半导体连接器◈✿ღ，半导体龙头股◈✿ღ，贝博国人对半导体设备禁令的印象◈✿ღ，大多始于2019年声势浩大的科技战◈✿ღ，但早在互联网还没有记忆的1996年◈✿ღ，美国就集结了“巴统” 17国在内的33个国家◈✿ღ，以《瓦森纳协定》的形式确定了密不透风的技术出口管控◈✿ღ。
2015年的声明是美国迄今唯一一次“让步”◈✿ღ，原因也很朴实◈✿ღ： “有一家非美国公司已经有能力供应足够数量和同等质量的刻蚀机◈✿ღ。”
这家“非美国公司”名叫中微公司◈✿ღ，创始人尹志尧是应用材料（AMAT）的刻蚀机事业部的一把手◈✿ღ，后者是美国乃至全球最大的半导体设备公司◈✿ღ。
2003年◈✿ღ，尹志尧代表应用材料来中国参展◈✿ღ，遇到高中校友江上舟◈✿ღ。江上舟可谓上海半导体产业的“总设计师”◈✿ღ，主导了大批在美国工作的华人工程师回国创业◈✿ღ，上一个被江上舟请到上海的就是张汝京创办的中芯国际◈✿ღ。
应用材料在展会上公开了其刻蚀机的内部构造◈✿ღ，江上舟忍不住对尹志尧感叹道◈✿ღ： “看来造刻蚀机比造原子弹还复杂◈✿ღ。”
一年后◈✿ღ，中微公司落户上海金桥◈✿ღ，成立第三年量产首款刻蚀机◈✿ღ，第七年实现45nm介质刻蚀机的国产突破◈✿ღ，成为台积电5nm产线上唯一一家中国大陆刻蚀机供应商◈✿ღ。
同一时期◈✿ღ，国内规模最大的半导体设备公司北方华创在北京成立◈✿ღ，由七星电子与北方微电子重组合并而来◈✿ღ。其中七星电子的历史可以追溯到苏联援建时期◈✿ღ，开发过中国第一台扩散炉和等离子刻蚀机◈✿ღ，继承了上个世纪中国半导体设备开发的几乎全部遗产◈✿ღ。
2023年◈✿ღ，光刻机生产商ASML问鼎全球最大半导体设备制造商◈✿ღ，蝉联榜一大哥三十年的应用材料沦为背景板◈✿ღ。
经历多年科技战B站的老司机都从这里上车了◈✿ღ，光刻机已然成为“卡脖子”这一概念具体的表征◈✿ღ。但作为人类迄今为止最复杂的工程◈✿ღ，芯片制造的工序和环节极端复杂◈✿ღ。一般来说◈✿ღ，半导体制造有光刻贝博◈✿ღ、刻蚀◈✿ღ、薄膜沉积“三大主设备”的说法◈✿ღ，三种设备占据整个市场六成以上的份额◈✿ღ。
通俗来说◈✿ღ，一颗芯片并不是被“光刻”出来的◈✿ღ，而是“刻蚀”出来的◈✿ღ。拿刻印章类比◈✿ღ，光刻类似在印章上画好草图◈✿ღ，刻蚀会把光刻标记的草图◈✿ღ，通过物理或化学方法去除◈✿ღ，类似用刀具刻出具体的图案◈✿ღ。
芯片制造的原理并不复杂◈✿ღ，但高端制造业的核心在于对精度和误差的控制◈✿ღ。生产1厘米直径的钢管和生产1.00001厘米直径的钢管◈✿ღ，后者的难度与利润比前者大上百倍千倍◈✿ღ。
一块硅晶圆变成芯片◈✿ღ，所有的流程精度都在纳米计量的区间游走◈✿ღ，工匠精神含量远非搓寿司能望其项背◈✿ღ。与光刻机类似◈✿ღ，全球刻蚀设备由泛林◈✿ღ、应用材料和东京电子分而治之◈✿ღ，三者几乎垄断了整个市场◈✿ღ。
相比之下◈✿ღ，薄膜沉积设备奋起多年◈✿ღ，国产化率尚且爬升到35%◈✿ღ，刻蚀机在20%徘徊◈✿ღ，光刻机甚至不到3%◈✿ღ。
芯片制程会跟随摩尔定律进步◈✿ღ，但生产芯片的设备却不受摩尔定律支配◈✿ღ，很容易形成强者恒强的局面◈✿ღ。因此◈✿ღ，美国制造业虽然日常衰落◈✿ღ，但在半导体设备市场◈✿ღ，美国公司都快站不下了◈✿ღ。
另一方面◈✿ღ，芯片制造是一个非常年轻的产业◈✿ღ，在各个半导体设备公司不断出清整合的过程中贝博◈✿ღ，幸存者所积累的Know How会成为某种意义上的“标准”◈✿ღ，进一步提高了后来者的入场门槛◈✿ღ。
俗话说“一流企业做标准”◈✿ღ，但标准并不是被“制定”出来的◈✿ღ，而是在漫长的市场竞争中不断磨合推敲◈✿ღ，最终成为行业心照不宣的标准◈✿ღ。
上世纪90年代贝博◈✿ღ，伴随电子设备小型化和消费电子市场的繁荣◈✿ღ，芯片制造开始从垂直整合走向水平分工◈✿ღ。
当芯片公司不断将生产环节外包出去◈✿ღ，芯片制造流程不断标准化◈✿ღ，上游的设备制造商被动或主动地参与了标准的确立◈✿ღ。
ASML创办于1984年◈✿ღ，光刻机已经在美日厂商之间打了个来回◈✿ღ。尼康的首台商用步进式光刻机NSR-1010G与“销冠”GCA的DSW-4800针尖对麦芒◈✿ღ，市场份额开始平起平坐◈✿ღ。
泛林80年代初发明了等离子刻蚀机◈✿ღ，确立了刻蚀机的头把交椅◈✿ღ；应用材料凭借划时代的CVD（化学气象沉积）Precision 5000和PVD（物理气相沉积）Endura 5500◈✿ღ，在薄膜沉积一统江湖B站的老司机都从这里上车了◈✿ღ。
这个过程中◈✿ღ，设备生产商会根据晶圆厂的生产方法确定投资方向◈✿ღ，晶圆厂也会自发依照生产设备调整生产流程◈✿ღ，大家心照不宣的“标准”就会逐渐形成◈✿ღ。基于标准的强绑定关系◈✿ღ，是一堵密不透风的幕墙◈✿ღ。
因此◈✿ღ，半导体“后进国”很容易沦为买票进场的看客◈✿ღ，直接引进国外设备变成建立芯片产线最具性价比的方案◈✿ღ，但也会为前者浇筑越来越厚的技术壁垒◈✿ღ。
2012年◈✿ღ，ASML拿出一半的营收◈✿ღ，收购了一家名叫Cymer的美国公司◈✿ღ。后者是ASML的光源供应商——通过每秒5万次二氧化碳激光轰击液态锡◈✿ღ，产生强度足够大的EUV光源◈✿ღ，通过多次镜面反射◈✿ღ，在晶圆上刻画电路◈✿ღ。这是美国限制EUV光刻机出口的技术源头◈✿ღ。
2016年◈✿ღ，ASML再接再厉◈✿ღ，收购镜片供应商蔡司25%的股权◈✿ღ。后者为ASML提供的镜片是地球上最光滑的东西◈✿ღ，负责为光源创造光路◈✿ღ。
通过类似“让利◈✿ღ、共同研发◈✿ღ、独家供应”三板斧[4]◈✿ღ，ASML将一家家零部件供应商绑上战船◈✿ღ。时至今日◈✿ღ，ASML EUV光刻机零部件个数已经超过了10万◈✿ღ，背后是5100多个供应商◈✿ღ。
中微公司第一款刻蚀机的设计在2004年就已定稿◈✿ღ，但尹智尧发现◈✿ღ，量产的最大困难在于找不到趁手的零部件供应商[1]◈✿ღ。
当时◈✿ღ，中微刻蚀机采用了两个反应台同时加工的设计◈✿ღ，刻蚀效率成倍提高◈✿ღ，但这种设计意味着必须对零部件进行重新设计◈✿ღ，问题由此产生◈✿ღ。
一是经过漫长的整合◈✿ღ，供应商与设备生产商往往紧密绑定◈✿ღ，类似ASML与Cymer的关系◈✿ღ。这也是众多“后进生”遇到的共同问题◈✿ღ：供应商都与设备生产商紧密绑定◈✿ღ，封死了后来者的路径◈✿ღ。
二是即便供应上不受限制◈✿ღ，也天然缺乏参与意愿◈✿ღ。半导体设备市场高度集中B站的老司机都从这里上车了◈✿ღ，一家供应商很可能90%的产品都对应一个客户◈✿ღ。在这种情况下◈✿ღ，供应商为新客户定制零部件◈✿ღ，在商业上存在极大的不确定性◈✿ღ。
2007年◈✿ღ，中微的首台刻蚀机历时三年终于量产◈✿ღ，但直到2023年◈✿ღ，也尚未实现零部件100%的国产化◈✿ღ。
中微的首台刻蚀机量产后◈✿ღ，很快收到了来自“前同事”们的问候◈✿ღ。应用材料◈✿ღ、泛林先后向中微提起专利诉讼◈✿ღ。虽然因为尹志尧提前做了准备◈✿ღ，最终两起诉讼分别以证据不足和专利无效结案[1]◈✿ღ。但中微并非毫发无伤◈✿ღ。
与应用材料的诉讼历时两年半◈✿ღ，律师费就高达2500万美元[2]◈✿ღ；泛林败诉后又上诉◈✿ღ，前后纠缠整整七年◈✿ღ。紧接着又陷入和Veeco关于石墨盘的专利纠纷B站的老司机都从这里上车了◈✿ღ。尹智尧后来坦言◈✿ღ，相对于胜诉的欣喜◈✿ღ，感受到更多的是压力◈✿ღ。
有备而来的公司是少数◈✿ღ，死于专利挤兑的是多数◈✿ღ。追逐者们即使排除万难量产了产品◈✿ღ，大部分都会倒在这里B站的老司机都从这里上车了◈✿ღ，不是被赔款压破了产◈✿ღ，就是打不过就加入——被巨头收购◈✿ღ。
最后一个难关是说服芯片制造商“试试”◈✿ღ。设备关系到产线良率和单颗芯片成本B站的老司机都从这里上车了◈✿ღ，是芯片制造商的生杀线◈✿ღ，因此在设备的选择上没有感情全是技术◈✿ღ，讲了技术还得论可靠和稳定性◈✿ღ。
SEMES异军突起的核心因素是日本的制裁◈✿ღ：2019年◈✿ღ，日本宣布限制向韩国出口光刻胶等芯片制造核心材料◈✿ღ，设备虽然不在打击范围内◈✿ღ，但不足20%的国产化率◈✿ღ，成为韩国人的心腹大患◈✿ღ。
此后三年◈✿ღ，韩国巨头开始紧急补课◈✿ღ。以三星为代表◈✿ღ，通过存储芯片庞大的产能扶持本土设备厂◈✿ღ，辐射范围从CVD◈✿ღ、测试机◈✿ღ、清洗机到供气系统◈✿ღ、刻蚀机用的线]◈✿ღ。SEMES作为三星的全资子公司◈✿ღ，自然是订单管饱◈✿ღ。
将SEMES的营收堆进Top10的订单大多来自清洗机——一个仅占据整体市场5%的偏门领域◈✿ღ。但三星垄断全球的存储芯片产能◈✿ღ，硬生生催熟了SEMES的技术水平B站的老司机都从这里上车了贝博◈✿ღ。
一年后◈✿ღ，相似的剧情在中国上演◈✿ღ。三大刻蚀设备生产商连夜将设备撤出中国工厂◈✿ღ，恐慌情绪开始蔓延◈✿ღ。这种情况下◈✿ღ，没有被制裁的企业◈✿ღ，也会形成一种“早晚被制裁”的预期◈✿ღ，从而动力寻求备选方案◈✿ღ。
一条先进制程产线◈✿ღ，设备并不一定全得先进◈✿ღ。被应用在多个步骤的刻蚀机◈✿ღ，根据刻蚀对象（硅◈✿ღ、金属等）◈✿ღ、线宽◈✿ღ、厚度的不同◈✿ღ，对设备的要求存在很大差异◈✿ღ。一条14nm的产线nm产线共用一部分设备◈✿ღ，这就给国产替代留出了空间◈✿ღ。
而长周期的验证过程◈✿ღ，在代工厂“时间紧◈✿ღ、任务重”的产能规划面前◈✿ღ，也变得不再难以逾越◈✿ღ。截至2023年底◈✿ღ，中国大陆在建12英寸晶圆厂24座◈✿ღ，规划兴建或改造13座[7]◈✿ღ；据SEMI◈✿ღ，2024年全球有42座晶圆厂投产◈✿ღ，中国大陆占了其中18个◈✿ღ。
耐人寻味的是◈✿ღ，“撤离中国工厂”后◈✿ღ，涉事三巨头在中国大陆的营收占比不降反增◈✿ღ，普遍从30%左右增长到如今的40%以上◈✿ღ，ASML和东京电子甚至直逼50%◈✿ღ。
而在高端沉积设备ALD（原子层沉积）的追赶上贝博◈✿ღ，国内设备公司也取得了不错的进展◈✿ღ。ALD的特点是将材料以单层原子的形式◈✿ღ，一层一层沉积在衬底表面◈✿ღ，在28nm以下制程不可或缺◈✿ღ。
2022年◈✿ღ，微导纳米宣布量产国内第一台High-K ALD◈✿ღ，并应用于国内某代工厂28nm产线年◈✿ღ，北方华创一口气推出三款ALD◈✿ღ。直到去年9月◈✿ღ，美国政府开始将ALD视为重点打击对象◈✿ღ，但显然为时已晚◈✿ღ。
时至今日◈✿ღ，国产半导体设备在全球市场的份额仍然以个位数计量◈✿ღ，诸多设备种类的国产化率依然还处于偏低水平◈✿ღ。
2021年◈✿ღ，时任ASML总裁温宁克被问及地缘政治对中国自主设备的影响◈✿ღ，他表示◈✿ღ： “物理规则是一样的◈✿ღ，封锁只会加速中国自主研发的速度◈✿ღ。”
半导体设备虽然是一个先发者垄断的市场◈✿ღ，但它同时也是一个极端成熟的市场◈✿ღ。市场规模◈✿ღ、工艺流程◈✿ღ、技术原理与技术实现路径都非常确定◈✿ღ，能限制后发者的不是政府文件◈✿ღ，而是物理学◈✿ღ。
人工智能这类前沿技术◈✿ღ，反倒处处弥漫着“战争迷雾”◈✿ღ，因为其技术发展路线◈✿ღ、应用落地方向◈✿ღ、市场规模与投资回报率都不甚清晰◈✿ღ，市场参与者反而需要面对极大的不确定性◈✿ღ。
另一方面◈✿ღ，芯片制造的分工极端复杂◈✿ღ，各个环节相互依存◈✿ღ，彼此依赖◈✿ღ。这也是为什么江上舟会说◈✿ღ， “我们不一定要样样精通◈✿ღ，只要有几样走在国外前面◈✿ღ，就可以走出我们的发展道路◈✿ღ。”
可惜江上舟在2011年因癌症辞世◈✿ღ，并未看到自己播撒的种子在夹缝中生长萌芽◈✿ღ。去年7月◈✿ღ，80岁的尹志尧做客央视节目[9]◈✿ღ，依然保持着乐观◈✿ღ： “我并没有看到技术上有越不过去的坎◈✿ღ。”
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