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2024-03-21 13:04
半导体新设备的成功之路,难在哪里?

本文来自微信公众号:启哥有何妙计(ID:qgyhmj),作者:陈启,题图来自:视觉中国

文章摘要
本文讨论了半导体设备行业中的新设备的成功之路,并指出了其中的难点所在。

• 💡 半导体设备市场分为前道工艺设备和后道封装设备,其中前道工艺设备是最核心、最具挑战的领域。

• 💡 6/8英寸的小尺寸设备市场已经饱和,未来的发展前景不容乐观。

• 💡 国内设备公司在复制和改进老旧设备方面取得了一定进展,但要与国外竞争的高端市场仍存在一定的难度。

自从上次说半导体设备看不了一点,还是有些人认同,有些人反对,当然还有更多的读者观众不太了解这行业,甚至有人反问我,设备以及零部件有这么难吗?零部件一个一个拆下来去试错,设备一遍遍改不行吗?


这……我说啥好呢?直接把我给整无语了,这一看就是不太了解半导体行业的小白问的问题。


所以还得再科普科普。


小尺寸与大尺寸的天壤之别


首先讨论问题之前,还得先说行业实际情况,因为不同的细分市场它的现状是完全不同的,行业发展逻辑也不一样,放在一起讨论有失偏颇。


我把半导体设备按大类分2大2小。


2大包括前道工艺设备和后道封装设备,这是晶圆工厂和封装厂的专用设备;2小是硅片加工设备和量检测设备。


硅片加工设备是指硅片生产过程中的设备,比如长晶炉,切磨抛设备,硅片清洗,以及测膜厚这种。


量检测设备又细分为前道过程量测设备和后道测试设备;前道量检测是工艺过程中量检测设备,算是比较高端的设备,比如明场,暗场,CDSEM,扫描电镜,套刻,缺陷检测之类的,主要是美国KLA那些高端设备;后道测试设备主要是指各类测试机,比如模拟测试机,数字测试机,内存测试机,高压测试机,类似爱德万做的那些。


2大中的后道封装设备这个大家也都熟,类似引线键合设备,减薄设备,划片设备,固晶设备之类。


当然,整个半导体最核心的还是前道工艺设备,这部分设备技术难度最大,价值量最大,占了整个半导体设备市场八成以上的份额,也是国产设备最需要突破的地方。


这些前道设备有大家耳熟能详的,比如光刻机,刻蚀机,薄膜沉积设备,比如各种CVD沉积设备,如SACVD,PECVD,LPCVD等,以及PVD甚至ALD也会单独分一类,其他还包括CMP,清洗,热处理,离子注入,涂胶显影等等;其中热处理又分氧化的,扩撒的,退火的,应用不同的工艺。清洗的还分湿法清洗和干法去胶清洗。


所以按大类分得有七八种,要细分得有十几二十多种。


当然了,普通人不需要搞这么清楚,那是专业投资机构的活,反正记住这些分类就差不多了。


今天要讲的主要是前道工艺设备,光刻设备不在讨论范围以内,至于原因大家都懂。


换句话说就是刻蚀、CVD、PVD、CMP、清洗、热处理、离子注入、涂胶显影这几大类。


上面都是按工艺类型分,但是实际上,因为制程不同,设备也是千差万别,如果按晶圆尺寸分,比如业内通常把6/8英寸的中低端设备叫小尺寸设备,12英寸高阶制程的叫大尺寸设备。


6/8英寸的市场,国内做得其实非常成熟,甚至可以说是烂大街了,过去的日子也许还好过,但是未来的日子会非常难熬。


为什么一些公司在6/8英寸上看似这么厉害,但是我却不看好他们的未来?我给大家总结几点我对设备行业的看法。


第一、工艺熟,设备更熟。


各位要知道,所谓6英寸、8英寸的工艺平台,都是什么年代的技术!那都是几十年前的东西啊,已经没有什么秘密可言了。


第一个8英寸FAB在1993年就有了,IBM的东菲什基尔厂,这都30年前的事了,6英寸的就更别提了,上世纪80年代的东西,比我年纪都大……


那些远古年代的工艺制程和现在的先进制程比起来,线宽大太多了。比如6英寸的主流制程是500nm、350nm,个别厂有250nm的;8英寸的是350nm、250nm、180nm、130nm,个别厂有110nm的,90nm以下就进入12英寸制程了。


显然和现在14nm、7nm这种尖端制程比,以前6/8英寸的工艺线宽实在是太宽了,两者差了几十倍到上百倍,因此6/8英寸FAB工艺对设备的要求也远远不如12英寸高,容忍度比较高,凑合凑合能用就行,所以说这些6/8英寸的设备是比较容易通过客户验证的,自然而然就有生意可做。


这些工艺设备比如LAM 9400,应材P5000那些玩意儿,也都是20~30年前的老技术了,大家都会。就像当年在魔兽世界打MC和后面在怀旧服打MC,这能比吗?当年的倒T大厅各位还有印象吗?当年费半天劲都过不了副本,现在还不是随便过?所以对现在的行业而言,这些已经没啥难度了。


当然,光刻机这种属于奥数题,大部分人都搞不定。


第二、供应链也成熟,所以容易复制。


毕竟6/8英寸设备业内已经摸索很多年了,至少在硬件层面,搞了这么多年二手翻修的活,对里面每一个零部件都熟到不能再熟,所以现在很多产业链公司都能复制出和当年应材,LAM设备一模一样的零部件。


换句话说,大家靠供应链完全能复制出和当年应材P5000一模一样的设备,至少在硬件层面做到99%的还原度,还真不是问题!


至于软件,毕竟只是代码,那更加不是事,原因都懂的,甚至还有大神还能给老旧的系统升个级什么的,做得比应材原厂的都要好。


这里讲个小故事:


为什么大多数都盯着应材,LAM之类的抄,抄日系的就少很多?道理很简单,很多美系设备公司的零部件都是通用平台,比较开放,换句话说你能在庞大的供应商体系下找到各种零部件的平替。


但是日系设备就非常不友好了,因为很多日系设备的零部件要么是非标定制的,要么就是原厂自己做的,所以大家宁可高价收美系二手设备也不愿意收日系二手(涂胶除外,这个只有TEL)。这个和二手汽车行业差不多,反正日系二手车狗都不看。


总之,美系设备已经被摸透了,供应链也成熟,容易复制,日系设备不仅零部件工艺体系短缺,而且现在依然搞不明白日系原厂的很多东西是怎么弄的,还属于没有摸透的。


自然而然,大家都把目光放到美系的应材、LAM的经典款设备上了,你抄我抄大家抄。


第三、专利早过期了。


肯定有人问,这么大规模的山寨,原厂不管管吗?


废话,那也得有空管,这些6/8英寸的公司在多如牛毛,管得过来吗?其次就是专利早过期了,想管也管不了。


专利过期之后,等于能放开抄,懂的都懂,最大的障碍已经不存在了,怕啥,干啊!


我还见过更骚的操作,有的设备初创公司把已经过期的专利再申请一遍,然后PPT讲故事,画大饼,骗投资人的钱。


要不是在这行混迹多年,道行够深,否则我也会上当。


第四、市场还是有需求的。


当然,能让一众设备厂活下去,还是因为这个市场存在,而恰好国外原厂已经基本放弃这块市场了。


应材LAM之类的8英寸设备在十多年前就停产了,偶尔有官方翻修机,但是一年也就几台而已,等于是人家早就放弃了这个市场。在这点上,日系公司倒还是不愿意放弃的,新机器和官翻机都有卖,所以日系二手设备就更不如美系二手设备吃香了。


实际的市场情况是,这些年FAB建设得如火如荼,6英寸、8英寸的新项目多如牛毛。别说其他地方,就启哥所在的XX省,已经多到我自己都记不清到底看过多少FAB项目了。


当然了,这些FAB绝大多数都是做功率半导体的,少部分做的是MEMS,射频,模拟。所以我曾讲过,未来的功率半导体是个卷到不能再卷的市场,行业增速已经不能保障所有人都吃饱,必然有激烈的价格战。大家都没钱赚,这行业就一定给不上高估值,所以有人老问我对上市公司怎么看?我说有啥好看的?


行业β都没有,讲故事都圆不回来,狗都不关注。


回到正题,FAB活不活,赚不赚钱我管不着,但是既然都开干了,那设备还是要买的,所以这些干老旧的6/8英寸二手设备翻修的以及国产设备,这几年,你还别说,小日子过得还行。


毕竟庞大的市场需求摆在那,赚点钱没毛病。


以上几点,造成了过去几年国产设备公司如雨后春笋一般崛起,月底的SEMICON大家去看一下,肯定有一大堆新公司冒出来,看似发展迅猛,但实际上它们只是暂时吃到了版本红利,后面的路还长着呢。


说句不好听的,以前都是抄应材经典款就能赚钱,但是以后呢?真正具备原创设备的公司就没几个,大部分大家看到的6/8英寸设备,几乎全是当年应材,LAM的二十周年致敬经典中国境内专用复刻款。


而且做6/8英寸的小尺寸和做12英寸大尺寸设备完全不是一个档次的事。12英寸设备要求之高,专利墙之狠,客户认证之严苛,绝非小尺寸设备能比。


所以你不能简单总结出“某某公司连8英寸都做得出来,客户也认证通过了还下了订单,那12英寸还会远吗?”这样的逻辑。同理,做光伏的以后升级做半导体的成功概率,不亚于林志玲答应做你女朋友,别做梦了。


但凡这么想的,都和那群沉浸在自己世界里的传统车企的产品经理一样。


当然不是完全没机会,只是这个时代大门基本关闭了,缝小到苍蝇都不飞过去,成功概率实在太低了。


不同的时代,不同的基础,不同的概率


所有人对未来都有自己美好的规划,这点没错,但是你得回头看看,现在时代已经不同了,有些基础已经不存在了。


无论是干设备的,还是投资设备的PE,他们的路线规划无非就是:公司先从简单的、好做的、容易做的市场做起来,比如把封装行业的设备、6/8英寸小尺寸设备、化合物专用设备这些容易做的领域先做起来;然后慢慢积累发育,过个两三年融一把大的资金,一口气干出12英寸设备进军高端领域,公司进一步做大做强,跻身行业领先水平。这样公司从创始人到投资机构股东,包括普通员工都能分享这巨大成长红利蛋糕,这故事看起来就非常棒。


逻辑有问题吗?没有任何问题,我们这些年的半导体发展道路也确实是由小到大,由弱到强,一步步追赶国外巨头,一步步拉近差距,行业就这么走过来了。


这也是非常符合实际情况的一条可行的发展路径,至少比那些吹牛的,上来就号称要干12英寸项目的靠谱多了,但凡上来就说要做12英寸高端设备,现在100%干不成。对,就是我说的。


原因我已经讲过了,这样系统性的红利基本没有了,因为赛道坑都被人占满了,还有其他人啥事?


你也别管前辈们到底干得好不好,反正他们只要占着这个位子,其他人就看不了一眼。


除非你家里有矿,你说我家老头子就是有钱,每年我爸愿意给我烧个五个亿十个亿的资金,没问题,而且烧个几年,眉头都不皱一下,一直烧,直到真正把高端设备给干出来,干到国家都觉得不支持你是对不住你,不支持你是国家的损失,理论上也是能成的,但是真有这样的项目吗?根本不存在的好吧。


所以说,上来就说要干高端12英寸设备的逻辑根本走不通,前期不知道要多少天量的资金来试错交学费,这种项目实在是太难活了。


所以大家还是回头找准起点,从简单的,容易切入的客户市场做起来,一步步做大做强。


但是很多投资机构、初创公司都忽视了一个很大的问题,时代不同了,成功基础也不同了,就像阿里巴巴、腾讯、百度的故事人人都知道,你让马爸爸现在穿越到这个时代来创业,还能搞出来吗?搞不出来了,这些商业神话现在已经复制不出来了。


现在已经是2024年了,而不是2016年,当年这个赛道上是没有啥选手的,也没有同行跟你卷,你当然可以慢慢来。从简单的封装、化合物、LED这些赛道的小客户做起来,但是现在,这些领域同行竞争的激烈程度已经完全不能和过去相比,卷,实在太卷了。


为了活下去,为了下一轮融资,为了给机构股东一个交代,很多公司甚至卖设备都是以不赚钱的价格出货,只为有个靓丽的销售额,先把客户都占了,希望同行熬不过自己先行倒下。


所谓的做好各项积累之后,走高端精品路线的想法看似很美好,大家都希望这样干,理论路线大家都懂,但是现在有几家设备公司有这样的条件和基础?你还没摸到高端市场的门槛,人已经没了。


听起来很残酷,但事实就是这样。现在做中低端小尺寸设备的公司,其激烈内卷的程度和其他行业一模一样。大家都想往高端的走,但是往往绝大部分公司还没看到清晨的曙光,已经倒在寒夜中了。


所以现在做高端半导体设备的门槛之高,基础环境之恶劣,已经很难容下后来者,投这行的成功概率太小了。


市场确实是存在的,比如“商业互吹”四大家,他们对于高端12英寸设备的需求一直在,但是否能给小公司摸到他们门槛的机会?几乎没有。


打个最简单的比方,现在要研发一款高端刻蚀设备,光是给整个实验室配上和瓷砖厂一样的前后道环境和量测设备,前期就需要巨大的资金投入。比如随随便便搞台KLA的缺陷检测设备,都是上千万美金的,你要全部配齐不得好几个亿美金往里砸?这还不算其他投入。


这款设备从画图纸设计,到找供应链搞材料零部件,到自己组装,到初号机跑测试,找客户验证,最后拿订单,其中周期之长,研发投入之巨,人员开支,管理成本,汇总起来是无法想象的天文数字。真的是一个烧钱的无底洞,小公司前期能融到多少资金,能烧多久?所以这个门槛实在是太高了,绝大多数之前做小尺寸设备公司,基本都不具备这样的条件。


所以我说这行的大门基本关闭了,现在只有大平台才玩得起。在当下,设备这路真不好走啊。


本文来自微信公众号:启哥有何妙计(ID:qgyhmj),作者:陈启

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