芯東西 6 月 20 日報(bào)道，近日，國產(chǎn) CMP（化學(xué)機(jī)械拋光）設(shè)備龍頭華海清科上市，其 12 英寸 CMP 設(shè)備打破了國際巨頭壟斷，為中芯國際、華虹和長江存儲(chǔ)等國產(chǎn)晶圓制造廠商提供了自主可控的 CMP 設(shè)備。值得注意的是，華海清科的首臺(tái) 12 英寸設(shè)備就是向國產(chǎn)晶圓代工龍頭中芯國際出貨進(jìn)行驗(yàn)證，公司也在中芯國際的陪伴下成為了 CMP 設(shè)備領(lǐng)域的國產(chǎn)龍頭。
上市儀式中，華海清科董事長路新春與國家 02 專項(xiàng)總師葉甜春都盛贊了中芯國際對半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化的支持。而其產(chǎn)品率先在中芯國際通過驗(yàn)證，隨后打入國內(nèi)外市場，最終發(fā)展壯大、實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化的故事，并非僅有華海清科一例。
拓荊科技、芯源微、北方華創(chuàng)、中微公司、上海新陽、滬硅產(chǎn)業(yè)等國產(chǎn)半導(dǎo)體玩家都有核心產(chǎn)品首先在中芯國際通過驗(yàn)證，此后成為了細(xì)分領(lǐng)域的國產(chǎn)龍頭。
中芯國際作為國產(chǎn)晶圓代工“一哥”，在面對使用新的國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備、材料風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，愿意培養(yǎng)國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備和材料企業(yè)。其更是親身帶出了一批國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備、材料 IPO，推動(dòng)國產(chǎn)半導(dǎo)體供應(yīng)鏈成長。
▲ 中芯國際帶出的十大半導(dǎo)體設(shè)備、材料 IPO 情況（截至 2022 年 6 月 20 日）
一、 國產(chǎn)設(shè)備、材料難過驗(yàn)證關(guān)，中芯國際成為試金石
對于中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，上游的半導(dǎo)體設(shè)備和材料既是被“卡脖子”的重要領(lǐng)域，也是國產(chǎn)半導(dǎo)體企業(yè)飛速成長的賽道。
至今，滬硅產(chǎn)業(yè)、中微公司、北方華創(chuàng)、芯源微、拓荊科技、盛美上海、屹唐股份、華海清科等各大細(xì)分領(lǐng)域材料、設(shè)備龍頭相繼上市，加速了半導(dǎo)體材料和設(shè)備領(lǐng)域國產(chǎn)化。
而很多國產(chǎn)半導(dǎo)體材料、設(shè)備龍頭的新產(chǎn)品在首次打入市場時(shí)，往往會(huì)優(yōu)先選擇中芯國際這家國產(chǎn)晶圓制造龍頭。
對于國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備和材料玩家來說，新產(chǎn)品想要打入市場，真正地替代國際巨頭的產(chǎn)品，不僅要在性能參數(shù)和性價(jià)比上取得優(yōu)勢，更要取得晶圓廠的信任，通過其漫長、嚴(yán)格的驗(yàn)證。
半導(dǎo)體行業(yè)是一個(gè)資本密集、技術(shù)密集的行業(yè)，最尖端的先進(jìn)制程晶圓廠投資往往要數(shù)十億甚至上百億美元，而且少數(shù)國際巨頭基本占據(jù)了主要的市場份額。
中國刻蝕設(shè)備龍頭中微公司的招股書中寫道：“半導(dǎo)體制造商對設(shè)備的嚴(yán)苛要求使得行業(yè)新進(jìn)入者需要經(jīng)過較長時(shí)間的技術(shù)積累才能進(jìn)入該領(lǐng)域，長期的研發(fā)與驗(yàn)證對行業(yè)進(jìn)入者的資本實(shí)力也提出了很高的要求。”
▲ 中微公司產(chǎn)品的驗(yàn)證階段（圖片來源：中微公司招股書）
出于對良率和成本等核心競爭力的考慮，晶圓廠在很多時(shí)候不具備使用新進(jìn)入企業(yè)產(chǎn)品的意愿。
有中芯國際的內(nèi)部人士對芯東西提及，上游的設(shè)備廠商必然都希望能夠得到名企大廠的背書，但這種驗(yàn)證對晶圓廠來說存在較大的風(fēng)險(xiǎn)，選擇也會(huì)更嚴(yán)。
對國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備廠商和材料廠商來說，中芯國際就是其驗(yàn)證的首選，也是一塊試金石。
不過，盡管驗(yàn)證十分困難，但設(shè)備和材料產(chǎn)品一旦通過驗(yàn)證并實(shí)際進(jìn)入產(chǎn)線，即進(jìn)入了下游客戶的合格供應(yīng)商名錄，后續(xù)采購需求也會(huì)相對穩(wěn)定。
華海清科、拓荊科技、芯源微、中微公司、北方華創(chuàng)等公司的新產(chǎn)品在通過中芯國際驗(yàn)證后，由中芯國際開始逐漸打開了國內(nèi)乃至國外的晶圓廠市場，對國際龍頭的產(chǎn)品起到了替代作用。
二、助力五大國產(chǎn)設(shè)備龍頭，國產(chǎn)設(shè)備進(jìn)入 12 英寸產(chǎn)線
華海清科、拓荊科技、芯源微、中微公司、北方華創(chuàng)五家細(xì)分領(lǐng)域國產(chǎn)設(shè)備龍頭的成長都離不開中芯國際的支持。
具體來說，華海清科、拓荊科技和中微公司的首臺(tái)產(chǎn)品都由中芯國際進(jìn)行驗(yàn)證，隨后其產(chǎn)品才逐漸打入國內(nèi)其他的晶圓廠，逐步替代了外國龍頭的產(chǎn)品；北方華創(chuàng)的驗(yàn)證單位就是中芯國際，其 12 英寸刻蝕機(jī)、清洗機(jī)、氧化爐等設(shè)備都由中芯國際進(jìn)行驗(yàn)證；芯源微的前道晶圓清洗機(jī)由中芯國際率先進(jìn)行驗(yàn)證。
1、中微公司：等離子刻蝕設(shè)備率先進(jìn)入中芯國際
中微公司 2004 年 8 月在上海張江啟動(dòng)運(yùn)營，產(chǎn)品主要為半導(dǎo)體刻蝕設(shè)備。據(jù)媒體報(bào)道，2007 年，中微公司推出了應(yīng)用于 65 納米至 45 納米高端芯片生產(chǎn)的刻蝕設(shè)備，并率先在國內(nèi) 12 英寸產(chǎn)線上進(jìn)行試用。從時(shí)間上看，中芯國際是國內(nèi)唯一擁有 12 英寸晶圓產(chǎn)線的企業(yè)，該產(chǎn)品試產(chǎn)驗(yàn)證有很大可能在中芯國際進(jìn)行。
此后，這種合作也有所延續(xù)。中微公司等離子體刻蝕設(shè)備 Primo AD-RIE 裝配中芯國際，首次進(jìn)入中國大陸客戶生產(chǎn)線，用于 32nm 至 28nm 制程。
至今，中微公司產(chǎn)品已成功進(jìn)入國際龍頭的 7nm 產(chǎn)線，成為了國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備龍頭之一。
2、北方華創(chuàng)：多個(gè) 28nm 產(chǎn)品在中芯國際驗(yàn)證
北方華創(chuàng)是由北京七星華創(chuàng)電子股份有限公司和北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司于 2017 年 2 月戰(zhàn)略重組而成，是國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備龍頭，其半導(dǎo)體產(chǎn)品包括刻蝕、薄膜沉積、氧化、清洗、量測等多個(gè)領(lǐng)域，被譽(yù)為中國“應(yīng)用材料”。
據(jù)悉，北方華創(chuàng)承擔(dān)了較多的 02 專項(xiàng)裝備項(xiàng)目，其驗(yàn)證單位就是中芯國際。中芯國際承擔(dān)了北方華創(chuàng)大部分專項(xiàng)項(xiàng)目（半導(dǎo)體設(shè)備）的驗(yàn)證工作，幫助北方華創(chuàng)完成了氧化爐、刻蝕機(jī)、清洗機(jī)等半導(dǎo)體設(shè)備 90/55/40/28 納米工藝驗(yàn)證。北方華創(chuàng)能夠有如此多的產(chǎn)品打入 28nm，中芯國際的功勞不可埋沒。
3、拓荊科技：中芯國際陪伴成為國產(chǎn)薄膜沉積設(shè)備龍頭
拓荊科技成立于 2010 年 4 月，總部位于遼寧省沈陽，是國內(nèi)唯一一家產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的集成電路化學(xué)氣相沉積（PECVD）、次常壓化學(xué)氣相沉積（SACVD）設(shè)備廠商，也是國內(nèi)領(lǐng)先的原子層沉積（ALD）設(shè)備廠商。
根據(jù)拓荊科技招股書，其產(chǎn)品已經(jīng)適配了國內(nèi)最先進(jìn)的 28/14nm 邏輯芯片、19/17nm DRAM 芯片和 64/128 層 3D NAND Flash 晶圓制造產(chǎn)線，并已展開 10nm 及以下制程產(chǎn)品驗(yàn)證測試。
2011 年，拓荊科技推出了其首臺(tái)產(chǎn)品 12 英寸 PECVD 設(shè)備，中芯國際為首位客戶。2012 年，拓荊科技推出 12 英寸多反應(yīng)腔 PF-300T 設(shè)備，并于 2013 年通過中芯國際產(chǎn)品線測試。
2014 年 12 月，拓荊科技 PF-300T 產(chǎn)品獲中芯國際量產(chǎn)設(shè)備訂單；2015 年 9 月，PF-300T 在中芯國際生產(chǎn)線流片一萬片；2017 年 12 月，該設(shè)備在中芯國際生產(chǎn)線達(dá)成流片 100 萬片里程碑。
從 PF-300T 通過測試，到 100 萬片流片，再到上市，拓荊科技在中芯國際的陪伴下，通過了“十一五”國家重大專項(xiàng)驗(yàn)收，并成長為了薄膜沉積設(shè)備的國產(chǎn)龍頭。
4、芯源微：前道清洗設(shè)備率先在中芯國際通過驗(yàn)證
芯源微前身為沈陽芯源先進(jìn)半導(dǎo)體技術(shù)有限公司，設(shè)立于 2002 年 12 月，總部位于沈陽，其產(chǎn)品包括光刻工序涂膠顯影設(shè)備（涂膠 / 顯影機(jī)、噴膠機(jī)）和單片式濕法設(shè)備（清洗機(jī)、去膠機(jī)、濕法刻蝕機(jī)）。
其前道清洗機(jī)產(chǎn)品同樣首先通過了中芯國際（深圳廠）工藝驗(yàn)證，并完成了首臺(tái)的銷售。這也幫助芯源微完成了其單片式濕法設(shè)備的技術(shù)驗(yàn)證和量產(chǎn)。
5、華海清科：中芯國際助力 12 英寸 CMP 設(shè)備國產(chǎn)應(yīng)用
華海清科成立于 2013 年 4 月，總部位于天津市，是天津市人民政府和清華大學(xué)合資成立的企業(yè)，是當(dāng)前唯一能夠提供 12 英寸 CMP（化學(xué)機(jī)械拋光）設(shè)備的國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)。
中芯國際是華海清科的首位客戶。華海清科的首臺(tái) 12 英寸 CMP 設(shè)備 Universal-300 于 2015 年 8 月 2 日交付中芯國際，2016 年通過中芯國際驗(yàn)收。2017 年，其 Universal-300 Plus 型號再次進(jìn)入中芯國際驗(yàn)證，同年完成驗(yàn)收，通過了 Oxide、W 多項(xiàng)工藝驗(yàn)證。
從中芯國際開始，華海清科開啟了 12 英寸 CMP 設(shè)備的國產(chǎn)化應(yīng)用。
▲ 華海清科發(fā)展歷程
三、帶出五大材料供應(yīng)商，覆蓋硅片、光刻膠等領(lǐng)域
除了半導(dǎo)體設(shè)備，安集科技、江豐電子、上海新陽、晶瑞股份、滬硅產(chǎn)業(yè)等半導(dǎo)體材料上市公司也是“中芯鏈”的重要成員。
1、滬硅產(chǎn)業(yè)：打破國際龍頭 12 英寸硅片壟斷
滬硅產(chǎn)業(yè)成立于 2015 年 12 月，其旗下的上海新昇是我國首個(gè) 12 英寸半導(dǎo)體硅片供應(yīng)商，為國產(chǎn)晶圓制造企業(yè)提供了自主、可控的 12 英寸硅片。
研制 12 英寸硅片成功后，上海新昇在 2018 年陸續(xù)通過了上海華力微和中芯國際的驗(yàn)證，正式打破了此前被信越化學(xué)、勝高、SK siltron 等國際龍頭對 12 英寸大硅片的壟斷。
2、上海新陽：刻蝕清洗液等產(chǎn)品率先進(jìn)入中芯國際
1999 年 7 月，上海新陽成立，其擁有完整自主可控知識產(chǎn)權(quán)的電子電鍍和電子清洗兩大技術(shù)，能夠?yàn)橄掠螐S商提供化學(xué)材料、配套設(shè)備、應(yīng)用工藝和現(xiàn)場服務(wù)一體化整體解決方案。
具體來說，上海新陽是中芯國際的蝕刻清洗液供應(yīng)商，其大馬士革硫酸銅、銅線干法蝕刻清洗液、鋁線干法蝕刻清洗液等產(chǎn)品率先用于中芯國際 S1 產(chǎn)線。
3、安集科技：中芯國際助力實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代
安集科技成立于 2006 年 2 月，產(chǎn)品包括不同系列的化學(xué)機(jī)械拋光液和光刻膠去除劑等。安集科技為中芯國際批量供應(yīng) CMP 拋光液，中芯國際也是安集科技的第一大客戶。
根據(jù)其招股書，2016 年-2018 年期間，安集科技對中芯國際的銷售占比分別達(dá) 66.37%、66.23% 和 59.70%，其發(fā)展和中芯國際有著緊密的聯(lián)系。
在其支持下，安集科技打破了國際龍頭對集成電路領(lǐng)域化學(xué)機(jī)械拋光液和部分功能性濕電子化學(xué)品的壟斷，實(shí)現(xiàn)了進(jìn)口替代，并成為了行業(yè)主流供應(yīng)商。
4、江豐電子：填補(bǔ)中國高純?yōu)R射靶材空白
江豐電子成立于 2005 年，專攻超大規(guī)模集成電路制造用超高純度金屬材料及濺射靶材。其產(chǎn)品填補(bǔ)了中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在這一領(lǐng)域的空白，并獲得了國際一流芯片制造廠商的認(rèn)證。
該公司是中芯國際高純?yōu)R射靶材供應(yīng)商，據(jù)稱其靶材可用于 7nm 制程。
5、晶瑞股份：I 線光刻膠刷線取得中芯國際訂單
晶瑞股份成立于 2001 年，專注于光刻膠等超凈高純化學(xué)試劑。2018 年 12 月，晶瑞股份宣布，其 I 線光刻膠率先取得了中芯國際訂單。此外，晶瑞股份產(chǎn)品還包括過氧化氫等其他超純凈電子材料。
當(dāng)前，晶瑞股份是主要的國產(chǎn)光刻膠供應(yīng)商，正推進(jìn) KrF 光刻膠的產(chǎn)業(yè)化和 ArF 光刻膠的研發(fā)。
四、中芯國際 12 英寸新廠或支持更多國產(chǎn)設(shè)備、材料
中芯國際之所以能夠支撐眾多國產(chǎn)半導(dǎo)體材料和設(shè)備廠商驗(yàn)證，是因?yàn)槠渚邆漭^強(qiáng)的晶圓代工實(shí)力。中芯國際的中國大陸首家 12 英寸晶圓廠，以及其制程工藝的不斷突破，為上游的半導(dǎo)體設(shè)備、企業(yè)提供了驗(yàn)證、發(fā)展的關(guān)鍵平臺(tái)。
2004 年 9 月 25 日，中芯國際宣布在北京建成全球中國大陸首座 12 英寸晶圓廠。相比之下，上海華力微的 12 英寸產(chǎn)線則建成于 2010 年 1 月，相差有 5 年的時(shí)間。
中芯國際的制程突破，則為北方華創(chuàng)等國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備、材料企業(yè)提供了中國大陸最先進(jìn)的晶圓產(chǎn)線平臺(tái)，幫助這些企業(yè)縮小了和國際龍頭之間的差距。
從 2006 年到 2011 年，中芯國際順利完成了 90nm、65nm、55nm、45nm、40nm 等一系列制程節(jié)點(diǎn)的升級和量產(chǎn)。在 2011 年中芯國際能夠量產(chǎn) 45/40nm 芯片后，中微公司、拓荊科技先后在 2011 年、2012 年宣布設(shè)備進(jìn)入中芯國際進(jìn)行驗(yàn)證。
2015 年，中芯國際完成了 28nm 的量產(chǎn)，成為中國大陸首個(gè)量產(chǎn) 28nm 制程的芯片制造企業(yè)。2017 年-2018 年，華海清科、北方華創(chuàng)、芯源微等半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)先后宣布各類 12 英寸半導(dǎo)體設(shè)備進(jìn)入中芯國際驗(yàn)證。
2021 年，中芯國際宣布在上海、北京和深圳新建 3 座 12 英寸晶圓廠。屆時(shí)，中芯國際或可為更多國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備、材料廠商提供支持。
此外，為上游的設(shè)備商和材料商提供支持的行業(yè)龍頭也并非僅有中芯國際。在封測和存儲(chǔ)領(lǐng)域，長電科技、長江存儲(chǔ)、長鑫存儲(chǔ)等行業(yè)龍頭同樣為凱世通、至純科技等國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備、材料龍頭提供了支持。
正如國家 02 專項(xiàng)總師葉甜春說的那樣：“沒有你們（中芯國際、華虹、長江存儲(chǔ)、長鑫存儲(chǔ)等晶圓制造龍頭）的支持，中國集成電路產(chǎn)業(yè)的裝備和材料就不會(huì)取得今天的成就?！?/p>
結(jié)語：新產(chǎn)品驗(yàn)證風(fēng)險(xiǎn)較高，或?qū)a(chǎn)玩家提出更高要求
中芯國際不僅為國內(nèi)芯片公司提供了自主、可控的代工服務(wù)，更愿意承擔(dān)一定風(fēng)險(xiǎn)，為國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備和材料供應(yīng)商提供一個(gè)驗(yàn)證平臺(tái)，幫助國產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品從實(shí)驗(yàn)室真正進(jìn)入晶圓產(chǎn)線中，獲得更多晶圓廠的信任。
在中芯國際的帶動(dòng)下，國產(chǎn) CMP、等離子刻蝕、清洗、大硅片等各個(gè)環(huán)節(jié)的半導(dǎo)體設(shè)備和材料逐漸打破國際巨頭壟斷，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的國產(chǎn)化。不過需注意的是，中芯國際等中國大陸晶圓廠仍在追趕行業(yè)龍頭，會(huì)更加注重新材料、設(shè)備驗(yàn)證所帶來的風(fēng)險(xiǎn)，這也會(huì)對國產(chǎn)半導(dǎo)體材料、設(shè)備企業(yè)提出更高的要求。
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