近日，日經(jīng)亞洲的一則爆料把二手半導體設備推上風口浪尖。美國聯(lián)合日荷對中國半導體設備出口管制，迫使中國半導體制造商加緊搶購二手芯片制造設備，這主要是因為有一些老一代機器不受美國對中國制裁的限制。那么，在美國禁令日益嚴峻之下，二手設備能否成為中國半導體的救星呢？

思考這個問題之前，讓我們先來了解下二手半導體設備市場的前世今生，以及其目前的一些真實情況。對此，我們也有幸采訪到了全球排名第一位的二手半導體設備商盈球半導體科技（上海）有限公司的總經(jīng)理陳真，他為我們帶來了一些二手半導體設備界的真實情況。

二手半導體設備的緣起

二手半導體設備也不是這幾年才興起的產(chǎn)物，“其實我沒離開過江湖，我只是長期在江湖底下潛水。”我覺得這可以作為二手半導體設備的真實寫照。十多年來，二手半導體設備市場一直是IC制造供應鏈的重要組成部分。

半導體產(chǎn)品尺寸轉型行業(yè)有一句話：一代設備，一代工藝，一代產(chǎn)品。硅單晶的直徑在增加，從2英寸，到3英寸，4英寸，5英寸，6英寸，8英寸，現(xiàn)在它已經(jīng)進入了12英寸的時代。這樣就可以把非主流的或者棄用的半導體設備推向二手設備市場。

據(jù)陳真告訴半導體行業(yè)觀察，大約90年代末2000年初，半導體二手設備市場開始逐步建立。當時全球各地的信息傳遞速度較慢，透明度較低，因此部分總部位于半導體發(fā)達國家及地區(qū)的資產(chǎn)處置公司經(jīng)常可以先人一步代理或者買下舊設備，再向技術落后的國家和地區(qū)出售。其實，歸根結底，二手設備市場形成的契機主要還是工廠與工廠，國家與國家之間的制造技術代差造成的。

一個比較典型的案例，大約十年前，當時以德州儀器為首的芯片制造商開始從8英寸（200mm）晶圓廠遷移到12英寸（300mm）晶圓廠，2009年末，德州儀器宣布以1.725億美元的價格從破產(chǎn)的DRAM制造商奇夢達公司那里購買了12英寸的制造設備，并將其轉移到德克薩斯州現(xiàn)有的“RFAB”工廠中，以大規(guī)模制造模擬IC。

據(jù)悉，2011年左右有過一陣短暫的8英寸關廠潮，大量8英寸 fab關廠，這就導致當時大量使用的200毫米晶圓設備涌入公開市場。隨著設備公司倒閉或被收購，某些類型的設備不再得到使用，然而這些機器仍然存在。

一些制造商將舊機器的復興視為商機。據(jù)了解，現(xiàn)在全球已有數(shù)以百計的企業(yè)涉足半導體二手設備業(yè)務，這其中包括國際著名資產(chǎn)處置公司，貿(mào)易商，網(wǎng)上交易平臺，翻新公司，技術服務公司，零備件制造公司等。而這些企業(yè)主要都集中在半導體行業(yè)發(fā)達的國家與地區(qū)比如美韓中日以及臺灣地區(qū)等。

為什么要采購二手半導體設備？

事實上，這些年來幾乎所有的芯片制造商都購買過二手設備。根據(jù)智研咨詢發(fā)布的資料顯示，以中國半導體市場為例，除了中芯國際，華虹在起步階段購買不少新設備之外，其余的大部分廠都是以二手設備為主。

2020年9月，半導體材料廠商蘇州晶瑞化學股份發(fā)表公告，稱公司將以1102.5萬美元的價格，從韓國存儲芯片制造商SK海力士手上買進二手ASML 1900型號的浸沒式光刻機，旨在建設高端光刻膠研發(fā)項目。而這款光刻機早在2007年7月就開始量產(chǎn)發(fā)貨，可以將芯片量產(chǎn)制造能力擴展到36.5nm節(jié)點。

和艦在建造第一條生產(chǎn)線時除了光刻機從尼康購買有限幾臺之外，其余設備包括CMP、刻蝕及測量設備大部分從美國LSILogic購買。臺積電松江廠也是首先從臺灣轉移舊設備至大陸，然后適當補充部分設備，包括新及舊設備。

由于《瓦森納協(xié)定》的影響以及美國的制裁，中國采購新半導體設備的難度頗高，目前國內部分半導體設備干法去膠機的采購均來自二手設備市場。

除了無奈之舉，從產(chǎn)品自身來看，二手半導體設備也有其內在的優(yōu)勢。據(jù)業(yè)內從業(yè)人士透露，首先，二手設備具備有明顯的價格優(yōu)勢，通常為全新設備價格的70%以下。而我們知道半導體制造是資金密集型行業(yè)，降低設備成本是保證利潤的重要因素。其次，有相當多的芯片產(chǎn)品需要使用成熟工藝來進行生產(chǎn)，最先進的工藝設備反而無法適用。而設備原廠往往將產(chǎn)能集中在先進的工藝設備制造上，無法滿足成熟工藝的設備產(chǎn)能需求。

但劣勢是，二手設備廠商的部分業(yè)務有可能會由于知識產(chǎn)權限制而無法開展。

目前國內采購二手設備的渠道主要來自日本，韓國，美國，臺灣地區(qū)，東南亞以及歐洲等地。在這些二手半導體設備中，如光刻機，涂膠顯影機，部分量測設備，刻蝕設備，離子注入設備都比較搶手。

緊俏的8英寸和6英寸二手設備

“當前市面上的8英寸設備極度缺乏，甚至連6英寸設備的缺口也較大，通用型、兼容性越好的設備則越受追捧”陳真告訴半導體行業(yè)觀察。

Lam Research一名執(zhí)行董事David Haynes表示，8英寸的設備需求原本大多來自中國，因中國努力建構國內芯片制造產(chǎn)業(yè)。但他說如今世界各地的客戶都打算買進或升級舊有設備。

常理來說，晶圓面積越大，所能生產(chǎn)的芯片就越多，即降低成本又提高良率。但相比于12英寸晶圓，8 英寸固定成本低、達到成本效益生產(chǎn)量要求較低、技術成熟等特點被應用于功率器件、MEMS、電源管理芯片等特色工藝芯片的制作，因為8英寸設備還在廣泛用于開發(fā)成熟的設備。而令人驚訝的是，預計8英寸晶圓廠至少可以維持到2030年左右。

以2013年為例，當時全球半導體二手設備市場占整個設備市場的比例約為6%左右。具體從二手設備的構成來看，8英寸晶圓廠是二手設備需求的主要來源，8英寸晶圓廠占整個二手設備采購比例約為53%，該數(shù)值在2014年達到81%。“目前可以提供的8寸設備中，二手的占比估計在7成左右。”陳真指出。

二手設備是8英寸晶圓廠設備投資中的主力 數(shù)據(jù)來源：SEMI

現(xiàn)在困擾全球的汽車芯片，很多也是使用老式的設備。美國汽車芯片制造商Polar Semiconductor就要使用8英寸設備來制造芯片。在眾多汽車芯片中，有些芯片，比如信息娛樂系統(tǒng)中的芯片，是由生產(chǎn)智能手機芯片的尖端芯片廠來生產(chǎn)的。但用于制動和引擎系統(tǒng)的其他一些芯片，則采用較老式的、經(jīng)過驗證的技術來生產(chǎn)，以滿足汽車制造商對耐久性和可靠性的要求。

那為何市面上8英寸設備如此緊缺？陳真解釋到，這主要因為國際大廠停產(chǎn)8英寸設備已多年，而且自2019年初，在格芯宣布退出先進工藝競爭之后，幾乎就沒有8英寸工廠正常出售了。就拿韓國的Magnachip被SKHynix整體收購來說，沒有經(jīng)過公開競價的過程，而格芯的新加坡F3E工廠當時是請了多家潛在買家進行現(xiàn)場評估出價的過程。

而6英寸設備則被廣泛應用于MOSFET、IGBT、MCU、PMIC、CIS以及一些化合物半導體中。尤其是化合物半導體，如今國內外大廠無不紛紛抓住第三代半導體這個風口，紛紛擴產(chǎn)。國外的Cree、ST、羅姆、英飛凌等正在搶占SiC晶圓市場份額；國內諸如三安光電、露笑科技、科友半導體、新微半導體等數(shù)家廠商化合物半導體項目紛紛上馬，而且規(guī)模較大。這些都加劇了對6英寸設備的需求。

陳真是這么描述6英寸設備緊俏度的：“基本到了看一眼就知道肯定不夠的程度，或者簡單點說，賣方市場一條8英寸的生產(chǎn)線都沒有計劃賣出來，買方市場的項目就能有10幾20個”。

供需的不平衡勢必導致價格不同程度的上漲。陳真從這幾年的實際從業(yè)經(jīng)驗中談到，目前6英寸及8英寸二手設備近幾年價格呈現(xiàn)持續(xù)上漲的趨勢，每年上漲幅度可達30%。12英寸設備在市場需求的驅使下，近兩年價格也開始逐漸攀升。

對8英寸的需求令整個行業(yè)感到意外，迫使芯片制造商和fab設備供應商更加重視該技術，部分設備制造商把這視為不可多得的復蘇商機。半導體設備大廠如應用材料及Lam Research等依然有所謂的新設備出售，其中比較多的為官方翻新設備。“而且據(jù)部分終端客戶的反饋，他們收到的8英寸設備，的確全新程度越來越高，側面說明這些廠家有限度的在重啟8英寸設備生產(chǎn)。”陳真透露。日本光學大廠佳能才剛舉辦9 年來首次用于8 英寸晶圓曝光設備的產(chǎn)品發(fā)表會。

面對如此大的8英寸設備缺口，而8英寸設備又遍地難尋的情況下，該如何解決？陳真告訴我們，目前主要有三大途徑解決：一是高價搶購現(xiàn)有市場上還在流通的單機，比如尼康i線光刻機，這種設備近半年漲幅達到50%；二是使用12英寸設備改造，部分12英寸量測設備，經(jīng)過一定改造可以使用在8英寸甚至更小尺寸晶圓上，或者將6英寸設備改造成8英寸；三是采取國產(chǎn)替代。

說到國產(chǎn)替代，目前我國的設備公司也開始逐漸打入供應鏈，中微公司、北方華創(chuàng)等廠商的刻蝕設備、成膜設備已進入中芯國際供應鏈，至純科技、芯源微等也實現(xiàn)了清洗機等設備的穩(wěn)定供貨。

“小窺”二手設備廠商們

在二手設備市場中，我們也搜集到了一些國內外相對知名的二手半導體設備廠商。下面讓我們小小窺探下他們都在賣什么樣的二手設備？

SurplusGLOBAL（盈球半導體科技）成立于2000年，是全球排名第一位的二手半導體設備商并且擁有數(shù)量最多的設備庫存，擁有超過1，000臺以上二手半導體設備包括從曝光機臺到測試機臺，公司每年買賣超過1500臺的二手半導體設備，LED設備，Display設備和太陽能光伏設備，至今已出售了20000多臺設備。經(jīng)過驗證過的案例，他們已為其國內外客戶在投資上節(jié)省了30%的成本。同時，他們也是全球購買二手半導體設備最大的廠商之一，每年購買的二手設備超過1億美元。

從公司官網(wǎng)我們了解到，SurplusGLOBAL的設備種類豐富，有來自十幾家國際知名半導體設備廠商的多種設備，例如ASML、應用材料、泛林、佳能、愛德萬測試以及ASM等國際半導體設備廠商，SurplusGLOBAL銷售的設備主要有光刻機、PVD、CVD、離子注入以及ATE、RTP等。

荷蘭廠商solutions-on-silicon（簡稱SoS）也是較早的二手設備廠商，他們從2004年就開始做二手設備，主要涉及半導體/MEMS行業(yè)中的設備、消耗品及備件等。據(jù)他們的公開信息，早前SoS從他們客戶中了解到，OEM不再能夠像以前那樣支持小于12英寸晶圓廠，OEM廠商的支持水平正在不斷下降，這樣導致的結果就是，客戶對現(xiàn)有工具集的專業(yè)支持需求與有限的資源之間已經(jīng)出現(xiàn)了差距。他們便抓住了這個空缺，SoS將自己定位為OEM支持的有效替代方案。

在SoS的官網(wǎng)中，我們也發(fā)現(xiàn)了不少國際設備大廠的二手半導體設備，這其中不乏有ASM、KLA、應用材料以及Lam Research等的身影。

再來看看國內的情況，據(jù)陳真透露，國內比較成規(guī)模的二手設備企業(yè)大約有20家左右，每年銷售額從數(shù)千萬到數(shù)億人民幣不等，基本已經(jīng)覆蓋了所有主流的生產(chǎn)設備，每家公司都會專注于某幾個特定工序上的設備。

2020年6月，國家大基金旗下上海聚源聚芯集成電路產(chǎn)業(yè)股權投資基金中心（有限合伙）新增一家二手半導體設備有限公司。該公司主要從事二手半導體設備及配件的翻新、改造、安裝、維護及銷售；半導體設備的開發(fā)，生產(chǎn)及銷售。目前該公司的二手半導體設備主要有CVD、PVD、爐設備、測試設備、蝕刻設備以及清洗設備等。新設備方面，公司表示，正通過技術授權在中國本土制造國外OEM設備，并建立研發(fā)中心，研發(fā)制造國產(chǎn)品牌設備。

購買二手設備，能否繞過美國禁令？

據(jù)估計，二手設備業(yè)務約占整個晶圓廠設備（WFE）市場的10%。2017年，世界二手設備市場總額超過500億美元，而世界二手設備市場80%的支出是由亞洲制造商完成的。

在全球的二手半導體設備市場中，根據(jù)行業(yè)協(xié)會SEMI去年12月的報告，中國已成為2020年此類設備的最大市場，2020年有137億美元的半導體設備從海外進口，比前一年增長了30％以上。彭博對官方貿(mào)易數(shù)據(jù)的分析顯示，中國企業(yè)從日本，韓國，臺灣和其他地區(qū)購買了近320億美元的設備，用于生產(chǎn)計算機芯片，比2019年增長了20％。

為限制中國半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，美國國家安全委員會建議聯(lián)合日、荷實施設備出口禁令。據(jù)路透社報道稱，由前Google主席埃里克·施密特（Eric Sc hmidt）領導的美國國家安全人工智能委員會（NSCAI）建議，應限制中國購買先進制程芯片所需的制造設備。

當下雖然如中芯國際取得了美國的許可，據(jù)路透的報道，美供應商申請向中芯國際出口芯片設備的審批速度還是很緩慢。

據(jù)日本《日經(jīng)亞洲評論》報道，中國正在囤積二手芯片制造設備以抵御美國壓力，甚至即使暫時用不到的也在囤買，而且推動了日本二級市場的設備價格大幅上漲。

那么，通過購買二手設備，能否繞過美國禁令呢？尤其是我國能否買到先進的光刻機（類似浸沒式）？關于這點，陳真也做了很客觀的解釋，他說：“我國用戶在合規(guī)情況下是完全可以購買到全新或者二手的浸沒式光刻機的。但需要注意的是，即便是二手設備貿(mào)易，大部分二手設備企業(yè)也依然會遵循合規(guī)要求，不會將受限制的設備出售給實體名單上的用戶。事實上一些大的中間商目前還是避免直接向中芯出口原產(chǎn)地為美國的二手設備。”

結語

在十數(shù)年來，半導體二手設備都為半導體的生產(chǎn)做出了巨大的貢獻，在如今這個檔口，對國內半導體而言，二手半導體設備的重要性凸顯，這將成為我國實現(xiàn)大幅提高芯片自給率的目標的強有力支撐。

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