出了極高的要求,。目前半導(dǎo)體級別濾芯的精度要求達到1納米甚至以下,而在其他行業(yè)精度則要求在微米級,。同時半導(dǎo)體用過濾件還需要保障的一致性,,以及耐化學(xué)和耐熱性,極強的抗脫落性等,,從而實現(xiàn)半導(dǎo)體制造中需要的可重復(fù)高性能,,一致的質(zhì)量和超純的產(chǎn)品清潔度等高要求。

  b.多學(xué)科交叉融合,,對復(fù)合型技術(shù)人才要求高,。

  半導(dǎo)體零部件種類多,覆蓋范圍廣,,產(chǎn)業(yè)鏈很長,,其研發(fā)設(shè)計、制造和應(yīng)用涉及到材料,、機械,、物理、電子、精密儀器等跨學(xué)科,、多學(xué)科的交叉融合,,因此對于復(fù)合型人才有很大需求。以半導(dǎo)體制造中用于固定晶圓的靜電吸盤為例,,其本身是以氧化鋁陶瓷或氮化鋁陶瓷作為主體材料,,但同時還需加入其他導(dǎo)電物質(zhì)使得其總體電阻率滿足功能性要求,這就需要對陶瓷材料的導(dǎo)熱性,,耐磨性及硬度指標(biāo)非常了解,,才能得到滿足半導(dǎo)體制造技術(shù)指標(biāo)的基礎(chǔ)原材料;其次陶瓷內(nèi)部有機加工構(gòu)造精度要求高,,陶瓷層和金屬底座結(jié)合要滿足均勻性和高強度的要求,,因此對于靜電吸盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計和加工,需要精密機加工方面的技能和知識,;而靜電吸盤表面處理后要達到0.01微米左右的涂層,,同時要耐高溫,耐磨,,使用壽命大于三年以上,,因此,對表面處理技術(shù)的掌握與應(yīng)用的要求也比較高,。由此可見,,復(fù)合型、交叉型技術(shù)人才是半導(dǎo)體零部件產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)保障,。

  c.碎片化特征明顯,,國際領(lǐng)軍企業(yè)以跨行業(yè)多產(chǎn)品線發(fā)展和并購策略為主。

  相比半導(dǎo)體設(shè)備市場,,半導(dǎo)體零部件市場更細分,,碎片化特征明顯,單一產(chǎn)品的市場空間很小,,同時技術(shù)門檻又高,,因此少有純粹的半導(dǎo)體零部件公司。國際領(lǐng)軍的半導(dǎo)體零部件企業(yè)通常以跨行業(yè)多產(chǎn)品線發(fā)展策略為主,,半導(dǎo)體零部件往往只是這些大型零部件廠商的其中一塊業(yè)務(wù),。例如MKS儀器公司,在氣體壓力計/反應(yīng)器,、射頻/直流電源,、真空產(chǎn)品、機械手臂等產(chǎn)品線均占據(jù)主要市場份額,,除了半導(dǎo)體行業(yè)的應(yīng)用,,還廣泛地應(yīng)用于工業(yè)制造、生命與健康科學(xué)等領(lǐng)域。而不斷的進行并購和整合也是國際領(lǐng)軍半導(dǎo)體零部件企業(yè)用來壯大規(guī)模的主要手段,,例如國際領(lǐng)先的工業(yè)設(shè)備公司Atlas(阿特拉斯科普柯,,瑞典)為持續(xù)做大其半導(dǎo)體用真空泵業(yè)務(wù),繼2014年收購Edwards后,,又于2016年收購了另一家真空技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者德國leybold(萊寶),并于2017年單獨設(shè)立真空技術(shù)部門,,2019年7月Atlas又再次收購了Brooks(布魯克斯)的低溫業(yè)務(wù),,此次收購包括低溫泵運營公司、以及Brooks在愛發(fā)科低溫真空(Ulvac Cryogenics)有限公司50%的股份,,進一步增強了其半導(dǎo)體領(lǐng)域真空業(yè)務(wù)的全球競爭力,。

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  半導(dǎo)體零部件市場規(guī)模和發(fā)展格局

  (1)全球半導(dǎo)體零部件市場規(guī)模及格局

  全球半導(dǎo)體零部件市場按照服務(wù)對象不同,,主要包括兩部分構(gòu)成,。一是全球半導(dǎo)體設(shè)備廠商定制生產(chǎn)或采購的零部件及相關(guān)服務(wù)。根據(jù)VLSI提供的數(shù)據(jù),,2020年半導(dǎo)體設(shè)備的子系統(tǒng)市場銷售規(guī)模接近100億美元,,其中維修+支持服務(wù)占46%,零部件產(chǎn)品銷售占32%及替換+升級占22%,。二是全球半導(dǎo)體制造廠直接采購的作為耗材或者備件的零部件及相關(guān)服務(wù),。根據(jù)芯謀數(shù)據(jù)[2],2020年,,中國大陸8寸和12寸晶圓線前道設(shè)備零部件采購金額超過10億美元,。我國制造產(chǎn)能占全球的比例在12-15%左右,考慮到先進工藝帶來的高附加值零部件采購需求,,全球8寸和12寸晶圓線前道設(shè)備零部件采購金額至少在100億美元以上,。因此疊加兩部分半導(dǎo)體零部件銷售市場,可以看出全球半導(dǎo)體零部件市場在200億-250億美元甚至更大的規(guī)模,。

  盡管半導(dǎo)體零部件市場總體規(guī)模僅為到全球半導(dǎo)體接近5000億美元市場規(guī)模的不足5%,,但零部件的價值通常是自身價格的幾十倍,具有很強的產(chǎn)業(yè)輻射能力和影響力,。另外,,半導(dǎo)體零部件關(guān)鍵技術(shù)反映一個國家工業(yè)和半導(dǎo)體設(shè)備的技術(shù)水平,具有十分重要的戰(zhàn)略地位,,其技術(shù)進步是影響到下游數(shù)字經(jīng)濟和信息應(yīng)用行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的先決條件,。

  根據(jù)VLSI的數(shù)據(jù)[3],2020年全球半導(dǎo)體零部件領(lǐng)軍供應(yīng)商前10中(見表2-1),,包括有蔡司ZEISS(光學(xué)鏡頭),,MKS儀器(MFC、射頻電源、真空產(chǎn)品),,英國愛德華Edwards(真空泵),,Advanced Energy(射頻電源),Horiba(MFC),,VAT(真空閥件),,Ichor(模塊化氣體輸送系統(tǒng)以及其他組件),Ultra Clean Tech(密封系統(tǒng)),,ASML(光學(xué)部件)及EBARA(干泵),。

  表2-1.全球前十大半導(dǎo)體零部件廠商排名

      (數(shù)據(jù)來源:各公司年報、網(wǎng)絡(luò)信息整理)  微信截圖_20211116093610.png

  根據(jù)圖2-1中VLSI數(shù)據(jù),,近10年里,,前十大供應(yīng)商的市場份額總和趨于穩(wěn)定在50%左右。但由于半導(dǎo)體零部件對精度和品質(zhì)的嚴格要求,,就單一半導(dǎo)體零部件而言,,全球也僅有少數(shù)幾家供應(yīng)商可以提供產(chǎn)品,這也導(dǎo)致了盡管半導(dǎo)體零部件全行業(yè)集中度僅有50%左右,,但細分品類的集中度往往在80%-90%以上,,壟斷效應(yīng)比較明顯。例如在靜電吸盤領(lǐng)域,,基本由美國和日本半導(dǎo)體企業(yè)主導(dǎo)(見表2-2),,市場份額占95%以上,主要有美國AMAT(應(yīng)用材料),、美國LAM(泛林集團),,以及日本企業(yè)Shinko(新光電氣)、TOTO,、NTK等,。

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  圖2-1.全球前十大半導(dǎo)體零部件廠商市場份額占比穩(wěn)定在50%左右 (數(shù)據(jù)來源:VLSI)

  表2-2.主要零部件產(chǎn)品的全球領(lǐng)先企業(yè)名單

  (數(shù)據(jù)來源:江豐電子,、網(wǎng)絡(luò)信息整理)

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 ?。?)我國半導(dǎo)體零部件市場規(guī)模及格局

  目前我國半導(dǎo)體零部件產(chǎn)業(yè)尚處于起步期,整體規(guī)模較小,。根據(jù)芯謀數(shù)據(jù)[2],,2020年,中國本土晶圓制造廠商(主要包括中芯國際,、華虹集團,、華潤微電子、長江存儲等)采購8寸和12寸前道設(shè)備零部件金額約為4.3億美元,。但由于我國本土晶圓制造產(chǎn)能擴充較快,,因此預(yù)計半導(dǎo)體零部件需求將持續(xù)旺盛,,按照現(xiàn)有本土晶圓制造產(chǎn)能計劃,到2023年將有50%新增產(chǎn)能,。按照設(shè)備,、產(chǎn)線同時有零部件的采購需求來測算,預(yù)計國內(nèi)半導(dǎo)體零部件市場規(guī)模在2023年將超過80億元,,到2025年有望超過120億元,。

  盡管國內(nèi)半導(dǎo)體零部件市場規(guī)模快速增長,,但目前我國本土零部件企業(yè)的技術(shù)能力,、工藝水平、產(chǎn)品精度和可靠性遠遠無法滿足國內(nèi)設(shè)備和晶圓制造廠商的需求,,整體國產(chǎn)化率還處于較低的水準(zhǔn)。一般而言,,對于采用定制化設(shè)計生產(chǎn)的精密機加件,,我國國產(chǎn)化率相對較高,。因為國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備在起步階段,,為了盡快實現(xiàn)量產(chǎn)追趕先進水平,往往采用自行設(shè)計,,然后讓國外(主要是日本,,少量韓國)加工商加工的模式,。由于半導(dǎo)體設(shè)備精密機加件的原材料、加工方式,、表面處理方式以及清洗包裝都有特別的要求,,國內(nèi)加工商一時無法滿足,另外還因為日本加工技術(shù)供應(yīng)商有著比較豐富的同類型零件加工經(jīng)驗,,在加工過程中可以發(fā)現(xiàn)一些設(shè)計中的失誤并且進行調(diào)整,。后來隨著國內(nèi)市場逐漸擴大,國內(nèi)少量半導(dǎo)體設(shè)備廠商為了降低成本和保障供應(yīng)鏈安全,,開始逐步培育國內(nèi)其他行業(yè)的加工商開始投身半導(dǎo)體設(shè)備精密零部件加工,。因此在設(shè)備商主導(dǎo)的精密機加件領(lǐng)域,國內(nèi)零部件廠商進步較快,。但對于更加標(biāo)準(zhǔn)化,,高度依賴市場競爭的通用外購件來說,國產(chǎn)化率普遍都很低,。主要原因在于這些通用外購件的設(shè)計和生產(chǎn)要求很高,,國產(chǎn)產(chǎn)品即使樣件能夠達到同等水平,但在保證量產(chǎn)的穩(wěn)定性方面還需要努力,。同時由于國內(nèi)設(shè)備企業(yè)在國產(chǎn)化上也剛剛?cè)〉眠M展,,因此在通用型零部件的采購上還比較被動,,主要以國內(nèi)成熟產(chǎn)品為主,不愿意冒然嘗試國產(chǎn)新制造產(chǎn)品[1],。

  上述這些導(dǎo)致我國在半導(dǎo)體零部件核心產(chǎn)品上仍然無法做到“自主可控”的主要原因,。據(jù)國內(nèi)主流代工廠數(shù)據(jù),目前全年日常運營過程中領(lǐng)用的零部件(括維保更換和失效更換的零部件)達到2000種以上,,但國產(chǎn)占有率僅為8%左右,。美國和日本占有率分別為59.7%和26.7%。實際上,,高端零部件市場主要被美國,、日本、歐洲供應(yīng)商占有,;中低端零部件市場主要被韓國,、中國臺灣供應(yīng)商占據(jù)。靜電吸盤是晶圓制造廠的關(guān)鍵非消耗零部件,,單價高達數(shù)萬甚至數(shù)十萬美元,,目前還國內(nèi)沒有一家企業(yè)能做出相關(guān)的成熟產(chǎn)品,就連靜電吸盤所用的氮化鋁陶瓷原材料也遠達不到要求的技術(shù)指標(biāo),,對外的依賴度達99%以上,。另外盡管我國真空泵產(chǎn)業(yè)規(guī)模已經(jīng)接近2000億元,但是在半導(dǎo)體用干式真空泵方面仍然需要進口Edwards等企業(yè)的高端產(chǎn)品,。不過近年來隨著國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)新建產(chǎn)能及擴產(chǎn)速度加快,,疊加新冠疫情造成物流運輸服務(wù)受阻導(dǎo)致國外零部件交期不斷延遲,為我國一些具有高成長潛力的國內(nèi)半導(dǎo)體零部件企業(yè)帶來加快進行國產(chǎn)替代的機會,。例如江豐電子的ShowerHead和腔體加工業(yè)務(wù),、科百特的過濾件業(yè)務(wù)、通嘉宏瑞的干式真空泵業(yè)務(wù)等,。表2-3總結(jié)了我國在不同半導(dǎo)體零部件領(lǐng)域的一些企業(yè),。

  表2-3.國內(nèi)主要半導(dǎo)體零部件企業(yè)

  (數(shù)據(jù)來源:網(wǎng)絡(luò)信息整理)

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  半導(dǎo)體零部件國產(chǎn)化面臨的主要問題

 ?。?)對零部件缺乏重視,,產(chǎn)業(yè)支持政策失位

  半導(dǎo)體零部件產(chǎn)業(yè)規(guī)模總量在數(shù)十億規(guī)模,,相比半導(dǎo)體核心產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)而言體量較小,,產(chǎn)品品種規(guī)格繁多,龍頭企業(yè)少,,產(chǎn)業(yè)集中度低,,存在的技術(shù)問題分散,因而長期以來得不到足夠重視,。我國從2014年開始就將推進半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展上升至國家戰(zhàn)略,,隨后至少有超過30個地方政府出臺了促進半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支持政策[9],,但無論是國家層面還是地方層面,政策更多的聚焦在設(shè)計,、制造封測,、設(shè)備材料等環(huán)節(jié),鮮少覆蓋到半導(dǎo)體零部件產(chǎn)業(yè),。在資金方面,,零部件企業(yè)更是鮮少獲得資本垂青。國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金目前在半導(dǎo)體零部件領(lǐng)域的投資數(shù)量比例較小,,投資金額不足億元,。截止到2020年底,以半導(dǎo)體零部件為主業(yè)的零部件上市公司總市值(不足300億元)僅占全部半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)總市值的1%(超過3萬億元),。

 ?。?)創(chuàng)新能力較為落后,核心技術(shù)差距明顯

  由于零部件行業(yè)長期未收到重視,,只能粗放式成長,,因此大部分國內(nèi)零部件企業(yè)進入半導(dǎo)體行業(yè)主要以提供維修及更換服務(wù)、清洗服務(wù)為主,,整體研發(fā)投入力度不夠,創(chuàng)新能力較為落后,,長期停留在中低端生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)和復(fù)制國外產(chǎn)品的水平,,核心技術(shù)差距明顯。據(jù)國內(nèi)某半導(dǎo)體零部件上市公司招股書披露,,其全部研發(fā)人員數(shù)量僅有15人,,2016年到2018年研發(fā)總投入不到2000萬元,年均研發(fā)投入強度不足5%,。此外我國半導(dǎo)體零部件產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新能力不足還體現(xiàn)在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系不健全,、基礎(chǔ)工藝研究投入嚴重不足,工藝技術(shù)獲取渠道不暢,,科研與生產(chǎn)實際結(jié)合不緊密等諸多問題,,制約了半導(dǎo)體零部件產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)、可靠性技術(shù),、制造工藝與流程,、基礎(chǔ)材料性能研究的創(chuàng)新發(fā)展。

  表2-4.國內(nèi)主要半導(dǎo)體零部件技術(shù)難點

 ?。〝?shù)據(jù)來源:中芯國際[4],、江豐電子[6]、網(wǎng)絡(luò)信息整理)  微信截圖_20211116093901.png

 ?。?)工匠人才供給不足,,缺乏有效激勵機制

  目前我國半導(dǎo)體行業(yè)人才缺口達到數(shù)十萬人,,盡管近年來在半導(dǎo)體人才培養(yǎng)上我國出臺了一系列支持措施,但大量的半導(dǎo)體人才培養(yǎng)主要聚焦在設(shè)計,、制造,、設(shè)備和材料環(huán)節(jié),對半導(dǎo)體零部件等基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的人才培養(yǎng)仍缺乏重視,,在基礎(chǔ)學(xué)科的教育制度改革,、專業(yè)設(shè)置、在職工程教育,、技術(shù)資格認證等方面缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃和實施力度,,零部件職業(yè)基礎(chǔ)和從業(yè)技能課程安排嚴重不足,同時也缺乏對崇尚求精,、求實,、求新,精于設(shè)計,、善于攻堅的工匠精神的引導(dǎo)[5],。此外半導(dǎo)體零部件行業(yè)面臨嚴重的人才激勵機制不到位問題。盡管目前國內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)人員總體薪酬水平相比之前有大幅提升,,但對于零部件企業(yè)所需的機械加工,、精密儀器儀表、表面處理等行業(yè),,從業(yè)人員薪酬普遍大幅低于半導(dǎo)體行業(yè)平均水平,。根據(jù)國內(nèi)某半導(dǎo)體零部件企業(yè)招股書顯示,其上市前僅15名研發(fā)人員,,核心技術(shù)人員年薪僅7.5萬,、普通研發(fā)人員年薪僅3萬。低薪酬水平導(dǎo)致半導(dǎo)體零部件企業(yè)人才流失嚴重,,造成基礎(chǔ)件產(chǎn)業(yè)后繼乏人,,陷入惡性循環(huán)。

 ?。?)產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)脫節(jié),,上游支撐能力不足

  半導(dǎo)體零部件通過大規(guī)模生產(chǎn)線驗證、實現(xiàn)規(guī)?;N售之前,,需要經(jīng)歷嚴格復(fù)雜的驗證程序,因此零部件廠商需要和下游設(shè)備,、以及制造廠商有很充分的協(xié)同合作,。目前國內(nèi)半導(dǎo)體零部件上線驗證程序復(fù)雜、過程漫長,,制造廠商,、設(shè)備廠商和國內(nèi)半導(dǎo)體零部件廠商的配合度不高,,欠缺有效溝通與互動,導(dǎo)致雙方對彼此工藝參數(shù)與配套匹配性互不掌握,,國產(chǎn)替代動力不足,。再加上在長期的產(chǎn)品迭代過程中,已有的國外零部件廠商形成了大量的Know-How(技術(shù)訣竅),。而國內(nèi)廠商在后續(xù)模仿,、試制過程中,通常只能做到形似,,因缺乏經(jīng)驗和關(guān)鍵技術(shù)而在初期驗證中就被淘汰,,無法進入規(guī)模化應(yīng)用[5],。此外,,國內(nèi)半導(dǎo)體零部件廠商無法從原材料和生產(chǎn)設(shè)備等配套環(huán)節(jié)獲得支撐,也影響到其產(chǎn)品的競爭力,。半導(dǎo)體零部件一般都是多品種,、加工精度要求高的產(chǎn)品,對生產(chǎn)這些零部件的原材料及加工裝備要求高并且價格昂貴,。由于我國工業(yè)受長期形成的“重主機,、輕配套”的思想影響,對零部件上下游配套領(lǐng)域的投入力度嚴重不足,,導(dǎo)致我國在零部件的原材料和生產(chǎn)裝備上就與國外拉開差距,。例如目前半導(dǎo)體金屬零部件常用的高精度加工中心,我國在加工精度,、加工穩(wěn)定性、幾何靈活度等方面都落后于國外,。再比如高端金屬零部件制造原材料鋁合金金屬,、鎢鉬金屬,以及石英件的上游原材料高純石英砂原料,,基本被美國,、日本公司壟斷供應(yīng),壟斷性原料供應(yīng)使得下游材料商/加工商/用戶限于被動,。主流石英玻璃材料(管/棒/碇)基本也是來自于美國,、德國、日本公司,。上游加工設(shè)備和原材料的不足導(dǎo)致長久以來我國大部分半導(dǎo)體零部件企業(yè)在低技術(shù)水平的狀態(tài)下運行,,原材料和工藝裝備水平不高,先進設(shè)備缺乏且不配套,,不能保證產(chǎn)品質(zhì)量的一致性,,影響產(chǎn)品質(zhì)量的提升,。

  (5)部分制造條件受限,,影響向高端化升級

  由于半導(dǎo)體制造過程經(jīng)常處于高溫,、強腐蝕性環(huán)境中,因此半導(dǎo)體零部件約有一半以上需做表面處理,,以提升其耐腐蝕性,。例如半導(dǎo)體刻蝕設(shè)備的等離子體刻蝕腔室處于高密度、高腐蝕,、高活性等離子體環(huán)境中,,腔室及其組件極易受到等離子體的腐蝕,為了延長這些組件的使用壽命,,經(jīng)常采用在鋁基材料(鋁與鋁合金)表面進行陽極氧化,,可以有效地降低等離子體對腔室及其它鋁基材料的腐蝕。而我國日益嚴格的環(huán)保要求,,對大部分表面處理技術(shù)如噴砂,,熔射,電鍍,,陽極氧化等受控發(fā)展,,這導(dǎo)致部分高端表面處理工藝,例如微弧氧化,,高端噴涂,,Y2O3陶瓷涂層等,國內(nèi)始終差距較大,,也直接影響到零部件產(chǎn)品的性能和質(zhì)量,,閥件Valve、氣體噴淋頭Showerhead,、陶瓷件Ceramic等零部件,,雖然中國廠商可以按照圖紙做成型,但因為無法解決材料和表面處理問題,,發(fā)展受到基礎(chǔ)的制約,。此外,還有部分半導(dǎo)體零部件尖端技術(shù)受限于“禁運”影響,,國內(nèi)企業(yè)缺少圖紙,、缺少精度數(shù)據(jù),無法向中高端技術(shù)演進躍升,,如美MKS公司生產(chǎn)的低壓真空規(guī),,一直以來都要申請出口許可證方可購買[6]。

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  對我國發(fā)展半導(dǎo)體零部件產(chǎn)業(yè)的建議

  (1)重視頂層設(shè)計,,引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展

  半導(dǎo)體零部件領(lǐng)域,,屬于長期對美日等先進國家依賴嚴重的重點“卡脖子”環(huán)節(jié),需要更加注重頂層設(shè)計,。建議通過制定半導(dǎo)體零部件產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項規(guī)劃,、計劃或路線圖,確定產(chǎn)業(yè)發(fā)展的長期戰(zhàn)略框架,,并在不同時期根據(jù)國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r制定適宜的政策和規(guī)劃從而有序引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,,也引起全社會尤其是市場化資本對半導(dǎo)體零部件產(chǎn)業(yè)的重視。

 ?。?)設(shè)立產(chǎn)業(yè)專項,,激發(fā)創(chuàng)新活力

  要實現(xiàn)半導(dǎo)體零部件產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和繁榮,最根本的是要增強自主創(chuàng)新能力,,目前我國在半導(dǎo)體零部件領(lǐng)域僅靠模仿和跟蹤的技術(shù)之路,,已經(jīng)無法實現(xiàn)半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的全面保障,只有通過自主創(chuàng)新才能實現(xiàn)超越,。盡管02專項中已經(jīng)對一部分零部件企業(yè)進行支持[7],,但仍然要進一步加大力度。建議在國家科技計劃中單獨設(shè)立半導(dǎo)體零部件產(chǎn)業(yè)專項,,聯(lián)合國內(nèi)半導(dǎo)體零部件龍頭企業(yè),,籌建國家級的零部件技術(shù)創(chuàng)新平臺或者研究院,聚集優(yōu)勢力量瞄準(zhǔn)突破口和主攻方向,,堅持自主創(chuàng)新研發(fā),,著力攻克一批工業(yè)基礎(chǔ)件的關(guān)鍵核心技術(shù),建立起以企業(yè)為主體,、產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新體系,,從國家層面引導(dǎo)半導(dǎo)體零部件領(lǐng)域前沿技術(shù)、基礎(chǔ)性技術(shù),、關(guān)鍵共性技術(shù)的研發(fā),。

  (3)補足政策缺口,,加強投資引導(dǎo)

  半導(dǎo)體零部件行業(yè)是一個市場競爭充分的行業(yè),國內(nèi)零部件企業(yè)的規(guī)模小,、數(shù)量多,、產(chǎn)品利潤薄,新產(chǎn)品新技術(shù)的研發(fā)投入無法與國際大企業(yè)相比,,單純靠市場競爭難以獲勝,。但在當(dāng)前的國際地緣政治背景情況下,需要政府實施相關(guān)專項政策加以引導(dǎo)和扶持,幫助國內(nèi)半導(dǎo)體零部件企業(yè)迅速壯大,。建議對國內(nèi)半導(dǎo)體零部件企業(yè)自主開發(fā)完成的重大產(chǎn)品由國家財政和地方財政給予后補助和支持,,加強對自主設(shè)計產(chǎn)品知識產(chǎn)權(quán)的保護,將半導(dǎo)體零部件產(chǎn)品納入政府首臺套采購目錄,。鼓勵國內(nèi)各類產(chǎn)業(yè)基金和社會化資本,,積極投向半導(dǎo)體零部件企業(yè),通過資本市場助力國內(nèi)半導(dǎo)體零部件企業(yè)發(fā)展,。

 ?。?)加大人才引培,強化人才供給

  全面加強對半導(dǎo)體零部件相關(guān)領(lǐng)域的工程型,、科研型,、以及復(fù)合型人才的培養(yǎng)和引進[8]。鼓勵大型科研機構(gòu)建立半導(dǎo)體零部件方向的研究生教育和博士后工作站,,依托國家重大工程項目和重大科技項目培養(yǎng)半導(dǎo)體零部件工程科技領(lǐng)軍人才,。倡導(dǎo)企業(yè)、學(xué)校及科研機構(gòu)聯(lián)合開展職業(yè)教育和在職培訓(xùn),,積極推廣校企合作共同培養(yǎng)技能人才的模式,,通過校企間開展訂單教育、集中培訓(xùn),、定向培養(yǎng)或委托培訓(xùn)的方式,,大量培養(yǎng)半導(dǎo)體零部件的技能人才,加強人才供給,。采取多種方式積極引進海外工程科技領(lǐng)軍及緊缺人才,,鼓勵地方政府出臺面向半導(dǎo)體零部件領(lǐng)域核心技術(shù)骨干和領(lǐng)軍企業(yè)家的人才政策,不斷完善人才激勵機制,,激發(fā)產(chǎn)業(yè)發(fā)展活力,。

  (5)推進機件聯(lián)動,,保障自主供應(yīng)

  推動半導(dǎo)體基礎(chǔ)供應(yīng)鏈“機件聯(lián)動”,,徹底扭轉(zhuǎn)零部件產(chǎn)品與設(shè)備、制造業(yè)脫節(jié)的局面,,通過政府引導(dǎo),,鼓勵國內(nèi)晶圓廠和設(shè)備廠切實發(fā)揮大生產(chǎn)線組織協(xié)調(diào)的作用,協(xié)同本土零部件廠商通過揭榜掛帥,、賽馬,、定向攻關(guān)等多種方式加強產(chǎn)業(yè)鏈的合作,實現(xiàn)主機與基礎(chǔ)件的協(xié)調(diào)發(fā)展,。支持由國家或地方政府主導(dǎo)投資的半導(dǎo)體制造或設(shè)備類工程項目,,優(yōu)先給予國產(chǎn)半導(dǎo)體零部件產(chǎn)品驗證機會,并給予一定風(fēng)險補貼。鼓勵機械,、電子,、化工等領(lǐng)域的設(shè)備零部件廠商積極拓展并做大半導(dǎo)體業(yè)務(wù),基于自身技術(shù)基礎(chǔ),,開發(fā)更高端的產(chǎn)品滿足半導(dǎo)體設(shè)備所需,,進一步夯實和完善產(chǎn)品布局,提升國產(chǎn)零部件的自主供應(yīng)能力,。

 

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