“科技,國之重器”。近些年，在疫情以及地緣政治等多種因素的影響下，越來越多的國家和地區(qū)開始意識到半導(dǎo)體的重要性，就連美國也于7月28日正式通過了“芯片和科學(xué)法案”。除此之外，日本、中國、印度、馬來西來、越南等亞洲國家也紛紛加大了芯片產(chǎn)業(yè)布局，當(dāng)然也包括了存儲大國——韓國。
世人皆知，三星和SK海力士兩大存儲頭部企業(yè)扛起了韓國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，亦知韓國半導(dǎo)體在設(shè)備和材料領(lǐng)域的薄弱，卻不知如今韓國半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)發(fā)展如何?本篇文章，筆者就來盤點下韓國半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，以及所擁有的那些設(shè)備廠商。
從18%到20%，韓國設(shè)備發(fā)展史
設(shè)備和材料一向是韓國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的痛點和弱點。韓國仁荷大學(xué)材料科學(xué)與工程教授曾發(fā)布一篇《國內(nèi)半導(dǎo)體材料與設(shè)備行業(yè)現(xiàn)狀及分析》文章，對于韓國材料設(shè)備難以發(fā)展，其認(rèn)為最大原因在于缺少人才和經(jīng)驗。
不同于其他領(lǐng)域，材料裝備行業(yè)技術(shù)密集度更高、融合性強，目前設(shè)備大國像美國、日本都已經(jīng)過了所謂的“成套”產(chǎn)業(yè)(組裝電視機和洗衣機等)的初級階段，中國、越南、韓國等由于發(fā)展較晚，除非充分培養(yǎng)出具備物理、化學(xué)、化學(xué)工程、材料、電子等多種知識、經(jīng)驗豐富的專業(yè)勞動力，否則很難發(fā)展。
還有一個原因就是韓國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)性問題，高度集中于內(nèi)存，但與其他國家隔絕。曾有一位不愿透露姓名的半導(dǎo)體設(shè)備制造商的負(fù)責(zé)人說：“應(yīng)該說，除了三星電子和SK海力士合作伙伴之外，幾乎沒有什么地方可以盈利。這在一定程度上也阻礙了韓國半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
韓國設(shè)備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展難，從國產(chǎn)化率方面就體現(xiàn)的淋漓盡致。2006年一篇《韓國半導(dǎo)體設(shè)備及原材料產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展戰(zhàn)略》論文提到，在韓國半導(dǎo)體設(shè)備的國產(chǎn)化率上，以2004年為基準(zhǔn)，停留在18%線。而半導(dǎo)體設(shè)備技術(shù)培訓(xùn)中心資料顯示，2021年韓國半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化率仍為20%，清洗領(lǐng)域(材料、零件、設(shè)備)的技術(shù)相對薄弱。這意味著，經(jīng)過了快20年的發(fā)展，韓國半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化率僅提升了2%，可見設(shè)備領(lǐng)域發(fā)展之艱難。
要說刺激韓國發(fā)力半導(dǎo)體設(shè)備的“導(dǎo)火索”，當(dāng)屬2019年的“日韓半導(dǎo)體之爭”，被設(shè)備強國日本扼住半導(dǎo)體發(fā)展的咽喉，使得韓國意識到了設(shè)備國產(chǎn)化的重要性。據(jù)韓媒j(luò)oongang 2018年報道，韓國半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)的國產(chǎn)化率僅為18.2%，與上述數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，不難發(fā)現(xiàn)，韓國半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)在經(jīng)過2019年日韓半導(dǎo)體之爭，終于開始有了新進(jìn)展。
最直觀的就是政策方面的支持，2019年8月，韓國政府公布了《加強材料、零部件和設(shè)備競爭力的措施》，以擺脫依賴外部的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。該措施包含注入國家資源和能力的措施，如預(yù)算、財政、稅收、區(qū)位和特殊法規(guī)，以解決國內(nèi)材料、零部件和設(shè)備行業(yè)的結(jié)構(gòu)性短板。此外，措施中還包含了多項扶持政策，但最重要的是支持建立供需企業(yè)與需求企業(yè)強強合作模式，增強材料、零部件和裝備產(chǎn)業(yè)的整體競爭力。
而就在近日，韓國政府又表示，在未來五年內(nèi)將向芯片行業(yè)投資 340 萬億韓元(2590 億美元)鋪平道路，并在該領(lǐng)域培養(yǎng)超過 150,000 名技術(shù)工人，計劃到2030年實現(xiàn)芯片產(chǎn)業(yè)50%的關(guān)鍵材料、零部件和設(shè)備國產(chǎn)化。
據(jù)SEMI去年數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計韓國今年將在半導(dǎo)體晶圓廠設(shè)備上投資300億美元(35.106萬億韓元)，成為世界上最大的逐國投資。
與政策相對應(yīng)的是企業(yè)的大幅投資。據(jù)韓媒asiatoday報道，以三星電子總裁桂京鉉為首的半導(dǎo)體業(yè)務(wù)的設(shè)施投資額今年有望達(dá)到50萬億韓元，而其去年半導(dǎo)體設(shè)施投資數(shù)額則超過43萬億韓元。
三星電子設(shè)備投資年度趨勢
圖源：asiatoday
此外，據(jù)日經(jīng)中文網(wǎng)去年9月報道，三星電子和出資對象企業(yè)提交給韓國證券交易所的業(yè)務(wù)報告書顯示，2020年7月至2021年9月，三星電子至少已對8家韓國上市企業(yè)和1家上市企業(yè)的子公司出資，共計達(dá)到9家，其中設(shè)備廠商包括半導(dǎo)體測試設(shè)備廠商YIK Corporation、晶圓研磨設(shè)備廠商KC Tech、真空泵設(shè)備廠商LOT Vacuum、晶圓清洗相關(guān)設(shè)備廠商New Power Plasma。
與此同時，SK海力士也保持著保守的投資立場，2018年在半導(dǎo)體設(shè)施上投資17.38萬億韓元，2019年減少至12.747萬億韓元，2020年減少至9.89萬億韓元，2021年增加至13.4萬億韓元。據(jù) Kiwoom Securities 稱，SK 海力士今年的設(shè)施投資預(yù)計將比上年增加 47%，達(dá)到 17 萬億韓元。
據(jù)韓國經(jīng)濟(jì)新聞網(wǎng)報道，SK集團(tuán)決定在半導(dǎo)體、電動汽車電池、綠色能源、生物技術(shù)等4大領(lǐng)域向美國投資290億美元。其中，150億美元將用于半導(dǎo)體領(lǐng)域，SK集團(tuán)的半導(dǎo)體子公司SK海力士計劃在美國建設(shè)存儲器半導(dǎo)體尖端封裝制造設(shè)備和研發(fā)(R&D)中心。
嶄露頭角的韓國半導(dǎo)體設(shè)備廠商
經(jīng)過3年的研發(fā)和投入，今年第一季度韓國設(shè)備銷售額以 51.5 億美元(約合 64.452 億韓元)排名全球第二。
從半導(dǎo)體設(shè)備工藝發(fā)展來說，目前在前道設(shè)備方面，韓國設(shè)備廠商的技術(shù)處于生產(chǎn)核心的蝕刻、清洗和沉積工藝的60-80%水平，用于沉積工藝的熱處理設(shè)備在全球市場上具有競爭力，但曝光設(shè)備、離子注入設(shè)備和測量分析設(shè)備技術(shù)基礎(chǔ)薄弱。而在后道設(shè)備領(lǐng)域，韓國設(shè)備廠商總體處于競爭水平。韓國產(chǎn)業(yè)技術(shù)評價與企劃院表示，這是因為由于技術(shù)差距和投資成本負(fù)擔(dān)，韓國公司已將注意力集中在進(jìn)入門檻相對較低的工藝上。
這一點，可以從日前半導(dǎo)體綜研整理的韓國半導(dǎo)體前道設(shè)備供應(yīng)商名單，以及韓國產(chǎn)業(yè)技術(shù)評價與企劃院韓國半導(dǎo)體材料技術(shù)水平及國產(chǎn)化率窺知一二。
韓國半導(dǎo)體前道設(shè)備供應(yīng)商名單
圖源：半導(dǎo)體綜研
按主要半導(dǎo)體工藝、國內(nèi)技術(shù)水平、國產(chǎn)化率劃分的設(shè)備制造商(單位：%)
譯自：韓國產(chǎn)業(yè)技術(shù)評價與規(guī)劃研究所
制圖：半導(dǎo)體行業(yè)觀察
從上述兩張圖可以看出，韓國半導(dǎo)體前道設(shè)備廠商主要集中在沉積、熱處理領(lǐng)域，相對于光刻曝光、離子注入，以及測量、分析設(shè)備，沉積、熱處理和平整化設(shè)備國產(chǎn)化率較高。
在半導(dǎo)體狂熱的2021年，韓國設(shè)備廠商也取得不菲的成績，據(jù)韓媒The Elec 去年8月對韓國國內(nèi)31家半導(dǎo)體設(shè)備公司第二季度業(yè)績的分析，季度銷售額超過1000億韓元的設(shè)備廠商從2020年的5家增加到2021年的9家，包括 SEMES、Wonik IPS、SFA、KC、AP Systems、PSK、EO Technics、Hanmi Semiconductor 和 TES。銷售額增長超過三位數(shù)的五家公司是 YIK、New Power Plasma、Jusung Engineering、Intek Plus 和 Exicon。這里筆者簡單介紹幾家韓國設(shè)備廠商：
SEMES成立于1993年，是三星電子旗下的一家半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商，同時也是韓國最大的設(shè)備制造商，生產(chǎn)核心半導(dǎo)體和顯示器設(shè)備，連續(xù)6年進(jìn)入世界裝備行業(yè)TOP 10，目標(biāo)是到2030年銷售額達(dá)到5萬億韓元，進(jìn)入全球TOP 5。目前，Semes的產(chǎn)品主要包括半導(dǎo)體前道工序領(lǐng)域的清洗(LOTUS、BLUEICE PRIME)、Phototrack(OMEGA-S、OMEGA-K)、蝕刻(Michelan O3、Michelan C4)設(shè)備，還有后道工序的Bonder、Probe、Test Handler等設(shè)備。
據(jù)TheElec報道，三星電子的芯片制造設(shè)備子公司Semes周五表示，其2021年全年的收入為3.12萬億韓元，營業(yè)利潤為3533億韓元。據(jù)BusinessKorea去年4月報道，SEMES正計劃建造一座新的研發(fā)中心，旨在幫助三星在半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)獨立。
Wonik IPS成立于1991年，主要提供等離子化學(xué)氣相沉積(PECVD)設(shè)備。2020年10月，Wonik IPS 首次量產(chǎn)了新型金屬 CVD 設(shè)備“NOA”，并向 SK 海力士青州 M15 供應(yīng)，Wonik IPS 的此次量產(chǎn)實現(xiàn)了韓國裝備行業(yè)以往從未商業(yè)化的金屬 CVD 設(shè)備的韓國國產(chǎn)化。2021年9月，Wonik IPS用于QD顯示的干式蝕刻設(shè)備獲得了三星顯示認(rèn)可。
PSK是一家半導(dǎo)體設(shè)備公司，主要生產(chǎn)用于半導(dǎo)體蝕刻工藝的光刻膠去除設(shè)備(PRStrip)和氧化膜去除設(shè)備(干洗)。在半導(dǎo)體設(shè)備類別中，PSK主要適用的產(chǎn)品是Wafer Fabrication Equipment:Dry Strip、Dry Cleaning、New Hard Mask Strip、Wafer edge clean、Etch Back、Power Device Etch。在半導(dǎo)體制造工藝等離子dry strip (光刻膠剝離系統(tǒng)領(lǐng)域) 中始終保持世界第一的市場占有率。
去年下旬，PSK 完成了“Bevel Etcher(斜面蝕刻設(shè)備)”的開發(fā)。從2020年開始，PSK為美國半導(dǎo)體公司的系統(tǒng)半導(dǎo)體工藝供應(yīng)帶材設(shè)備。CEO Lee 表示：“在半導(dǎo)體領(lǐng)域，我們計劃將我們的業(yè)務(wù)從存儲器擴(kuò)展到系統(tǒng)半導(dǎo)體，并將我們的設(shè)備產(chǎn)品組合從剝離設(shè)備擴(kuò)展到清潔和蝕刻設(shè)備。
除此之外，Jusung Engineering 早在2017 年的時候就開發(fā)了原子層沉積設(shè)備 (ALD)，并提供給系統(tǒng)半導(dǎo)體制造商，2021年銷售額為3772億韓元，同比增長218.3%。;Tes是一家制造半導(dǎo)體制造設(shè)備的公司，生產(chǎn)用于在半導(dǎo)體工藝過程中通過處理晶圓來制造芯片的預(yù)處理核心設(shè)備，其主要客戶是三星電子和SK海力士，并有望進(jìn)軍氣體蝕刻設(shè)備的代工，為 DRAM 提供新的薄膜級 PECVD 設(shè)備。
在后道設(shè)備領(lǐng)域，除了SEMES外，HANMI也是一家較大的后道設(shè)備廠商。HANMI成立于1980年，在“視覺貼裝設(shè)備”市場中排名第一，在后工序中切割和檢查晶圓，并專注于“EMI屏蔽設(shè)備”。去年第二季度，HANMI成功實現(xiàn)了EMI屏蔽設(shè)備“微鋸設(shè)備”的國產(chǎn)化，獲得了三星電機、Chip Packing Technology、UTAC等客戶，并首次投產(chǎn)。
此外，EO Technics成立于1989年，主要從事開發(fā)和生產(chǎn)用于半導(dǎo)體、顯示器和PCB制造工程的激光和設(shè)備;Intek Plus 是一家半導(dǎo)體后端工藝視覺檢測設(shè)備制造商，2020年贏得了京瓷和伊比登等日本新客戶的設(shè)備訂單，今年大田新工廠投產(chǎn)時，設(shè)備產(chǎn)能有望翻番;Genesem 是一家后處理設(shè)備制造商，2016年開發(fā)了EMI屏蔽設(shè)備，據(jù)了解新設(shè)備16并行非內(nèi)存測試處理器也在去年第二季度供應(yīng)給韓國OSAT公司。
全球四大設(shè)備廠商加速入駐
除了本地設(shè)備廠商崛起，近些年AMAT、ASML、Lam Research，以及東京電子等全球半導(dǎo)體設(shè)備廠商也在加速入住韓國，韓媒分析原因，主要有以下兩大方面：
一是設(shè)備廠商意識到加強與主要半導(dǎo)體廠商合作的重要性。2020年這場疫情讓人們感受到了格局的多變性，以及“綁定”的重要性，汽車廠商開始與芯片企業(yè)綁定，芯片企業(yè)開始與晶圓代工廠綁定，似乎只有“綁定”才能給他們在這動蕩的局面下帶來安全感。
更重要的是，存儲半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)本身就是一個高度依賴設(shè)備的領(lǐng)域，存儲器半導(dǎo)體廠70%的投資都用于設(shè)備，然而像三星電子、SK海力士等韓國半導(dǎo)體制造商生產(chǎn)線上安裝的設(shè)備60%以上依賴進(jìn)口。這就意味著，如果您花費 30 萬億韓元建造工廠，那么您將花費 21 萬億韓元購買設(shè)備，其中近13萬億韓元是由外國公司賺取的。對于設(shè)備廠商來說，存儲強國韓國自然就成為了需要維護(hù)合作關(guān)系的大國。
二是設(shè)備廠商普遍認(rèn)為三星電子和SK海力士在全球存儲半導(dǎo)體市場的領(lǐng)導(dǎo)地位不會改變。韓國是當(dāng)之無愧的存儲大國，占據(jù)全球近70%的內(nèi)存半導(dǎo)體市場份額，即便當(dāng)下存儲整體市場屬于下行周期，但三星和SK海力士作為響當(dāng)當(dāng)?shù)拇鎯︻^部企業(yè)，擁有技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢和強大的定價能力，因此比中小企業(yè)擁有更強大的抗風(fēng)險能力，可以迎接下一波存儲行業(yè)的熱潮。這點從三星和SK海力士財報也能看出，即便存儲處于下行周期，但是兩家企業(yè)二季度的財報依舊再創(chuàng)新紀(jì)錄。
此外，韓國在晶圓代工領(lǐng)域也在快馬加鞭追趕，目前以18%的份額在晶圓代工市場居世界第二。
上述兩點，其實在四大設(shè)備廠商的選址中也可以得到很好的體現(xiàn)。
全球最大的半導(dǎo)體設(shè)備制造商應(yīng)用材料公司(AMAT)7月6日正式宣布，將與韓國產(chǎn)業(yè)通商資源部和京畿道共同在韓國設(shè)立研發(fā)(R&D)中心。招商引資的具體地點、規(guī)模和時機尚未確定，但預(yù)計將在擁有龍仁、平澤、華城、利川等半導(dǎo)體中心的京畿道建設(shè)高科技研發(fā)中心。據(jù)韓媒ddaily報道，Applied Korea 首席執(zhí)行官 Mark Lee 強調(diào)：“我們在韓國建立了研發(fā)中心，以加強我們的技術(shù)領(lǐng)先地位并支持半導(dǎo)體行業(yè)的未來發(fā)展。”據(jù)悉，新研發(fā)中心投入運營后，有望輕松為韓國半導(dǎo)體企業(yè)生產(chǎn)定制化產(chǎn)品。
圖源：ddaily
Lam Research 則于今年4 月在京畿道龍仁市開設(shè)了韓國技術(shù)中心，在美國和歐洲研究機構(gòu)的水平上建造的，負(fù)責(zé)開發(fā)最先進(jìn)的設(shè)備。Lam Research 于 2011 年成立了 Lam Research Manufacturing Korea Production Corporation，并于 2003 年開始將主要零部件供應(yīng)商本地化給韓國公司。2018年，林研技術(shù)培訓(xùn)中心成立。Lam Research Manufacturing Korea 繼烏山和龍仁之后運營華城工廠，將其在韓國的設(shè)備生產(chǎn)能力提高了一倍。今年2月，Lam Research還宣布將在韓國生產(chǎn)用于下一代晶體管結(jié)構(gòu)柵環(huán)(GAA)工藝的高選擇性精密蝕刻設(shè)備。
東京電子(TEL)于 2020 年在京畿道平澤市設(shè)立了平澤技術(shù)支持中心，并計劃從今年4月起投資1000億韓元，大規(guī)模擴(kuò)建華城的研發(fā)設(shè)施。
ASML也開始了全面的韓國投資，其在2021年11月宣布，到2024年將在京畿道華城投資2400億韓元，打造一個高科技半導(dǎo)體集群。今年4月，ASML首席執(zhí)行官Peter Wennink還拜訪韓國，據(jù)韓聯(lián)社報道，韓國京畿道華城援引Wennink的話表示，“ASML華城半導(dǎo)體集群進(jìn)展順利”。
結(jié)合四大半導(dǎo)體廠商的選址，可以看出基本都在京畿道華城，靠近三星電子和SK海力士的半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)施，因此有望縮短合作距離，和設(shè)備技術(shù)開發(fā)時間，最大限度提高效率。
隨著全球材料和設(shè)備公司在韓國建立基地，即使在全球物流困難等不可預(yù)測的風(fēng)險的情況下，韓國半導(dǎo)體制造商也有望避免對材料和設(shè)備的供需造成致命打擊，從而促進(jìn)供應(yīng)鏈穩(wěn)定性。尤其在這設(shè)備緊缺的當(dāng)下，核心半導(dǎo)體設(shè)備的交付延遲，在一定程度上也影響了三星電子和 SK 海力士的工廠擴(kuò)建計劃。TrendForce曾表示，(由于設(shè)備交付延遲)，半導(dǎo)體擴(kuò)張計劃將推遲約2至9個月。
不得不說，無論是對于韓國，還是對于我國，半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注定是道阻且長，但作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵一環(huán)，無論如何都不可輕易放棄。更重要的是，當(dāng)前這個晶圓廠遍地開花的時代，或許會給半導(dǎo)體設(shè)備廠商帶來更多的機遇和挑戰(zhàn)。
