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來源：半導(dǎo)體行業(yè)觀察 日本半導(dǎo)體設(shè)備究竟有多強(qiáng)，相信許多人早已有所耳聞。 在過去的30年里日本半導(dǎo)體行業(yè)的市占率從曾經(jīng)的50%以上下滑至10%，但半導(dǎo)體設(shè)備廠家的市占率卻一直保持30%的市占率，且一直保持極高競爭力。 2022 年，四家日本公司躋身銷售額排名前十的半導(dǎo)體設(shè)備制造商行列。這四家公司是：排名第四的東京電子（TEL）、排名第六的愛德萬測試、排名第七的 Screen 和排名第九的 Kokusai Electric，日立高科技、尼康、佳能等公司緊隨其后。 正因?yàn)檫@些設(shè)備廠商，日本媒體和政府才有底氣拋出“如果沒有日本產(chǎn)的半導(dǎo)體設(shè)備，將無法制造半導(dǎo)體”的豪言壯語。 前端的霸權(quán) 在半導(dǎo)體的生產(chǎn)制程中，“前段制程”指的是在硅晶圓（Silicon Wafer）上蝕刻線路，以制成芯片的工序。制程會(huì)因邏輯半導(dǎo)體、存儲半導(dǎo)體等產(chǎn)品的不同而略有不同，但從前段工序到制成芯片大約需要約700道工序。 在半導(dǎo)體的制程中有以下工序，“曝光”和“顯影”（即經(jīng)由光掩膜在晶圓上燒結(jié)線路圖形）、“蝕刻（Etching，根據(jù)線路圖形，除去不需要的薄膜）”、形成金屬排線和絕緣膜等的“成膜”、在晶圓上注入離子使之半導(dǎo)體化的“擴(kuò)散”、平整金屬膜和絕緣膜等“平坦化（Chemical Mechanical Polishing，CMP，化學(xué)機(jī)械拋光）”、“清洗（在各工序之間，清洗晶圓表面的殘?jiān)保颐康拦ば蚨夹枰貜?fù)數(shù)十次。 然后，將晶圓切割成芯片，進(jìn)入后道工序。每一道工序都需要極高的技術(shù)實(shí)力，而日本企業(yè)在每道工序中都具有明顯優(yōu)勢。 下圖顯示了日本公司在前段工藝中使用的主要制造設(shè)備所占的份額，其中份額最大就是光刻膠涂布顯影設(shè)備（92%）、熱處理設(shè)備（也稱為垂直擴(kuò)散爐）（93%）、片式清洗設(shè)備（63%）和批量型清洗設(shè)備（86%）以及測長電子顯微鏡（CD-SEM）（80%）。除此以外，CMP 設(shè)備的占有率并不高，但 EBARA 在邏輯半導(dǎo)體中占有很大份額（約 30%），因此也被算作占有率較高的設(shè)備。 
另一方面，雖然日本在曝光設(shè)備、干蝕刻設(shè)備、CVD、濺射等薄膜沉積設(shè)備以及各種檢查設(shè)備的占有率較低，但這部分設(shè)備也使用了許多日本制造的零件和設(shè)備，其中絕大多數(shù)石英和陶瓷部件都是日本制造的。 更重要的是，各公司用于預(yù)處理的主要材料的份額中日本也可謂遙遙領(lǐng)先，日本市場占有率很高的材料包括硅晶圓、各種抗蝕劑、各種CMP漿料、各種高純度化學(xué)品等，甚至可以說，日本材料廠商的存在感比設(shè)備廠商更強(qiáng)。
日本的半導(dǎo)體設(shè)備廠家長期保持國際競爭力的理由無疑在于日本企業(yè)長期與全球先進(jìn)半導(dǎo)體廠家保持貿(mào)易往來、構(gòu)筑了緊密的合作關(guān)系。 半導(dǎo)體每更新一個(gè)代際，其研發(fā)費(fèi)用也會(huì)相應(yīng)地提升，而設(shè)備廠家作為半導(dǎo)體廠家的研發(fā)伙伴，學(xué)習(xí)微縮化技術(shù)，提升自身價(jià)值，是先進(jìn)微縮化進(jìn)程中極其重要的存在。因此，在全球銷售額排名領(lǐng)先的日系半導(dǎo)體設(shè)備廠家中，其海外客戶的銷售額貢獻(xiàn)率均達(dá)80%以上。 日本特色經(jīng)營管理 由于日本的半導(dǎo)體設(shè)備廠家很早就開始拓展業(yè)務(wù)，因此幾乎沒有受到日本半導(dǎo)體衰落的影響。 曾經(jīng)也有一些被譽(yù)為“日本綜合電機(jī)廠家”的制造商，如今他們幾乎從世界市場消失。大部分日本的半導(dǎo)體廠家不過是綜合電機(jī)廠家的一個(gè)下屬事業(yè)部，而大部分設(shè)備廠家都保持了較高的獨(dú)立性、自主經(jīng)營，才獲得了如今的地位。 但這也只是表象之一，首先，在日本市場占有率較高的公司通常處理的是液體、流體和粉末，它們沒有固定的初始形狀，是 "蓬松的"。因此，它們非常復(fù)雜，有許多參數(shù)需要優(yōu)化。在這種情況下，日本人通過經(jīng)驗(yàn)和直覺找到最佳解決方案。在這一過程中，需要大量的隱性知識和訣竅，這些知識和訣竅無法人工化，只能形成一種嫻熟的技術(shù)或工藝。 在這樣的世界里，車間里的不斷改進(jìn)和完善是成功的關(guān)鍵，有日本媒體表示，認(rèn)真耐心的日本人甚至?xí)䞍?yōu)化最微小的細(xì)節(jié)，因此，設(shè)備、材料和部件都是自下而上生產(chǎn)出來的，這些日本特色成為了高市場占有率的源泉。 另一方面，應(yīng)用材料公司（AMAT）、泛林研究公司（Lam）、KLA 和 ASML 這四家歐美公司在日本市場占有率較低的行業(yè)中占有較高的市場份額，它們一般是先通過市場營銷確定需求。然后，在開發(fā)各類設(shè)備之初要進(jìn)行科學(xué)研究。在這些需求和科學(xué)的基礎(chǔ)上，由一個(gè)強(qiáng)有力的領(lǐng)導(dǎo)者自上而下地設(shè)計(jì)整個(gè)設(shè)備。在此過程中，設(shè)備往往是模塊化的。 此外，在設(shè)備開發(fā)過程的每個(gè)階段都會(huì)使用模擬技術(shù)。此外，還將技術(shù)和訣竅轉(zhuǎn)化為軟件并納入設(shè)備，然后，這些技術(shù)和知識被集成到一個(gè)單一的世界標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備中。 日本媒體表示，歐美設(shè)備公司的行為似乎反映了歐美僵化的契約社會(huì)，這也導(dǎo)致了日本設(shè)備制造商通常為每家客戶半導(dǎo)體制造商定制設(shè)備，而西方設(shè)備制造商基本上只開發(fā)一種全球標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。 再深究下去，日本人和歐美在觀念和行為方式上的差異是造成這些差異的主要原因。 日媒認(rèn)為，歐美一般先有理論。然后，在發(fā)展初期，進(jìn)行充分討論，統(tǒng)一政策。然后，制定標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)則、故事和邏輯，反過來說，歐美的工程師不善于做實(shí)驗(yàn)，而是把實(shí)驗(yàn)留給一個(gè)叫技術(shù)員的職業(yè)。 而日本的技術(shù)人員則憑著超群的感官和經(jīng)驗(yàn)，憑直覺用手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，他們非常擅長在既定框架內(nèi)進(jìn)行優(yōu)化，但不擅長制定標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則，這最終導(dǎo)致了設(shè)備和其他產(chǎn)品份額的高低。 具體而言，與歐美相比，日本設(shè)備廠家在成膜系列工序中具有明顯優(yōu)勢。例如，日本最大的東京電子在在涂覆&顯影（Coater/Developer）設(shè)備方面具有極高市占率、而SCREEN在清洗設(shè)備方面的市占率較高。 此外，日本也有不少可提供感光材料（Resist）、各類藥液、超純水等化學(xué)品的優(yōu)秀化學(xué)廠家，且這些廠家均具有較高的市占率，同時(shí)也強(qiáng)有力地支持著設(shè)備廠家。 另外，大部分設(shè)備廠家都以日元為交易單位，因此業(yè)績很少受到匯率的影響。 在如今的半導(dǎo)體行業(yè)，有一個(gè)說法是“制程進(jìn)步到3納米，即將接近物理極限”，因此相關(guān)企業(yè)正通過利用微縮化以外的技術(shù)提升半導(dǎo)體性能。其最有利的后補(bǔ)技術(shù)就是“Chiplet（小芯片）”和“先進(jìn)封裝”。 后端不可小覷 所謂“Chiplet”指的是單獨(dú)制作芯片的各個(gè)構(gòu)成要素，如Core、存儲等，并用電氣將它們連接，設(shè)計(jì)成單顆芯片具有的功能，而“新一代封裝”指的是把原來并排排列在基板上的芯片3D垂直堆疊，或者高度集成“Chiplet”、并封裝于基板上。 要實(shí)現(xiàn)“Chiplet”、新一代封裝技術(shù)，需要用到半導(dǎo)體后段制程的封裝、測試相關(guān)的技術(shù)要素，事實(shí)上，不光是后端設(shè)備領(lǐng)域，日本基板、基板材料、后端材料和后端設(shè)備早已形成了相輔相成的關(guān)系。 雖然日本用于低端通用印刷電路板（PCB）的覆銅箔板的份額可以忽略不計(jì)，并且由中國大陸和中國臺灣制造商主導(dǎo)，但日本在高端封裝用覆銅箔板的占有率超過65%，在封裝用增層基板、封裝用阻焊劑方面更是達(dá)到了100%壟斷的地步。
此外封裝基板廠商中，日本的IBIDEN和Shinko Electric更是在服務(wù)器處理器領(lǐng)域中起著不可或缺，獨(dú)一無二的作用。
后處理材料的市場中。日本的引線框架份額仍保持在 37%，在用作密封材料的模具方面的市場份額超過65%。此外，日本壟斷了FOWLP（扇出晶圓級封裝）88％的成型材料，例如臺積電為蘋果iPhone開發(fā)的InFO（集成扇出WLP），而日本在底部填充材料的份額也達(dá)到了92%，接近于壟斷的地步。
在具體的后端設(shè)備市場中，日本壟斷了劃片機(jī)市場90%的份額，雖然貼片機(jī)市場份額僅為10%，但成型市場占有率達(dá)到65%，測試市場占有率達(dá)到55%，兩者均超過一半。
日企在后段設(shè)備具有極高的存在感，例如，DISCO的晶圓切割設(shè)備（Dicer，把晶圓切割成芯片）在全球具有極高市占率。在將芯片封裝于基板上后，會(huì)用環(huán)氧樹脂進(jìn)行塑封，而TOWA在塑封制程中具有極高的影響力。另外，住友電木的塑封樹脂具有極高市占率。在半導(dǎo)體后段制程中，日本材料廠家在特定領(lǐng)域的技術(shù)實(shí)力堪稱無與倫比。 值得一提的是，近年來，為進(jìn)一步有效發(fā)揮日本企業(yè)在后段工序中的優(yōu)勢，有不少海外企業(yè)進(jìn)軍日本本土。例如，臺積電于2022年6月在日本茨城縣筑波市成立研發(fā)據(jù)點(diǎn)，三星電子在橫濱市投資300億日元設(shè)研發(fā)據(jù)點(diǎn)，并投入測試產(chǎn)線，上述據(jù)點(diǎn)均與后道工序相關(guān)。 隨著生成式AI的發(fā)展，將會(huì)有越來越多的半導(dǎo)體需要“Chiplet”、新一代封裝技術(shù)，因此這成為了半導(dǎo)體廠家加速研發(fā)的推動(dòng)力。已經(jīng)有一部分設(shè)備廠家的業(yè)績開始反映后段工序相關(guān)的訂單。東京電子的“Wafer Bonder（晶圓鍵合設(shè)備，主要用于高密度封裝，將晶圓貼合在一起）”設(shè)備的訂單在攀升，據(jù)悉，2023年度銷售額有望達(dá)到數(shù)百億日元。 據(jù)悉，得益于生成式AI相關(guān)先進(jìn)封裝需求增長的影響，DSICO也獲得了相關(guān)融資，最快2023年10月 - 12月開始為業(yè)績增長做出貢獻(xiàn)。 據(jù)預(yù)測，未來與“Chiplet”、先進(jìn)封裝相關(guān)的設(shè)備、材料需求將會(huì)進(jìn)一步增長。如果相關(guān)制程的設(shè)備可以盡早研發(fā)、實(shí)用，將會(huì)給日本企業(yè)帶來新的增長機(jī)會(huì)。 不確定因素 但是，日本設(shè)備廠家的發(fā)展絕對不是一帆風(fēng)順的。雖然長年保持了較高的市占率，但市占率并沒有提升。雖然部分原因是由匯率因素，但在當(dāng)下日元貶值的趨勢之下，市占率下滑至30%，不及當(dāng)年的40%甚至更高。 主要原因如下，價(jià)格高昂的EUV光刻機(jī)由荷蘭的ASML獨(dú)霸，規(guī)模上可與曝光設(shè)備匹敵的蝕刻設(shè)備的首位市占率已經(jīng)被美國的Lam Research奪取；此外，日本也沒有拿下近年來新興的ALD（原子層堆積）設(shè)備市場。有觀點(diǎn)認(rèn)為，在新興半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域，僅有美國廠家占優(yōu)勢。 此外，中國的設(shè)備廠家也在急速增長。據(jù)日媒報(bào)道，在2021年時(shí)間點(diǎn)，全球半導(dǎo)體設(shè)備廠家銷售額排前30中，有五家中國企業(yè)，中國的北方華創(chuàng)2023年上半期（1月 - 6月）銷售額達(dá)84.3億元，與上年同期相比，增長了55%。 正如業(yè)界所說的一樣，“投資是培養(yǎng)設(shè)備廠家的最好方式”，政府的扶持性政策促使半導(dǎo)體廠家持續(xù)進(jìn)行設(shè)備投資，未來，中國設(shè)備廠家會(huì)進(jìn)入“設(shè)備國產(chǎn)化”階段，這將會(huì)進(jìn)一步影響未來日本設(shè)備廠家的業(yè)績。 機(jī)遇何在 地區(qū)設(shè)備份額的情況表明，自2012年以來，日本在半導(dǎo)體設(shè)備市場份額急劇下降，到2022年已降至不到美國市場份額的一半，僅為24％。 在分析之后可以發(fā)現(xiàn)，過去的10年里，幾乎所有設(shè)備的市場份額都在下降，有從業(yè)者表示，在這種情況下，已經(jīng)很難再說“日本的制造設(shè)備很強(qiáng)大”。而且，如果市場份額持續(xù)下降，日本將很難繼續(xù)向全球提供設(shè)備。目前的情況非常危險(xiǎn)。如果現(xiàn)在不采取行動(dòng)，日本的設(shè)備產(chǎn)業(yè)可能會(huì)走上與半導(dǎo)體存儲器產(chǎn)業(yè)相同的道路。 公司的"競爭力"是指公司個(gè)別產(chǎn)品或產(chǎn)品系列滿足現(xiàn)有客戶和吸引潛在客戶購買的能力。根據(jù)這一定義，如果一家公司的競爭力不斷提高，其銷售份額就不會(huì)下降。就增長率而言，它也不應(yīng)遜色于競爭對手。然而，許多日本前端設(shè)備制造商的增長率低于歐洲、美國和韓國的同行。這意味著日本前端設(shè)備制造商的競爭力正在下降。 日媒表示，"日本前端設(shè)備強(qiáng)國 "的時(shí)代正在成為過去，而日本半導(dǎo)體設(shè)備廠家要想在未來依然保持、提升市占率，只能與尖端半導(dǎo)體廠家合作研發(fā)尖端工藝。在尖端半導(dǎo)體領(lǐng)域的研發(fā)中，一刻也不能松懈。 2022年的半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備市場規(guī)模為14兆日元（約人民幣7000億元），據(jù)預(yù)測，到2030年，半導(dǎo)體市場規(guī)模有望達(dá)到100兆日元（約人民幣50000億元），相應(yīng)地設(shè)備市場規(guī)模有望接近20兆日元（約人民幣10000億元）。 如今全球很難再出現(xiàn)以往那種大型收購（M&A）、經(jīng)營統(tǒng)合案件，日本的設(shè)備廠家要想在國際舞臺上繼續(xù)發(fā)揮優(yōu)勢，只能在尖端領(lǐng)域戰(zhàn)勝競爭對手。 |
