全球 “芯”缺浪潮持续发酵，此次缺芯与过往不同，体现在两个方面，第一，时间跨度远超想象，自2020年4季度开始的芯片大缺货，到了2021年更是愈演愈烈，关于缺芯什么时候能缓解，各家的观点各有不同。

那么问题具体出现在哪里呢，首先我们可以了解一下芯片制作完整过程，这一过程包括：芯片设计、晶片制作、封装制作、成本测试等几个环节。

在芯片设计这一环节，中低端方面，中国芯片设计企业主要产品涵盖了射频芯片、触控芯片、闪存芯片、存储芯片、蓝牙芯片、显示芯片等多个种类，在部分领域已经处于全球领先状态。

但现如今 “缺芯少魂”这个词语仍不断出现，主要是因为，中国在高端处理器芯片设计方面与国外相比，差距仍不小，仍需补课。高端处理器芯片也就是CPU，CPU 有指令架构，分别是 CICS（复杂指令集）和 RISC（精简指令集）两类。

如果说造芯片已经足够困难的话，开发芯片设备所面临的问题只会更多。首先是晶圆工厂是否愿意用；然后是多久才能赚到钱，盖晶圆工厂耗资多、验证周期漫长、回款和确认收入节点迟，只有寥寥几个厂采购，可能拖死一家设备厂商；最后是占有一定份额后，如何持续提升毛利率？能走到最后一步的已经是剩下的强者，但他们要往上走还需要直面每个领域全球仅存的两三个大boss。

一、北方华创

当下国内销售额最大的半导体设备公司北方华创是“老牌”国企，由七星华创与北方微电子合并而成。

2001年，北方华创的现任董事长赵晋荣作为总工程师和核心技术带头人，承接了“十五”国家863计划集成电路制造装备重大专项，带领团队进行100nm高密度等离子刻蚀机研发项目，在关键技术受到国外严格禁运和限制的情况下，于2005年实现国产首台集成电路8英寸100nm刻蚀机上线，使我国成为继美、日后第三个能提供100nm刻蚀技术解决方案的国家。

由于芯片设备回血实在太慢，七星华创开始基于在芯片设备奠定的技术基础，向其他高技术领域降维打击：

在面板领域，七星华创与半导体显示龙头京东方合作，这两家的实际控制人都是北京电控，作为兄弟单位，京东方给了七星华创不少支持。2013年，两家在LCD面板设备及配件等业务领域签单约1.7亿元。

在光伏领域，本世纪初，七星华创进入光伏设备行业，一跃成为国内最大的单晶炉制造企业之一，是全球最大的单晶硅制造商隆基股份的主要设备提供商。2016、2017两年时间内，七星华创抢走了晶盛机电的单子，向隆基出售大量单晶炉设备，总计超过11.8亿元。

凭借在面板和光伏领域积累的收入，2016年，七星华创完成与北方微电子的战略重组，并成功引进大基金等战略投资者，实现了产业与资本的融合。次年，合并后的企业更名为北方华创。

公司完成重整后，北方华创进入了快速发展阶段，整体毛利率维持 40%左右，稳中有升。2018年后，北方华创实现了爆发式增长，主要体现在三个方面：

第一，半导体设备收入占比不断提高，从2018年的60%提高至2020年的约70%。2020年，半导体设备收入达43.91亿元，同比增长54.5%，在中国半导体设备厂商中位居首位。

第二，公司客户多为国内知名企业。包括中芯国际、三安光电、京东方都是北方华创半导体设备的主要客户，采购刻蚀机、PVD沉积、清洗机等设备。

第三，产品线不断拓展。2018年，北方华创完成对美国Akrion Systems LLC公司的收购，进一步丰富高端集成电路设备产品线，拓展硅片清洗设备业务。2020年，又收购北广科技射频应用技术资产，布局射频领域。

二、中微公司

不同于北方华创的国企改革背景，中微的故事要从尹志尧讲起。

1984年，尹志尧在加州大学洛杉矶分校取得物理化学博士学位，随后进入英特尔中心技术开发部，主要负责测试泛林半导体生产的介质刻蚀机。他给泛林的产品提出了不少建议，两年后加入泛林，主导研制了“彩虹号”氧化物刻蚀机，该机器成为泛林的一款拳头产品，泛林也在九十年代初成为全球规模最大的刻蚀机公司。

1991年，尹志尧跳槽到应用材料。他在这里担任过等离子体刻蚀事业群总经理等职务，是公司核心技术人员之一。到他退休时，应用材料已经取泛林而代之，在刻蚀机市场坐上了头把交椅。

退休之后，尹志尧眼见国内半导体设备市场的大好机遇——芯片制造大规模向亚洲转移。机不可失，他决定和14位技术人员回到国内这片处女地，创建一家半导体设备公司，这就是成立于2004年的中微公司。

然而，回国创业谈何容易？“打铁还得自身硬”，中微公司行事谨慎，在专利战中屡获胜绩。在其第一款刻蚀机产品问世前，他们不仅研究了竞争对手3000多件专利避免踩雷，还将自家1000多件独特设计申请了专利保护，筑起了深厚的护城河。

引来应用材料专利侵权指控的导 火 索，正是中微公司成立仅三年后就造出的应用于12英寸45-65nm制程高端芯片生产的“Primo”刻蚀机。中微公司一鸣惊人，产品迅速在国内主要的12英寸产线开展试用，成为等离子刻蚀机市场的搅局者，要知道此前该市场全球仅有应用材料、泛林、诺法和东京电子四名玩家。

除刻蚀机外，中微公司在MOCVD设备领域也颇有建树。2012年，中微公司研制出首台MOCVD设备，正式进军MOCVD设备市场。到2017年，中微推出新一代MOCVD设备Prismo A7，凭借较高的性价比攻城略地，打破爱思强、维易科等国际巨头垄断的同时，市场占有率迅速提升。

但中微公司的目标不只是国产替代，曾经沧海难为水，从国际龙头企业归来的技术专家总是不甘人后，他们对于市场的敏锐嗅觉和与之相匹配的创新能力，一直是独树一帜的。

MOCVD设备领域，中微Mini LED设备呼之欲出。2018年以来，新一代显示技术Mini LED日渐成熟，比传统液晶显示器效果更佳，较OLED成本更低廉，或将成为下一代消费电子显示器的主流显示技术，2021年苹果和三星已先后应用在其终端产品中。而2020年底中微公司就前瞻性地在南昌启动Mini LED设备生产基地建设，2021年年中推出相关设备产品，年底订单就已超100腔。

刻蚀机领域，中微在国内公司中更是一马当先，已经作为台积电五大等离子体刻蚀设备厂商之一，开始向其5nm晶圆产线供应设备，是国内唯一一家向台积电供货的半导体设备商，更是首屈一指的能与国际巨头在先进制程市场掰手腕的玩家。

三、万业企业

不同于以上两家公司，万业企业在董事长朱旭东博士的带领下，通过“外延式并购”，整合优质产业资源，形成了三驾马车互融互通、齐头并进的发展模式。

第一，布局凯世通，切入离子注入机。

离子注入机与光刻机、刻蚀机和镀膜机并称芯片制造四大核心装备，而低能大束流离子注入机更是半导体制造中最为核心设备之一，其开发难度仅次于光刻机。凯世通是国内全领域离子注入机公司，产品覆盖集成电路、光伏和AMOLED领域等。

凯世通承担着国家02专项的先进集成电路离子注入项目研发和产业化，且得到了上海市 政  府的大力支持。2011至2018年的七年间，凯世通取得了亮眼的成果：研制的光伏离子注入机和AMOLED离子注入机均为中国首台套，并推出了国内第一台针对 FinFET 集成电路工艺的离子注入机。

在太阳能离子注入机领域，凯世通2017年共销售iPV-2000和iPV-3000共15台，同期竞争对手美国Intevac仅销售2台，销售情况全球领先。

在集成电路离子注入机领域，凯世通目前主要聚焦于占据80%市场份额的低能大束流离子注入机和高能离子注入机，产品在核心指标上已达到或超过国外同类产品，能够满足国内芯片行业实际应用需求。

集成电路离子注入机在应用上进展迅速。今年2月，公司公告凯世通获得大额批量订单，拟出售多台12英寸集成电路设备，包含低能大束流离子注入机、低能大束流超低温离子注入机，总金额达6.58亿元，离子注入机业务正式进入放量期。

凯世通凭借自身强大的技术研发能力和不断积累的行业经验，依托团队多年的设备研发及产业化经验，取得了客户验证、批量生产、正式订单的依次突破，以领先的产品优势，成为了国内首家为12英寸主流芯片制造厂批量供应半导体离子注入机的制造商，并率先应用在28nm成熟制程产线，进一步巩固了凯世通在国内离子注入行业领域内的领先优势地位。

第二，借镨芯展开收购，布局半导体设备零部件。

2020年底，万业以旗下浙江镨芯和镨芯控股为主体，以3.98亿美元收购Compart Systems Pte.Ltd公司100%股权，这是近年来该领域规模最大的中资跨境并购交易案。这家企业是全球半导体零部件领域的头部企业，也是全球极少数可完成流量控制领域零组件精密加工全部环节的公司之一。收购后，相关产品成功打入国内半导体设备公司供应链。

2021年，浙江镨芯在海宁投资建设Compart制造基地和研发中心，总投资30亿元，项目投产后，每年可实现营收约15亿元。目前，半导体设备零部件领域整体国产化率仅为10%-30%，尤其在Compart相关的流量控制领域，之前的国产化率几乎为零，这个项目落成后就可有效填补这个领域的空白。

值得关注的是，近期国家大基金拟出手对浙江镨芯进行增资3.5亿元，这亦是大基金首次在半导体零部件产业方面的布局，无疑是对该领域重视的体现。该笔增资完成后，有利于进一步优化浙江镨芯的资金实力，整合各方优势资源，加快推动Compart Systems产能提升，深化与国内半导体设备企业的产业协同，从而加速国产半导体零部件领域的突破与发展。

第三，携手宁波芯恩成立嘉芯半导体。

2021年4月29日，万业企业联合张汝京的芯恩半导体设立子公司嘉芯半导体。可以预见的是，功率器件、MEMS、电源管理芯片等特色工艺应用的快速增长推动了8英寸晶圆需求爆发，因此嘉芯将先后布局8寸设备与12寸设备市场，有望为当下主流成熟制程提供高性能的产品，涵盖刻蚀设备、薄膜设备、快速热处理及退火、薄膜沉积、清洗机等领域的多种产品。

自去年成立后，嘉芯已快速实现营业收入，预计未来达产后可形成一年供应2450台/套集成电路新设备和50台/套再制造装备。同时，叠加其原有的凯世通离子注入机业务，万业企业打造的“1+N”全领域前道设备平台化效应进一步凸显。

结语

今年除了“缺芯”是热词之外，各科技巨头“跨界造芯”的声音也频频出现， 芯查查APP企业融资信息显示，7月12日，上海智砹芯半导体科技有限公司完成了B轮融资，美团产业基金美团龙珠出现在投资方，这一信息表示互联网巨头美团加入了“造芯大军”。此外，百度、阿里、腾讯、小米、vivo都已经官宣自研芯片。

综合各方数据和研究可以得知，在全球缺芯的背景下，中国芯片行业需求不断增长，受制于国内外环境，突破重围仍困难重重，但受益于互联网科技巨头的持续加码，新锐企业不断奋进，相信经过多方努力，不断累积之下，中国芯片行业向前跃进一大步指日可待。

文章来源： 远川科技评论，半导体技术