編者按:本文來(lái)自微信公眾號(hào) 半導(dǎo)體行業(yè)觀察(ID:icbank),作者:龔佳佳,創(chuàng)業(yè)邦經(jīng)授權(quán)轉(zhuǎn)載。
從18%到20%,韓國(guó)設(shè)備發(fā)展史
設(shè)備和材料一向是韓國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的痛點(diǎn)和弱點(diǎn)。韓國(guó)仁荷大學(xué)材料科學(xué)與工程教授曾發(fā)布一篇《國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體材料與設(shè)備行業(yè)現(xiàn)狀及分析》文章,對(duì)于韓國(guó)材料設(shè)備難以發(fā)展,其認(rèn)為最大原因在于缺少人才和經(jīng)驗(yàn)。
不同于其他領(lǐng)域,材料裝備行業(yè)技術(shù)密集度更高、融合性強(qiáng),目前設(shè)備大國(guó)像美國(guó)、日本都已經(jīng)過(guò)了所謂的“成套”產(chǎn)業(yè)(組裝電視機(jī)和洗衣機(jī)等)的初級(jí)階段,中國(guó)、越南、韓國(guó)等由于發(fā)展較晚,除非充分培養(yǎng)出具備物理、化學(xué)、化學(xué)工程、材料、電子等多種知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)勞動(dòng)力,否則很難發(fā)展。
還有一個(gè)原因就是韓國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)性問(wèn)題,高度集中于內(nèi)存,但與其他國(guó)家隔絕。曾有一位不愿透露姓名的半導(dǎo)體設(shè)備制造商的負(fù)責(zé)人說(shuō):“應(yīng)該說(shuō),除了三星電子和SK海力士合作伙伴之外,幾乎沒(méi)有什么地方可以盈利。這在一定程度上也阻礙了韓國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
韓國(guó)設(shè)備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展難,從國(guó)產(chǎn)化率方面就體現(xiàn)的淋漓盡致。2006年一篇《韓國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備及原材料產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略》論文提到,在韓國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化率上,以2004年為基準(zhǔn),停留在18%線。而半導(dǎo)體設(shè)備技術(shù)培訓(xùn)中心資料顯示,2021年韓國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率仍為20%,清洗領(lǐng)域(材料、零件、設(shè)備)的技術(shù)相對(duì)薄弱。這意味著,經(jīng)過(guò)了快20年的發(fā)展,韓國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率僅提升了2%,可見(jiàn)設(shè)備領(lǐng)域發(fā)展之艱難。
要說(shuō)刺激韓國(guó)發(fā)力半導(dǎo)體設(shè)備的“導(dǎo)火索”,當(dāng)屬2019年的“日韓半導(dǎo)體之爭(zhēng)”,被設(shè)備強(qiáng)國(guó)日本扼住半導(dǎo)體發(fā)展的咽喉,使得韓國(guó)意識(shí)到了設(shè)備國(guó)產(chǎn)化的重要性。據(jù)韓媒j(luò)oongang 2018年報(bào)道,韓國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)的國(guó)產(chǎn)化率僅為18.2%,與上述數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,不難發(fā)現(xiàn),韓國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)在經(jīng)過(guò)2019年日韓半導(dǎo)體之爭(zhēng),終于開(kāi)始有了新進(jìn)展。
最直觀的就是政策方面的支持,2019年8月,韓國(guó)政府公布了《加強(qiáng)材料、零部件和設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)力的措施》,以擺脫依賴外部的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。該措施包含注入國(guó)家資源和能力的措施,如預(yù)算、財(cái)政、稅收、區(qū)位和特殊法規(guī),以解決國(guó)內(nèi)材料、零部件和設(shè)備行業(yè)的結(jié)構(gòu)性短板。此外,措施中還包含了多項(xiàng)扶持政策,但最重要的是支持建立供需企業(yè)與需求企業(yè)強(qiáng)強(qiáng)合作模式,增強(qiáng)材料、零部件和裝備產(chǎn)業(yè)的整體競(jìng)爭(zhēng)力。
而就在近日,韓國(guó)政府又表示,在未來(lái)五年內(nèi)將向芯片行業(yè)投資 340 萬(wàn)億韓元(2590 億美元)鋪平道路,并在該領(lǐng)域培養(yǎng)超過(guò) 150,000 名技術(shù)工人,計(jì)劃到2030年實(shí)現(xiàn)芯片產(chǎn)業(yè)50%的關(guān)鍵材料、零部件和設(shè)備國(guó)產(chǎn)化。
據(jù)SEMI去年數(shù)據(jù)顯示,預(yù)計(jì)韓國(guó)今年將在半導(dǎo)體晶圓廠設(shè)備上投資300億美元(35.106萬(wàn)億韓元),成為世界上最大的逐國(guó)投資。
與政策相對(duì)應(yīng)的是企業(yè)的大幅投資。據(jù)韓媒asiatoday報(bào)道,以三星電子總裁桂京鉉為首的半導(dǎo)體業(yè)務(wù)的設(shè)施投資額今年有望達(dá)到50萬(wàn)億韓元,而其去年半導(dǎo)體設(shè)施投資數(shù)額則超過(guò)43萬(wàn)億韓元。

三星電子設(shè)備投資年度趨勢(shì) 圖源:asiatoday
此外,據(jù)日經(jīng)中文網(wǎng)去年9月報(bào)道,三星電子和出資對(duì)象企業(yè)提交給韓國(guó)證券交易所的業(yè)務(wù)報(bào)告書顯示,2020年7月至2021年9月,三星電子至少已對(duì)8家韓國(guó)上市企業(yè)和1家上市企業(yè)的子公司出資,共計(jì)達(dá)到9家,其中設(shè)備廠商包括半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備廠商YIK Corporation、晶圓研磨設(shè)備廠商KC Tech、真空泵設(shè)備廠商LOT Vacuum、晶圓清洗相關(guān)設(shè)備廠商N(yùn)ew Power Plasma。
與此同時(shí),SK海力士也保持著保守的投資立場(chǎng),2018年在半導(dǎo)體設(shè)施上投資17.38萬(wàn)億韓元,2019年減少至12.747萬(wàn)億韓元,2020年減少至9.89萬(wàn)億韓元,2021年增加至13.4萬(wàn)億韓元。據(jù) Kiwoom Securities 稱,SK 海力士今年的設(shè)施投資預(yù)計(jì)將比上年增加 47%,達(dá)到 17 萬(wàn)億韓元。
據(jù)韓國(guó)經(jīng)濟(jì)新聞網(wǎng)報(bào)道,SK集團(tuán)決定在半導(dǎo)體、電動(dòng)汽車電池、綠色能源、生物技術(shù)等4大領(lǐng)域向美國(guó)投資290億美元。其中,150億美元將用于半導(dǎo)體領(lǐng)域,SK集團(tuán)的半導(dǎo)體子公司SK海力士計(jì)劃在美國(guó)建設(shè)存儲(chǔ)器半導(dǎo)體尖端封裝制造設(shè)備和研發(fā)(R&D)中心。
嶄露頭角的韓國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備廠商
經(jīng)過(guò)3年的研發(fā)和投入,今年第一季度韓國(guó)設(shè)備銷售額以 51.5 億美元(約合 64.452 億韓元)排名全球第二。
從半導(dǎo)體設(shè)備工藝發(fā)展來(lái)說(shuō),目前在前道設(shè)備方面,韓國(guó)設(shè)備廠商的技術(shù)處于生產(chǎn)核心的蝕刻、清洗和沉積工藝的60-80%水平,用于沉積工藝的熱處理設(shè)備在全球市場(chǎng)上具有競(jìng)爭(zhēng)力,但曝光設(shè)備、離子注入設(shè)備和測(cè)量分析設(shè)備技術(shù)基礎(chǔ)薄弱。而在后道設(shè)備領(lǐng)域,韓國(guó)設(shè)備廠商總體處于競(jìng)爭(zhēng)水平。韓國(guó)產(chǎn)業(yè)技術(shù)評(píng)價(jià)與企劃院表示,這是因?yàn)橛捎诩夹g(shù)差距和投資成本負(fù)擔(dān),韓國(guó)公司已將注意力集中在進(jìn)入門檻相對(duì)較低的工藝上。
這一點(diǎn),可以從日前半導(dǎo)體綜研整理的韓國(guó)半導(dǎo)體前道設(shè)備供應(yīng)商名單,以及韓國(guó)產(chǎn)業(yè)技術(shù)評(píng)價(jià)與企劃院韓國(guó)半導(dǎo)體材料技術(shù)水平及國(guó)產(chǎn)化率窺知一二。

韓國(guó)半導(dǎo)體前道設(shè)備供應(yīng)商名單 圖源:半導(dǎo)體綜研

按主要半導(dǎo)體工藝、國(guó)內(nèi)技術(shù)水平、國(guó)產(chǎn)化率劃分的設(shè)備制造商(單位:%) 譯自:韓國(guó)產(chǎn)業(yè)技術(shù)評(píng)價(jià)與規(guī)劃研究所 制圖:半導(dǎo)體行業(yè)觀察
從上述兩張圖可以看出,韓國(guó)半導(dǎo)體前道設(shè)備廠商主要集中在沉積、熱處理領(lǐng)域,相對(duì)于光刻曝光、離子注入,以及測(cè)量、分析設(shè)備,沉積、熱處理和平整化設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率較高。
在半導(dǎo)體狂熱的2021年,韓國(guó)設(shè)備廠商也取得不菲的成績(jī),據(jù)韓媒The Elec 去年8月對(duì)韓國(guó)國(guó)內(nèi)31家半導(dǎo)體設(shè)備公司第二季度業(yè)績(jī)的分析,季度銷售額超過(guò)1000億韓元的設(shè)備廠商從2020年的5家增加到2021年的9家,包括 SEMES、Wonik IPS、SFA、KC、AP Systems、PSK、EO Technics、Hanmi Semiconductor 和 TES。銷售額增長(zhǎng)超過(guò)三位數(shù)的五家公司是 YIK、New Power Plasma、Jusung Engineering、Intek Plus 和 Exicon。這里筆者簡(jiǎn)單介紹幾家韓國(guó)設(shè)備廠商:
SEMES成立于1993年,是三星電子旗下的一家半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商,同時(shí)也是韓國(guó)最大的設(shè)備制造商,生產(chǎn)核心半導(dǎo)體和顯示器設(shè)備,連續(xù)6年進(jìn)入世界裝備行業(yè)TOP 10,目標(biāo)是到2030年銷售額達(dá)到5萬(wàn)億韓元,進(jìn)入全球TOP 5。目前,Semes的產(chǎn)品主要包括半導(dǎo)體前道工序領(lǐng)域的清洗(LOTUS、BLUEICE PRIME)、Phototrack(OMEGA-S、OMEGA-K)、蝕刻(Michelan O3、Michelan C4)設(shè)備,還有后道工序的Bonder、Probe、Test Handler等設(shè)備。
據(jù)TheElec報(bào)道,三星電子的芯片制造設(shè)備子公司Semes周五表示,其2021年全年的收入為3.12萬(wàn)億韓元,營(yíng)業(yè)利潤(rùn)為3533億韓元。據(jù)BusinessKorea去年4月報(bào)道,SEMES正計(jì)劃建造一座新的研發(fā)中心,旨在幫助三星在半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)獨(dú)立。
Wonik IPS成立于1991年,主要提供等離子化學(xué)氣相沉積(PECVD)設(shè)備。2020年10月,Wonik IPS 首次量產(chǎn)了新型金屬 CVD 設(shè)備“NOA”,并向 SK 海力士青州 M15 供應(yīng),Wonik IPS 的此次量產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了韓國(guó)裝備行業(yè)以往從未商業(yè)化的金屬 CVD 設(shè)備的韓國(guó)國(guó)產(chǎn)化。2021年9月,Wonik IPS用于QD顯示的干式蝕刻設(shè)備獲得了三星顯示認(rèn)可。
PSK是一家半導(dǎo)體設(shè)備公司,主要生產(chǎn)用于半導(dǎo)體蝕刻工藝的光刻膠去除設(shè)備(PRStrip)和氧化膜去除設(shè)備(干洗)。在半導(dǎo)體設(shè)備類別中,PSK主要適用的產(chǎn)品是Wafer Fabrication Equipment:Dry Strip、Dry Cleaning、New Hard Mask Strip、Wafer edge clean、Etch Back、Power Device Etch。在半導(dǎo)體制造工藝等離子dry strip (光刻膠剝離系統(tǒng)領(lǐng)域) 中始終保持世界第一的市場(chǎng)占有率。
去年下旬,PSK 完成了“Bevel Etcher(斜面蝕刻設(shè)備)”的開(kāi)發(fā)。從2020年開(kāi)始,PSK為美國(guó)半導(dǎo)體公司的系統(tǒng)半導(dǎo)體工藝供應(yīng)帶材設(shè)備。CEO Lee 表示:“在半導(dǎo)體領(lǐng)域,我們計(jì)劃將我們的業(yè)務(wù)從存儲(chǔ)器擴(kuò)展到系統(tǒng)半導(dǎo)體,并將我們的設(shè)備產(chǎn)品組合從剝離設(shè)備擴(kuò)展到清潔和蝕刻設(shè)備。
除此之外,Jusung Engineering 早在2017 年的時(shí)候就開(kāi)發(fā)了原子層沉積設(shè)備 (ALD),并提供給系統(tǒng)半導(dǎo)體制造商,2021年銷售額為3772億韓元,同比增長(zhǎng)218.3%。;Tes是一家制造半導(dǎo)體制造設(shè)備的公司,生產(chǎn)用于在半導(dǎo)體工藝過(guò)程中通過(guò)處理晶圓來(lái)制造芯片的預(yù)處理核心設(shè)備,其主要客戶是三星電子和SK海力士,并有望進(jìn)軍氣體蝕刻設(shè)備的代工,為 DRAM 提供新的薄膜級(jí) PECVD 設(shè)備。
在后道設(shè)備領(lǐng)域,除了SEMES外,HANMI也是一家較大的后道設(shè)備廠商。HANMI成立于1980年,在“視覺(jué)貼裝設(shè)備”市場(chǎng)中排名第一,在后工序中切割和檢查晶圓,并專注于“EMI屏蔽設(shè)備”。去年第二季度,HANMI成功實(shí)現(xiàn)了EMI屏蔽設(shè)備“微鋸設(shè)備”的國(guó)產(chǎn)化,獲得了三星電機(jī)、Chip Packing Technology、UTAC等客戶,并首次投產(chǎn)。
此外,EO Technics成立于1989年,主要從事開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)用于半導(dǎo)體、顯示器和PCB制造工程的激光和設(shè)備;Intek Plus 是一家半導(dǎo)體后端工藝視覺(jué)檢測(cè)設(shè)備制造商,2020年贏得了京瓷和伊比登等日本新客戶的設(shè)備訂單,今年大田新工廠投產(chǎn)時(shí),設(shè)備產(chǎn)能有望翻番;Genesem 是一家后處理設(shè)備制造商,2016年開(kāi)發(fā)了EMI屏蔽設(shè)備,據(jù)了解新設(shè)備16并行非內(nèi)存測(cè)試處理器也在去年第二季度供應(yīng)給韓國(guó)OSAT公司。
全球四大設(shè)備廠商加速入駐
除了本地設(shè)備廠商崛起,近些年AMAT、ASML、Lam Research,以及東京電子等全球半導(dǎo)體設(shè)備廠商也在加速入住韓國(guó),韓媒分析原因,主要有以下兩大方面:
一是設(shè)備廠商意識(shí)到加強(qiáng)與主要半導(dǎo)體廠商合作的重要性。2020年這場(chǎng)疫情讓人們感受到了格局的多變性,以及“綁定”的重要性,汽車廠商開(kāi)始與芯片企業(yè)綁定,芯片企業(yè)開(kāi)始與晶圓代工廠綁定,似乎只有“綁定”才能給他們?cè)谶@動(dòng)蕩的局面下帶來(lái)安全感。
更重要的是,存儲(chǔ)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)本身就是一個(gè)高度依賴設(shè)備的領(lǐng)域,存儲(chǔ)器半導(dǎo)體廠70%的投資都用于設(shè)備,然而像三星電子、SK海力士等韓國(guó)半導(dǎo)體制造商生產(chǎn)線上安裝的設(shè)備60%以上依賴進(jìn)口。這就意味著,如果您花費(fèi) 30 萬(wàn)億韓元建造工廠,那么您將花費(fèi) 21 萬(wàn)億韓元購(gòu)買設(shè)備,其中近13萬(wàn)億韓元是由外國(guó)公司賺取的。對(duì)于設(shè)備廠商來(lái)說(shuō),存儲(chǔ)強(qiáng)國(guó)韓國(guó)自然就成為了需要維護(hù)合作關(guān)系的大國(guó)。
二是設(shè)備廠商普遍認(rèn)為三星電子和SK海力士在全球存儲(chǔ)半導(dǎo)體市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)地位不會(huì)改變。韓國(guó)是當(dāng)之無(wú)愧的存儲(chǔ)大國(guó),占據(jù)全球近70%的內(nèi)存半導(dǎo)體市場(chǎng)份額,即便當(dāng)下存儲(chǔ)整體市場(chǎng)屬于下行周期,但三星和SK海力士作為響當(dāng)當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)頭部企業(yè),擁有技術(shù)突出優(yōu)勢(shì)和強(qiáng)大的定價(jià)能力,因此比中小企業(yè)擁有更強(qiáng)大的抗風(fēng)險(xiǎn)能力,可以迎接下一波存儲(chǔ)行業(yè)的熱潮。這點(diǎn)從三星和SK海力士財(cái)報(bào)也能看出,即便存儲(chǔ)處于下行周期,但是兩家企業(yè)二季度的財(cái)報(bào)依舊再創(chuàng)新紀(jì)錄。
此外,韓國(guó)在晶圓代工領(lǐng)域也在快馬加鞭追趕,目前以18%的份額在晶圓代工市場(chǎng)居世界第二。
上述兩點(diǎn),其實(shí)在四大設(shè)備廠商的選址中也可以得到很好的體現(xiàn)。
全球最大的半導(dǎo)體設(shè)備制造商應(yīng)用材料公司(AMAT)7月6日正式宣布,將與韓國(guó)產(chǎn)業(yè)通商資源部和京畿道共同在韓國(guó)設(shè)立研發(fā)(R&D)中心。招商引資的具體地點(diǎn)、規(guī)模和時(shí)機(jī)尚未確定,但預(yù)計(jì)將在擁有龍仁、平澤、華城、利川等半導(dǎo)體中心的京畿道建設(shè)高科技研發(fā)中心。據(jù)韓媒ddaily報(bào)道,Applied Korea 首席執(zhí)行官 Mark Lee 強(qiáng)調(diào):“我們?cè)陧n國(guó)建立了研發(fā)中心,以加強(qiáng)我們的技術(shù)突出地位并支持半導(dǎo)體行業(yè)的未來(lái)發(fā)展。”據(jù)悉,新研發(fā)中心投入運(yùn)營(yíng)后,有望輕松為韓國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)生產(chǎn)定制化產(chǎn)品。

圖源:ddaily
Lam Research 則于今年4 月在京畿道龍仁市開(kāi)設(shè)了韓國(guó)技術(shù)中心,在美國(guó)和歐洲研究機(jī)構(gòu)的水平上建造的,負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)最先進(jìn)的設(shè)備。Lam Research 于 2011 年成立了 Lam Research Manufacturing Korea Production Corporation,并于 2003 年開(kāi)始將主要零部件供應(yīng)商本地化給韓國(guó)公司。2018年,林研技術(shù)培訓(xùn)中心成立。Lam Research Manufacturing Korea 繼烏山和龍仁之后運(yùn)營(yíng)華城工廠,將其在韓國(guó)的設(shè)備生產(chǎn)能力提高了一倍。今年2月,Lam Research還宣布將在韓國(guó)生產(chǎn)用于下一代晶體管結(jié)構(gòu)柵環(huán)(GAA)工藝的高選擇性精密蝕刻設(shè)備。
東京電子(TEL)于 2020 年在京畿道平澤市設(shè)立了平澤技術(shù)支持中心,并計(jì)劃從今年4月起投資1000億韓元,大規(guī)模擴(kuò)建華城的研發(fā)設(shè)施。
ASML也開(kāi)始了全面的韓國(guó)投資,其在2021年11月宣布,到2024年將在京畿道華城投資2400億韓元,打造一個(gè)高科技半導(dǎo)體集群。今年4月,ASML首席執(zhí)行官Peter Wennink還拜訪韓國(guó),據(jù)韓聯(lián)社報(bào)道,韓國(guó)京畿道華城援引Wennink的話表示,“ASML華城半導(dǎo)體集群進(jìn)展順利”。
結(jié)合四大半導(dǎo)體廠商的選址,可以看出基本都在京畿道華城,靠近三星電子和SK海力士的半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)施,因此有望縮短合作距離,和設(shè)備技術(shù)開(kāi)發(fā)時(shí)間,最大限度提高效率。
隨著全球材料和設(shè)備公司在韓國(guó)建立基地,即使在全球物流困難等不可預(yù)測(cè)的風(fēng)險(xiǎn)的情況下,韓國(guó)半導(dǎo)體制造商也有望避免對(duì)材料和設(shè)備的供需造成致命打擊,從而促進(jìn)供應(yīng)鏈穩(wěn)定性。尤其在這設(shè)備緊缺的當(dāng)下,核心半導(dǎo)體設(shè)備的交付延遲,在一定程度上也影響了三星電子和 SK 海力士的工廠擴(kuò)建計(jì)劃。TrendForce曾表示,(由于設(shè)備交付延遲),半導(dǎo)體擴(kuò)張計(jì)劃將推遲約2至9個(gè)月。
寫在最后
不得不說(shuō),無(wú)論是對(duì)于韓國(guó),還是對(duì)于我國(guó),半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注定是道阻且長(zhǎng),但作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵一環(huán),無(wú)論如何都不可輕易放棄。更重要的是,當(dāng)前這個(gè)晶圓廠遍地開(kāi)花的時(shí)代,或許會(huì)給半導(dǎo)體設(shè)備廠商帶來(lái)更多的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
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