提起芯片制造，大家相當(dāng)?shù)牡谝粋�(gè)名詞一定是光刻機(jī)，作為芯片制造的核心設(shè)備，光刻機(jī)缺口成為了無(wú)數(shù)國(guó)人的痛。

然而，光刻機(jī)雖然關(guān)鍵，但卻僅參與到芯片光刻這一個(gè)環(huán)節(jié)之中。與光刻相對(duì)比，清洗步驟貫穿于芯片生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，清洗的效果直接影響到最終的芯片良率。

從硅片光刻加工，到刻蝕拋光，再到封裝前的清洗和封裝后的清洗，清洗步驟占據(jù)了整個(gè)芯片生產(chǎn)總步驟的三分之一。

硅片清洗并非傳統(tǒng)印象中毫無(wú)技術(shù)含量的清洗，而是涉及到門(mén)檻較高的工程技術(shù)。尤其在芯片工藝進(jìn)入到14nm之后，隨著刻蝕次數(shù)的增多，工藝流程越發(fā)復(fù)雜，尺寸越小的污染物也就越難清理，就需要增加清洗的步驟，這也讓芯片清洗在芯片制造環(huán)節(jié)中愈發(fā)重要。

但使用頻率如此高的清洗設(shè)備，其2019年的市場(chǎng)份額卻僅為30.49億美元，僅占當(dāng)年全球半導(dǎo)體設(shè)備的5%，這一比例不僅遠(yuǎn)低于薄膜沉寂設(shè)備、光刻機(jī)和刻蝕機(jī)，甚至比檢測(cè)設(shè)備的占比還要低。

這不禁讓很多投資者“忽略”了這一賽道的價(jià)值，但實(shí)際上，除了體現(xiàn)在業(yè)績(jī)層面的數(shù)據(jù)外，清洗設(shè)備還扮演者更加重要的產(chǎn)業(yè)鏈“角色”。

中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)起步較晚，清洗設(shè)備同樣如此，目前全球市場(chǎng)份額主要被日本、美國(guó)和韓國(guó)公司瓜分，其中日本公司處于絕對(duì)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

據(jù)Gartner數(shù)據(jù)，2020年全球半導(dǎo)體清洗設(shè)備主要被日本迪恩士(DNS)、東京電子、韓國(guó) SEMES和美國(guó)拉姆研究瓜分，市場(chǎng)份額分別為45.1%、25.3%、14.8%和12.5%，CR4合計(jì)占整個(gè)市場(chǎng)97.7%的市場(chǎng)份額。

縱觀過(guò)去兩年行業(yè)的發(fā)展，半導(dǎo)體清洗設(shè)備市場(chǎng)集中度進(jìn)一步提升。韓國(guó)SEMES市場(chǎng)份額迅速增長(zhǎng)，美國(guó)拉姆研究的市場(chǎng)份額也穩(wěn)中有升，日本企業(yè)的市場(chǎng)份額則有所回落。

盡管在全球市場(chǎng)份額中，外國(guó)企業(yè)占盡優(yōu)勢(shì)，但近些年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中，我國(guó)企業(yè)的自主替代率卻正在顯著提升。據(jù)中國(guó)國(guó)際招標(biāo)網(wǎng)信息，從2019年初至2021年6月底，中國(guó)主流晶圓廠的清洗設(shè)備招標(biāo)中，中國(guó)半導(dǎo)體清洗設(shè)備的占有率已經(jīng)提升至10%以上。

尤其今年1-10月，全國(guó)晶圓企業(yè)共招標(biāo)96臺(tái)濕法清洗設(shè)備，其中37臺(tái)被中國(guó)公司中標(biāo)，占總招標(biāo)份額的38.5%。也就是說(shuō)，中國(guó)半導(dǎo)體清洗設(shè)備已經(jīng)能夠與海外企業(yè)相抗衡。

從中標(biāo)企業(yè)看，北方華創(chuàng)、芯源微、盛美上海、屹唐半導(dǎo)體分別中標(biāo)13臺(tái)、8臺(tái)、14臺(tái)和2臺(tái)，這四家公司成為中國(guó)半導(dǎo)體清洗設(shè)備國(guó)產(chǎn)替代的先鋒。此外，至純科技、國(guó)林科技也紛紛投入到半導(dǎo)體清洗設(shè)備的研發(fā)中。

值得注意的是，除屹唐半導(dǎo)體已經(jīng)過(guò)會(huì)尚未IPO外，其他半導(dǎo)體清洗設(shè)備相關(guān)公司均為上市公司，資本有望加速推動(dòng)這一行業(yè)的國(guó)產(chǎn)替代。

中國(guó)半導(dǎo)體清洗設(shè)備并非簡(jiǎn)單的技術(shù)復(fù)制，而是頗具創(chuàng)新的差異化競(jìng)爭(zhēng)。

根據(jù)清洗介質(zhì)的不同，半導(dǎo)體清洗技術(shù)可以分為濕法清洗和干法清洗兩條分支路線，目前濕法清洗是主流的技術(shù)路線，占芯片制造清洗步驟數(shù)量的 90%以上，因此這里討論的主要是各家濕法清洗設(shè)備的情況。

所謂濕法清洗指的是，用溶液、酸堿、表面活性劑、水及其混合物，通過(guò)腐蝕、溶解、化學(xué)反應(yīng)等方法，使硅片表面的雜質(zhì)與溶劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成可溶性物質(zhì)、氣體或直接脫落，從而達(dá)到清潔硅片的目的。

同為濕法清洗技術(shù)，又可以分為化學(xué)方法和物理方法兩個(gè)方向。

化學(xué)方法主要通過(guò)將硅片浸入不同的化學(xué)藥劑從而達(dá)到清洗的目的，根據(jù)藥劑的不同又有RCA 清洗、改進(jìn) RCA清洗、臭氧清洗、IMEC清洗等多條分支。

物理方法則是將化學(xué)藥劑與物理方法結(jié)合，通過(guò)機(jī)械刷洗法、超聲波/兆聲波清洗法、二流體清洗法、旋轉(zhuǎn)噴淋法等物理技術(shù)，對(duì)硅片進(jìn)行全面清洗的過(guò)程。行業(yè)中，物理方法所用的藥液基本相同，核心的區(qū)別在于物理輔助方法的差異。

目前，海外巨頭的濕法清洗設(shè)備主要采用容器浸泡法、旋轉(zhuǎn)噴淋法和機(jī)械刷洗法，其中旋轉(zhuǎn)噴淋法是海外巨頭的主流路線，已經(jīng)能夠完成7nm及以上規(guī)格的硅片清洗。

與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相比，國(guó)產(chǎn)清洗設(shè)備企業(yè)大多采用差異化的競(jìng)爭(zhēng)路線，有望實(shí)現(xiàn)技術(shù)路線上的彎道超車(chē)。

芯源微采用二流體清洗法，精確控制惰性氣體及水流量，達(dá)到雜質(zhì)去除目標(biāo)。2021年財(cái)報(bào)顯示，公司濕法清洗技術(shù)已經(jīng)能夠達(dá)到40nm大小的顆粒清洗。

盛美上海與北方華創(chuàng)均積極布局兆聲波技術(shù)，并且取得了很好的技術(shù)突破，已經(jīng)能夠商業(yè)化量產(chǎn)28nm規(guī)格的清洗設(shè)備。

受《瓦森納協(xié)定》影響，中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)始終被歐美國(guó)家卡脖子，如光刻機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備，我國(guó)始終難以拿到較高規(guī)格的產(chǎn)品，這就導(dǎo)致我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈普遍只能停留在14nm制程以上。

從產(chǎn)品角度而言，這是一種劣勢(shì)，但從產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展角度看，這給我我國(guó)產(chǎn)業(yè)鏈持續(xù)追趕的時(shí)間。由于海外芯片企業(yè)普遍聚焦小制程產(chǎn)品，而我國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)鏈卻仍停留在28nm，這就導(dǎo)致雖然中國(guó)半導(dǎo)體清洗設(shè)備的技術(shù)趕不上國(guó)際巨頭，但在國(guó)內(nèi)應(yīng)用卻正好足夠。

也即是說(shuō)，對(duì)于國(guó)內(nèi)晶圓企業(yè)的擴(kuò)產(chǎn)而言，選擇國(guó)內(nèi)清洗設(shè)備與外國(guó)清洗設(shè)備并沒(méi)有太大的不同。

在如此的便利之下，中國(guó)半導(dǎo)體清洗設(shè)備企業(yè)依然沒(méi)有選擇復(fù)制海外巨頭的技術(shù)之路，而是全面自研搞自己的差異化路線，這就顯得更加難能可貴。

清洗設(shè)備的價(jià)值并不僅僅體現(xiàn)在芯片產(chǎn)業(yè)鏈5%的市場(chǎng)份額上，作為整個(gè)芯片制造環(huán)節(jié)中參與最頻繁的設(shè)備，它實(shí)際上已經(jīng)成為了一塊芯片“敲門(mén)磚”。

市場(chǎng)中很多投資者將中國(guó)半導(dǎo)體清洗設(shè)備與日本迪恩士進(jìn)行對(duì)比，但實(shí)際上這樣簡(jiǎn)單的對(duì)比并不客觀。雖然迪恩士在全球清洗設(shè)備行業(yè)中占有絕對(duì)的領(lǐng)先份額，但其競(jìng)爭(zhēng)力實(shí)際卻是持續(xù)下降的。

迪恩士成立于1975年，是日本八十年代半導(dǎo)體騰飛的最大受益者之一，其成功在1983年研發(fā)出世界第一臺(tái)旋轉(zhuǎn)晶片清洗系統(tǒng)�？梢哉f(shuō)，之所以迪恩士能夠成為全球龍頭，正是源于革新性的技術(shù)創(chuàng)新。

2016年的時(shí)候，迪恩士在半導(dǎo)體清洗設(shè)備的市場(chǎng)占有率曾高達(dá)53%，到2019年這一數(shù)據(jù)下降至50%，2020年再度下降至45%。市場(chǎng)份額的持續(xù)下降表明，迪恩士的核心競(jìng)爭(zhēng)力已經(jīng)不再像之前那樣穩(wěn)固。

一直以來(lái)，迪恩士都是一家極為聚焦的企業(yè)，而聚焦則給公司帶來(lái)了絕對(duì)的市場(chǎng)占有率。但在我們看來(lái)，迪恩士的發(fā)展卻并不算“成功”，因?yàn)樵�本它可以更加�?qiáng)大。

正如前文所述，半導(dǎo)體清洗設(shè)備是一個(gè)市場(chǎng)占比很低的芯片子賽道，但同時(shí)它又參與到芯片制造的各個(gè)環(huán)節(jié)中，因此清洗設(shè)備公司具備切入其他賽道的機(jī)會(huì)。

雖然迪恩士公司也曾進(jìn)入過(guò)刻蝕設(shè)備、涂膠/顯影設(shè)備等芯片細(xì)分領(lǐng)域，但卻絲毫沒(méi)有產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。根據(jù)公司最新的2022年H1財(cái)報(bào)，迪恩士總營(yíng)收逇95%來(lái)自于清洗設(shè)備，其中單品清洗設(shè)備的占比高達(dá)70%。

2019財(cái)年，迪恩士一度希望通過(guò)多元化提升公司競(jìng)爭(zhēng)力，當(dāng)時(shí)公司的營(yíng)收中，清洗設(shè)備的占比僅為85%，但如今其他業(yè)務(wù)已經(jīng)萎縮至幾乎可以忽略的地步。

對(duì)于中國(guó)清洗設(shè)備企業(yè)來(lái)說(shuō)，與迪恩士競(jìng)爭(zhēng)全球產(chǎn)業(yè)龍頭可能不是一個(gè)正確的選擇，迪恩士長(zhǎng)期聚焦這一領(lǐng)域，想要短期超越難度極大。

另一方面，中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈整體剛剛起步，具備設(shè)備自主替代能力的企業(yè)并不多，半導(dǎo)體清洗設(shè)備作為國(guó)產(chǎn)替代先行者，實(shí)際已經(jīng)具備了縱向擴(kuò)張的優(yōu)勢(shì)。清洗設(shè)備參與到芯片產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)，與產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的公司都有接觸，具備縱向切入產(chǎn)業(yè)鏈上下游設(shè)備的能力。

由單一清洗設(shè)備切換到更多的領(lǐng)域，已經(jīng)成為中國(guó)半導(dǎo)體清洗設(shè)備龍頭的一致選擇。

北方華創(chuàng)的多元化戰(zhàn)略自不必多提;在清洗設(shè)備領(lǐng)域最具競(jìng)爭(zhēng)力的盛美上海，也開(kāi)始切入到電鍍?cè)O(shè)備、刻蝕設(shè)備以及封裝設(shè)備中;芯源微則在涂膠顯影設(shè)備有所布局。

爭(zhēng)奪單一市場(chǎng)全球競(jìng)爭(zhēng)力固然重要，但在自主替代剛剛起步的當(dāng)下，快速切入空白市場(chǎng)也不失一種正確的選擇，中國(guó)清洗設(shè)備企業(yè)有著比國(guó)際巨頭更大的發(fā)展空間。

目前來(lái)看，北方華創(chuàng)就是走這種國(guó)產(chǎn)替代早期搶占市場(chǎng)的路線，盛美上海也開(kāi)始切入到更多產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，即將上市的屹唐半導(dǎo)體本就是中國(guó)的去膠機(jī)龍頭，各家公司均準(zhǔn)備好了跑馬圈地。

中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)爭(zhēng)奪戰(zhàn)，爭(zhēng)得不僅是技術(shù)，也是資本的擴(kuò)張。

(關(guān)鍵字：半導(dǎo)體)