2008-2020年,大陸集成電路設(shè)備銷(xiāo)售額從18.9億美元增長(zhǎng)到187億美元,年均復(fù)合增速達(dá)21.06%。但是,與銷(xiāo)售額快速增長(zhǎng)形成鮮明對(duì)照的是,中國(guó)集成電路設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化率極低,其中,光刻、刻蝕、鍍膜這三大前道關(guān)鍵工序設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化率最低,其他重要設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化率也低于10%。近年來(lái),受美國(guó)對(duì)中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)的持續(xù)打壓,加之需求的拉動(dòng),國(guó)產(chǎn)集成電路設(shè)備企業(yè)快速發(fā)展,盡管在先進(jìn)制程設(shè)備上依然受制于國(guó)外設(shè)備廠(chǎng)商,但涌現(xiàn)出的一大批創(chuàng)新型企業(yè),成為保障我國(guó)集成電路制造安全的重要依托。
表1 設(shè)備領(lǐng)域國(guó)內(nèi)代表企業(yè)

中國(guó)集成電路設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)和趕超中面臨的主要困難
一是美日的壟斷地位及限制性政策成為中國(guó)后發(fā)趕超的現(xiàn)實(shí)障礙。當(dāng)前美日歐積極推進(jìn)集成電路制造的本地化,這勢(shì)必造成國(guó)外設(shè)備供應(yīng)廠(chǎng)商優(yōu)先供應(yīng)其本國(guó)需要,中國(guó)在設(shè)備采購(gòu)中面臨設(shè)備交付期延長(zhǎng)、非先進(jìn)制程供應(yīng)受到擠壓等困難。例如美國(guó)眾議院在2022年2月通過(guò)的《美國(guó)競(jìng)爭(zhēng)法案》提出,未來(lái)5年美國(guó)財(cái)政直接用于支持晶圓廠(chǎng)的資金將達(dá)到527億美元,吸引臺(tái)積電、三星等國(guó)外廠(chǎng)商到美投資晶圓廠(chǎng),英特爾宣布增加對(duì)美本土制造領(lǐng)域投資;歐盟也于2022年2月發(fā)布了420億歐元的《芯片法案》,吸引和鼓勵(lì)臺(tái)積電、三星以及英特爾等國(guó)外廠(chǎng)商到歐洲建廠(chǎng),博世也加大了在歐洲本土的芯片制造投資。目前,集成電路領(lǐng)域的跨國(guó)資本流動(dòng)已將中國(guó)排除在全球企業(yè)和技術(shù)并購(gòu)范圍之外,中國(guó)希望通過(guò)資本整合方式獲取技術(shù)和產(chǎn)能基本上無(wú)法實(shí)現(xiàn)。
二是行業(yè)的較小規(guī)模和長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈屬性降低了后發(fā)者進(jìn)入的吸引力。集成電路設(shè)備行業(yè)整體規(guī)模目前尚不足千億美元,具體細(xì)分設(shè)備領(lǐng)域的市場(chǎng)規(guī)模更小,現(xiàn)有在位者通過(guò)長(zhǎng)期高強(qiáng)度的研發(fā)資本投入以及市場(chǎng)整合,實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的有序組合和協(xié)同,已達(dá)到規(guī)模經(jīng)濟(jì)水平。依托產(chǎn)業(yè)支持和優(yōu)惠政策,國(guó)內(nèi)的設(shè)備工具新創(chuàng)企業(yè)當(dāng)前尚能實(shí)現(xiàn)盈利,但在預(yù)期的未來(lái),其可能面臨訂單不足、難以達(dá)到盈虧平衡點(diǎn)的危機(jī),在市場(chǎng)規(guī)模相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)下,后進(jìn)入者極有可能面臨在位“寡頭”通過(guò)傾銷(xiāo)等方式實(shí)施精準(zhǔn)打擊的風(fēng)險(xiǎn)。另外,在集成電路行業(yè)極長(zhǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈及產(chǎn)業(yè)循環(huán)過(guò)程中,領(lǐng)先企業(yè)主導(dǎo)了行業(yè)技術(shù)線(xiàn)路的形成,后發(fā)趕超難度極大。
三是領(lǐng)先企業(yè)的自身優(yōu)勢(shì)對(duì)后發(fā)者筑起“進(jìn)入高墻”。一方面,領(lǐng)先企業(yè)在半導(dǎo)體行業(yè)超過(guò)半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展歷程中積累了極為復(fù)雜的技術(shù)、專(zhuān)利等知識(shí)體系,成為后發(fā)者進(jìn)入難以超越的“技術(shù)鴻溝”。另外,設(shè)備領(lǐng)域的資本交易頻繁,領(lǐng)先企業(yè)通過(guò)并購(gòu)補(bǔ)足自身的產(chǎn)品線(xiàn)短板,提供服務(wù)設(shè)計(jì)、制造、封試全流程的解決方案,甚至通過(guò)免費(fèi)“搭售”行為對(duì)新進(jìn)企業(yè)予以打擊。另一方面,領(lǐng)先企業(yè)超長(zhǎng)的產(chǎn)品線(xiàn)對(duì)用戶(hù)形成強(qiáng)大的鎖定效應(yīng)。從行業(yè)龍頭企業(yè)的發(fā)展來(lái)看,除光刻機(jī)外,集成電路的領(lǐng)先設(shè)備企業(yè)都有較長(zhǎng)的產(chǎn)品線(xiàn),實(shí)現(xiàn)了從設(shè)備制造到軟件服務(wù)和材料供給的延伸,主要企業(yè)也從單一的設(shè)備供應(yīng)商向系統(tǒng)性服務(wù)供應(yīng)商轉(zhuǎn)型,企業(yè)可以為晶圓廠(chǎng)提供全方位支持,形成對(duì)晶圓廠(chǎng)的鎖定效應(yīng),后發(fā)企業(yè)進(jìn)入難度加大。
提高中國(guó)集成電路設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)力的對(duì)策
未來(lái),中國(guó)在集成電路設(shè)備發(fā)展上需進(jìn)一步保持戰(zhàn)略定力,推動(dòng)設(shè)備領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)化和趕超發(fā)展。不僅要著眼于長(zhǎng)期發(fā)展目標(biāo)以加大政策支持力度和創(chuàng)新政策工具,也要把握技術(shù)、市場(chǎng)等機(jī)會(huì)窗口期推動(dòng)產(chǎn)業(yè)躍遷,并強(qiáng)化國(guó)際合作尤其是與韓國(guó)等處于類(lèi)似市場(chǎng)地位的國(guó)家合作,完善中國(guó)在設(shè)備領(lǐng)域的全球供應(yīng)鏈體系。
(一)保持長(zhǎng)期戰(zhàn)略定力,推動(dòng)國(guó)產(chǎn)設(shè)備不斷提升
加速科技領(lǐng)域的自立自強(qiáng)是中國(guó)當(dāng)前實(shí)施集成電路領(lǐng)域尤其是設(shè)備領(lǐng)域的必然選擇。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看,美國(guó)的打壓對(duì)中國(guó)在集成電路設(shè)備國(guó)產(chǎn)化來(lái)說(shuō)具有積極的促動(dòng)作用,有利于中國(guó)提升產(chǎn)業(yè)自主性和安全性。此外,從集成電路設(shè)備的細(xì)分領(lǐng)域來(lái)看,中國(guó)在各個(gè)細(xì)分領(lǐng)域均有一些初創(chuàng)型企業(yè)并形成一定的自給能力,在一定程度上為中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)安全提供了基本支撐能力。
但是,由于設(shè)備在集成電路產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)中的極端重要性,領(lǐng)先設(shè)備企業(yè)在行業(yè)內(nèi)形成了短期內(nèi)難以趕超的優(yōu)勢(shì),國(guó)產(chǎn)設(shè)備在制程精度、穩(wěn)定性、產(chǎn)能、成本、效率等方面劣勢(shì)突出,對(duì)于集成電路設(shè)備購(gòu)買(mǎi)企業(yè)來(lái)說(shuō),如若美國(guó)采取周期性的“封鎖”與“開(kāi)放”交替策略,極易對(duì)現(xiàn)有致力于自主創(chuàng)新的設(shè)備研發(fā)和制造企業(yè)造成極大擾動(dòng)。因此,對(duì)于國(guó)家和產(chǎn)業(yè)界而言,要從國(guó)家安全和產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全的視角,牢固樹(shù)立在集成電路等重要領(lǐng)域自立自強(qiáng)的戰(zhàn)略定力,立足長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展,不僅要在當(dāng)前嚴(yán)峻的國(guó)際形勢(shì)下加大對(duì)設(shè)備領(lǐng)域的支持力度,也要在外部環(huán)境緩和時(shí)保持政策的持續(xù)性和穩(wěn)定性,推動(dòng)中國(guó)在設(shè)備領(lǐng)域的自力更生、自主創(chuàng)新和迭代升級(jí)。
?。ǘ┘哟笳咧С至Χ龋鐣?huì)資本對(duì)國(guó)產(chǎn)設(shè)備的積極投資
盡管阿斯麥EUV光刻機(jī)的單價(jià)超過(guò)1億美元,但與通用型機(jī)械設(shè)備不同,集成電路設(shè)備具有極高的資產(chǎn)專(zhuān)用性,全球產(chǎn)業(yè)規(guī)模也只有不到千億美元,且目前主要被美日歐龍頭企業(yè)所控制,作為后發(fā)企業(yè)在進(jìn)入芯片設(shè)備行業(yè)中面臨的一個(gè)重要風(fēng)險(xiǎn)就是——較小的產(chǎn)業(yè)規(guī)模難以形成有效的規(guī)模經(jīng)濟(jì),也就難以保證合理的投資收益,新進(jìn)企業(yè)經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)極高,這極易造成市場(chǎng)投資不足,這也是中國(guó)集成電路設(shè)備領(lǐng)域未來(lái)發(fā)展最大的風(fēng)險(xiǎn)之一。隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)的不斷深化和發(fā)展,集成電路在未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和國(guó)家安全中極端重要,迫切需要國(guó)家加大投入以彌補(bǔ)市場(chǎng)投資的不足,尤其是通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)補(bǔ)償和創(chuàng)造投資回報(bào)預(yù)期刺激和激勵(lì)企業(yè)投資。具體來(lái)看,可以在如下幾方面進(jìn)一步加大政策支持力度:一是加大基礎(chǔ)研究和基礎(chǔ)應(yīng)用研究投入,重點(diǎn)支持精密材料、超精密制造、智能化系統(tǒng)、微型動(dòng)力系統(tǒng)等方面的基礎(chǔ)研究,為集成電路設(shè)備以及各類(lèi)產(chǎn)業(yè)升級(jí)創(chuàng)造條件。二是加大對(duì)設(shè)備研發(fā)企業(yè)、制造企業(yè)和用戶(hù)的支持,推動(dòng)設(shè)備研、制、用融通發(fā)展,包括加大重大設(shè)備(例如光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、鍍膜機(jī)、離子注入設(shè)備)研發(fā)投入,鼓勵(lì)針對(duì)相對(duì)細(xì)分領(lǐng)域(例如清洗、量測(cè)、化學(xué)機(jī)械研磨、熱處理)的研發(fā)用合作投資及財(cái)政支持,進(jìn)一步加大和創(chuàng)新對(duì)首臺(tái)套用戶(hù)的退稅、抵稅和專(zhuān)項(xiàng)支持(例如強(qiáng)化對(duì)制造商和用戶(hù)共同推動(dòng)首臺(tái)套迭代升級(jí)的激勵(lì)),加速設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。三是加大人才培養(yǎng),推動(dòng)集成電路學(xué)院的跨學(xué)科融合,探索機(jī)械、電子、光學(xué)、物理、金融等多學(xué)科人才的聯(lián)合培養(yǎng),強(qiáng)化微電子學(xué)院對(duì)機(jī)械和設(shè)備領(lǐng)域的關(guān)注??梢越梃b臺(tái)灣地區(qū)工研院模式,建議由大基金二期設(shè)立專(zhuān)項(xiàng)研發(fā)基金,支持中芯國(guó)際、華虹半導(dǎo)體等晶圓廠(chǎng)用戶(hù)牽頭成立集成電路產(chǎn)業(yè)研究院,作為研究、開(kāi)發(fā)、試驗(yàn)的共性平臺(tái),吸引各類(lèi)設(shè)備、材料企業(yè)將其樣機(jī)、原型機(jī)在平臺(tái)中使用和推廣,以為逐步改善和獲得業(yè)界認(rèn)可提供機(jī)會(huì)。
(三)把握行業(yè)成長(zhǎng)規(guī)律,為不同發(fā)展階段企業(yè)提供精準(zhǔn)性支持工具
從半個(gè)多世紀(jì)集成電路設(shè)備發(fā)展的歷程來(lái)看,領(lǐng)先企業(yè)成長(zhǎng)過(guò)程表現(xiàn)出這樣一條規(guī)律:企業(yè)在初創(chuàng)期立足于細(xì)分市場(chǎng)開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品,并以顛覆性產(chǎn)品迅速占領(lǐng)市場(chǎng),在成長(zhǎng)的過(guò)程中業(yè)務(wù)范圍外溢和開(kāi)發(fā)多產(chǎn)品體系,并在擴(kuò)張過(guò)程中進(jìn)入更多的細(xì)分領(lǐng)域(或是通過(guò)業(yè)務(wù)拓展,以日本和歐洲企業(yè)為主;或是通過(guò)市場(chǎng)并購(gòu),以美國(guó)企業(yè)為主),最終形成以設(shè)備為載體的一體化專(zhuān)業(yè)服務(wù)供應(yīng)商。為此,在支持中國(guó)集成電路設(shè)備領(lǐng)域過(guò)程中,需要科學(xué)把握行業(yè)成長(zhǎng)規(guī)律,采用更加科學(xué)、精準(zhǔn)的方式來(lái)支持國(guó)產(chǎn)設(shè)備企業(yè)發(fā)展。一是對(duì)于目前尚處于起步階段的重點(diǎn)設(shè)備或可能發(fā)展出新技術(shù)路線(xiàn)的設(shè)備,支持重點(diǎn)環(huán)節(jié)突破和在新技術(shù)線(xiàn)路上企業(yè)的突破創(chuàng)新。延續(xù)國(guó)家對(duì)重點(diǎn)項(xiàng)目的支持(例如光刻機(jī)、鍍膜設(shè)備等),可采取指定機(jī)構(gòu)、揭榜掛帥等創(chuàng)新方式鼓勵(lì)各類(lèi)研發(fā)和經(jīng)營(yíng)主體參與;鼓勵(lì)各類(lèi)創(chuàng)新主體立足自身特長(zhǎng)和優(yōu)勢(shì)定位細(xì)分市場(chǎng),形成在技術(shù)、專(zhuān)利、產(chǎn)品等方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。二是發(fā)揮行業(yè)“鏈主”企業(yè)的引領(lǐng)和融通作用,支持龍頭企業(yè)引領(lǐng)和協(xié)調(diào)設(shè)備領(lǐng)域更有效布局和更高效協(xié)同,對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈的短板環(huán)節(jié)重點(diǎn)投資。鑒于當(dāng)前中國(guó)集成電路行業(yè)龍頭企業(yè)影響力有限的現(xiàn)實(shí),可把握當(dāng)前中央企業(yè)打造現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈鏈長(zhǎng)的契機(jī),由中央企業(yè)牽頭,利用用戶(hù)優(yōu)勢(shì)、資本優(yōu)勢(shì)、人才優(yōu)勢(shì)、體制機(jī)制優(yōu)勢(shì)等,推動(dòng)各個(gè)細(xì)分領(lǐng)域設(shè)備企業(yè)合作和協(xié)同發(fā)展。也可發(fā)揮中芯國(guó)際等晶圓制造企業(yè)對(duì)上下游企業(yè)的牽引作用,推動(dòng)設(shè)備制造企業(yè)、材料廠(chǎng)、晶圓廠(chǎng)、封裝廠(chǎng)等的協(xié)同發(fā)展。此外,要重視對(duì)華為、中興、比亞迪、中車(chē)等集終端用戶(hù)和芯片設(shè)計(jì)工序于一體的應(yīng)用端龍頭企業(yè)支持,支持其與相關(guān)設(shè)備企業(yè)的合作發(fā)展。三是在全球集成電路產(chǎn)業(yè)快速增長(zhǎng)的基礎(chǔ)上,預(yù)期未來(lái)集成電路產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入周期性過(guò)剩階段,要充分把握窗口期,鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)的橫向和縱向整合,鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)資本的海外并購(gòu),鼓勵(lì)非尖端技術(shù)和企業(yè)被海外并購(gòu),提升國(guó)內(nèi)資本與海外市場(chǎng)的互動(dòng)水平。
?。ㄋ模┌盐占夹g(shù)和商業(yè)機(jī)會(huì)窗口,實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)躍遷
后發(fā)國(guó)家實(shí)現(xiàn)追趕的重要條件是新情境下帶來(lái)的機(jī)會(huì)窗口,這對(duì)芯片設(shè)備國(guó)產(chǎn)化依然重要。一是要注重技術(shù)和工藝變革窗口的把握,探索在新技術(shù)或者工藝路線(xiàn)上的“換道超車(chē)”。以光刻機(jī)為例,傳統(tǒng)上的深紫外光刻機(jī)為尼康和佳能2家日本企業(yè)所壟斷,后進(jìn)入者阿斯麥遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法與之匹敵,然而,在摩爾定律的推動(dòng)下,傳統(tǒng)深紫外光光源是難以實(shí)現(xiàn)14納米及更高制程要求,阿斯麥則從浸入式光刻機(jī)開(kāi)始,到“傾力投入極紫外光源(ALL IN EUV)”技術(shù),不僅實(shí)現(xiàn)了技術(shù)上的絕對(duì)領(lǐng)先,更是整合了上游的設(shè)備、零部件、材料等一系列供應(yīng)商,并與晶圓廠(chǎng)形成緊密合作,形成了在EUV光刻機(jī)的壟斷地位。目前集成電路產(chǎn)業(yè)已從摩爾定律階段進(jìn)入超越摩爾定律階段,傳統(tǒng)技術(shù)路線(xiàn)面臨難以突破的“邊緣”,這其中會(huì)形成新的機(jī)會(huì)窗口期,例如量子芯片、光子芯片等快速發(fā)展,需要關(guān)注未來(lái)芯片發(fā)展的多種技術(shù)路線(xiàn),有效協(xié)同資源支持在特定技術(shù)路線(xiàn)上有積極性的企業(yè)、企業(yè)聯(lián)盟等予以突破。二是積極把握商業(yè)機(jī)會(huì)窗口,實(shí)現(xiàn)在新建產(chǎn)能上的進(jìn)入。2020年以來(lái),盡管經(jīng)濟(jì)總體低迷,但芯片產(chǎn)業(yè)保持快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),尤其是中國(guó)大量新建產(chǎn)能以滿(mǎn)足現(xiàn)有需求和數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)的新需求,這為中國(guó)國(guó)產(chǎn)設(shè)備進(jìn)入新客戶(hù)創(chuàng)造了極佳的商業(yè)窗口。以存儲(chǔ)器市場(chǎng)為例,中國(guó)近年來(lái)新建了大量晶圓廠(chǎng),這為國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、離子注入、清洗等設(shè)備發(fā)展創(chuàng)造了良好的投資預(yù)期。
?。ㄎ澹┘訌?qiáng)國(guó)際產(chǎn)能合作,融入并整合全球設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈
集成電路產(chǎn)業(yè)的高度全球化決定了產(chǎn)業(yè)發(fā)展必須重視國(guó)際合作,即便是在當(dāng)前面臨美國(guó)“小院高墻”和“全場(chǎng)打擊”的嚴(yán)峻環(huán)境下亦是如此。一是在考慮創(chuàng)新技術(shù)軌道的同時(shí),要始終保持與主流技術(shù)線(xiàn)路的良好互動(dòng),通過(guò)與知識(shí)產(chǎn)權(quán)機(jī)構(gòu)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織、行業(yè)龍頭企業(yè)、非政府組織合作等多種形式的溝通和互動(dòng),保證中國(guó)與美日歐在集成電路設(shè)備領(lǐng)域的協(xié)同發(fā)展,建議進(jìn)一步提高“半導(dǎo)體跨境產(chǎn)業(yè)服務(wù)工作委員會(huì)”的工作范圍,推動(dòng)其建設(shè)為中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)全球合作事務(wù)的咨詢(xún)和協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)。二是加強(qiáng)與韓國(guó)等具有共同需求和期望的國(guó)家和地區(qū)合作。韓國(guó)與中國(guó)在集成電路產(chǎn)業(yè)的短板方面具有高度的相似性,設(shè)備和材料都受制于美日控制,尤其是受日韓關(guān)系影響更為突出。中國(guó)可加強(qiáng)與韓國(guó)在設(shè)備和材料方面的合作,利用中國(guó)工業(yè)體系完整、細(xì)分領(lǐng)域可替代、企業(yè)數(shù)量眾多的優(yōu)勢(shì),結(jié)合韓國(guó)在集成電路制造和龐大市場(chǎng)需求的優(yōu)勢(shì),中韓合作培育設(shè)備和材料制造企業(yè),提高兩國(guó)集成電路的供應(yīng)鏈安全。三是打造全球技術(shù)合作平臺(tái),借鑒比利時(shí)微電子研究中心(IMEC),成立東方微電子研究中心(OMEC),打造面向全球的知識(shí)共享、項(xiàng)目合作的集成電路及相關(guān)領(lǐng)域的開(kāi)放平臺(tái)??偛靠蛇x擇設(shè)立在上?;蛘咛K州,發(fā)揮其全球區(qū)位、科研院所、集成電路產(chǎn)業(yè)等方面優(yōu)勢(shì),打造一個(gè)跨國(guó)界、跨學(xué)科、跨組織,以學(xué)術(shù)研究為支撐、項(xiàng)目研究為具體內(nèi)容、服務(wù)產(chǎn)業(yè)和企業(yè)為基本內(nèi)容的全球知識(shí)共享和創(chuàng)造平臺(tái),真正推進(jìn)中國(guó)集成電路研究開(kāi)發(fā)、產(chǎn)業(yè)化融入全球創(chuàng)新鏈產(chǎn)業(yè)鏈,以開(kāi)放集聚資源和贏得信任,提升中國(guó)設(shè)備和材料在全球集成電路產(chǎn)業(yè)的參與度。(作者李先軍系中國(guó)社會(huì)科學(xué)院工業(yè)經(jīng)濟(jì)研究所副研究員,劉建麗系中國(guó)社會(huì)科學(xué)院工業(yè)經(jīng)濟(jì)研究所研究員,閆梅系中國(guó)社會(huì)科學(xué)院工業(yè)經(jīng)濟(jì)研究所編輯。本文首發(fā)于《產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)評(píng)論》2022年4月的網(wǎng)絡(luò)首發(fā)版)
