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#技术#芯片制造“大国重器”背后的九九八十一难( 五 )


与此同时 ， 上海微电子在研发过程中所需要的特殊材料 ， 则依靠和国内研究所、大学进行合作研发 ， 包括原材料的加工方法和工艺 ， 亦是从一片空白慢慢地摸索出属于自己的方法 。
2018年 ， 上海微电子历时16年研发的90nm光刻机项目通过国家正式验收 ， 并持续向65nm、45nm甚至22nm制程推进 。
此外 ， 近年来上海微电子的自主创新能力亦不断提升 ， 截至2018年12月 ， 上海微电子直接持有各类专利及专利申请已超过2400项 。
#技术#芯片制造“大国重器”背后的九九八十一难
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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 。


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