迪恩士半导体清洗设备“一哥”位置不稳？国产设备崛起

全球半导体设备大致可以分为11大类，50多种机型。前道设备主要有光刻机、刻蚀机、薄膜沉积机、离子注入机、CMP设备、清洗机、前道检测设备和氧化退火设备八大类，后道设备主要分为测试设备和封装设备。

所谓清洗，则是一种几乎贯穿整个芯片制造流程的步骤。

【资料图】

中国半导体产业起步较晚，清洗设备同样如此，目前全球市场份额主要被日本、美国和韩国公司瓜分，其中日本公司处于绝对竞争优势。

据Gartner数据，2020年全球半导体清洗设备主要被日本迪恩士（DNS）、东京电子、韩国SEMES和美国拉姆研究瓜分，市场份额分别为45.1%、25.3%、14.8%和12.5%，CR4合计占整个市场97.7%的市场份额。

不能忽视的芯片“敲门砖

洗设备的价值并不仅仅体现在芯片产业链5%的市场份额上，作为整个芯片制造环节中参与最频繁的设备，它实际上已经成为了一块芯片“敲门砖”。

硅片清洗并非传统印象中毫无技术含量的清洗，而是涉及门槛较高的工程技术。尤其在芯片工艺进入到14nm之后，随着刻蚀次数的增多，工艺流程越发复杂，尺寸越小的污染物也就越难清理，就需要增加清洗的步骤，这也让芯片清洗在芯片制造环节中愈发重要。

但使用频率如此高的清洗设备，其2019年的市场份额却仅为30.49亿美元，仅占当年全球半导体设备的5%，这一比例不仅远低于薄膜沉寂设备、光刻机和刻蚀机，甚至比检测设备的占比还要低。

这不禁让很多投资者“忽略”了这一赛道的价值，但实际上，除了体现在业绩层面的数据外，清洗设备还扮演着更加重要的产业链“角色”。

占半导体清洗设备半壁江山

市场中很多投资者将中国半导体清洗设备与日本迪恩士进行对比，但实际上这样简单的对比并不客观。虽然迪恩士在全球清洗设备行业中占有绝对的领先份额，但其竞争力实际却是持续下降的。

迪恩士成立于1975年，是日本八十年代半导体腾飞的最大受益者之一，其成功在1983年研发出世界第一台旋转晶片清洗系统。可以说，之所以迪恩士能够成为全球龙头，正是源于革新性的技术创新。

2016年的时候，迪恩士在半导体清洗设备的市场占有率曾高达53%，到2019年这一数据下降至50%，2020年再度下降至45%。市场份额的持续下降表明，迪恩士的核心竞争力已经不再像之前那样稳固。

一直以来，迪恩士都是一家极为聚焦的企业，而聚焦则给公司带来了绝对的市场占有率。但在我们看来，迪恩士的发展却并不算“成功”，因为原本它可以更加强大。

虽然迪恩士公司也曾进入过刻蚀设备、涂胶/显影设备等芯片细分领域，但却丝毫没有产业竞争力。根据公司最新的2022年H1财报，迪恩士总营收逇95%来自清洗设备，其中单品清洗设备的占比高达70%。

单片清洗设备竞争力下降

迪恩士聚焦单一领域给公司带来了绝对的市场占有率，2009年迪恩士在全球单片清洗设备的市场份额高达70%，但2021年单片清洗设备竞争力呈现下降的趋势，占比38%，主要有两个原因：

（1）清洗设备参与到芯片制造的各个环节，新进入者切入难度相对较低。

（2）迪恩士韩国市场开拓阻力大。迪恩士2004年开始拓展韩国市场，明显晚于TEL（1993年）、LAM（1989年）等同业竞争企业，错失了开拓韩国市场的先机；此外，韩国本土设备厂商SEMES（三星旗下子公司）在清洗设备方面亦具备较强竞争力，2020年SEMES单片清洗设备占全球14%的份额，排名第三，给迪恩士开拓韩国市场带来了阻力。

本土企业强势崛起

尽管在全球市场份额中，外国企业占尽优势，但近些年国内市场中，我国企业的自主替代率却正在显著提升。据中国国际招标网信息，从2019年初至2021年6月底，中国主流晶圆厂的清洗设备招标中，中国半导体清洗设备的占有率已经提升至10%以上。

尤其2022年1-10月，全国晶圆企业共招标96台湿法清洗设备，其中37台被中国公司中标，占总招标份额的38.5%。也就是说，中国半导体清洗设备已经能够与海外企业相抗衡。

从中标企业看，北方华创、芯源微、盛美上海、屹唐半导体分别中标13台、8台、14台和2台，这四家公司成为中国半导体清洗设备国产替代的先锋。此外，至纯科技、国林科技也纷纷投入到半导体清洗设备的研发中。

值得注意的是，除屹唐半导体已经过会尚未IPO外，其他半导体清洗设备相关公司均为上市公司，资本有望加速推动这一行业的国产替代。

技术路线的差异化争夺

中国半导体清洗设备并非简单的技术复制，而是颇具创新的差异化竞争。

根据清洗介质的不同，半导体清洗技术可以分为湿法清洗和干法清洗两条分支路线，目前湿法清洗是主流的技术路线，占芯片制造清洗步骤数量的90%以上，因此这里讨论的主要是各家湿法清洗设备的情况。

所谓湿法清洗指的是，用溶液、酸碱、表面活性剂、水及其混合物，通过腐蚀、溶解、化学反应等方法，使硅片表面的杂质与溶剂发生化学反应生成可溶性物质、气体或直接脱落，从而达到清洁硅片的目的。

同为湿法清洗技术，又可以分为化学方法和物理方法两个方向。

化学方法主要通过将硅片浸入不同的化学药剂从而达到清洗的目的，根据药剂的不同又有RCA清洗、改进RCA清洗、臭氧清洗、IMEC清洗等多条分支。

物理方法则是将化学药剂与物理方法结合，通过机械刷洗法、超声波/兆声波清洗法、二流体清洗法、旋转喷淋法等物理技术，对硅片进行全面清洗的过程。行业中，物理方法所用的药液基本相同，核心的区别在于物理辅助方法的差异。

目前，海外巨头的湿法清洗设备主要采用容器浸泡法、旋转喷淋法和机械刷洗法，其中旋转喷淋法是海外巨头的主流路线，已经能够完成7nm及以上规格的硅片清洗。

与竞争对手相比，国产清洗设备企业大多采用差异化的竞争路线，有望实现技术路线上的弯道超车。

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