要说去年科技圈什么词能上热搜，那一定是卡脖子，尤其是在以高精尖著称的半导体行业。

想要庄稼成熟，总得先有锄头；想要美味佳肴，总得先有厨具。而半导体行业的锄头、厨具，可就没那么容易获得了。

荷兰ASML与中芯国际（00981）关于光刻机的故事，因灯塔国的介入闹得沸沸扬扬。抛光机与离子注入设备则被美国人所垄断。就连中国军团最引以为豪的半导体测试封装工艺，其设备也得看德国人的脸色。

半导体设备的制造，真的就那么难吗？当然，也不是没有一丝丝希望，至少在刻蚀机领域，我们还有中微公司（688012）和北方华创（002371）这样的半导体英雄，在政策、资本、人才三位一体，全方位的支持下，努力向着全面国产替代的道路进发。

刻蚀机实物图

一、刻蚀机，重要性不言而喻

刻蚀机这个词乍一听比较陌生，笔者给你做个比喻你就明白了。我们说从硅片到芯片的过程，就好比将一张红纸雕刻成窗花的过程，光刻机在其中扮演着画花样的铅笔。刻蚀机就是沿着花样，雕刻出窗花的那一把剪刀。

晶圆加工过程（《半导体制造技术》）

因此，光刻的精度直接决定了元器件刻画的尺寸，而刻蚀的精度则决定了光刻的尺寸能否真正进行实际加工，两个环节在半导体的制造环节同样重要。哪个环节拖了后腿，最终都会影响到半导体的制程和产品良率。

而为了保证刻蚀的精度，目前的刻蚀技术主要是干法刻蚀，即主要用等离子体进行刻蚀。因为刻蚀机的重要性，目前已经成为全部半导体设备中销售额最大的一个（略高于光刻机），成为皇冠上的那一颗明珠。

集成电路各类设备销售额占比（头豹研究院）

2020年，全球半导体设备市场规模创700亿美元新高，中国大陆第一次占比全球第一，产业加快向中国转移。刻蚀设备的市场超过了130亿美元。未来随着5G基础建设的大规模铺开，以及服务器云计算的普及，相关芯片的需求将保持周期性向上增长的态势。根据各研究机构给出的数据，三年后全球刻蚀机的市场规模将达到150亿美元，接近1000亿人民币，又一个千亿级别的市场即将诞生。

刻蚀市场规模预测（中微公司公告）

二、前路漫漫，但信心满满

纵览一下刻蚀机细分赛道的竞争情况，你就会发现，寡头垄断是最鲜明的特征。泛林半导体、应用材料和东京电子，这三家吃掉了超过90%的蛋糕。这样成熟的市场格局，也是经历了多轮行业洗牌后才出现的。

全球刻蚀机市场份额（SEMI）

据笔者粗略统计，在上个世纪80年代的时候，全球至少还有20家刻蚀设备生产商，当时应用材料占据着市场头名的宝座，但泛林和东京电子后发制人，在90年代凭借着新一代的感性耦合等离子体技术（ICP，等离子密度高，独立控制离子密度和能量），逐年提升市场份额，在94年的时候首次摘得市占率第一的位置，奠定了刻蚀产品龙头的地位，之后的近30年时间里，泛林半导体再也没有让应用材料追上自己，反倒是自己的王位越做越稳固。

两种主要等离子干法刻蚀技术的对照

可以说，泛林半导体凭借着对下一代刻蚀技术的精准把握，实现了弯道超车。此时此刻，笔者想起了隔壁光刻机设备的赛道上，佳能和索尼的故事。

历史，总是惊人的相似。

都说打江山容易，守江山难。在刻蚀机这条赛道上，笔者认为，护城河一旦建立，剩下的就是躺赢。

说了这么多，再来看看国内为数不多的玩家。值得称赞的是，中微公司和北方华创作为后起之秀，部分技术水平和应用领域已达国际同类产品标准。中微公司的刻蚀机已应用于全球最先进的7nm和5nm生产线。据统计，2019年我国在刻蚀领域国产化率达18%，有理由相信，未来这个数字还会提升。

那么你可能会问，我国的玩家，怎么就突破了国外形成的寡头垄断局面，实现突围了呢？笔者简要认为有三个原因：

1.人才是科技创新的第一资源。2004年60岁高龄的尹志尧，凭借着半导体行业多年的深耕，回国创立中微公司，2007年就成功研制了首台容性耦合等离子体（CCP）刻蚀设备。像尹志尧这样的人才，在那时还有很多，比如中芯国际的张汝京，兆易创新（603986）的朱一明，都是为国内半导体事业做出了突出贡献；

2.资本为技术的开花结果提供了肥沃的土壤。比如先前的国家大基金和科创板，到如今的北交所，都为半导体初创企业保驾护航。据笔者了解，中微公司应该是国家半导体大基金第一个投资标的，2014年就拿到4.8亿人民币的投资。半导体这个行业，钱不是万能的，没有钱是万万不能的。国际半导体巨头泛林半导体每年投入超10亿美元用于研发（占营收14%），就可窥见一斑；

3.单丝不成线，孤木不成林。一个行业的发展，单点突破肯定是不够的，要产业链玩家上下游齐发力，才有突破垄断的希望，类比动力电池、光伏等行业，都是这么走过来的。当然，半导体设备难度更大，需要走的路更长。举个栗子，2016年成立的长江存储，是自行研发3D NAND存储器的IDM企业（整合元件制造商）。长江存储为中国刻蚀机设备厂商提供支持，中微公司和北方华创两者的刻蚀机占据了总招标数的17%。所以，上下游互相绑定，绝对是双赢的结果。

三、正视差距，才能奋起反击

首先，从刻蚀机玩家的回报水平上看，我们和国际三大巨头还有这一定的差距，海外龙头回报水平基本在中微、华创的5-6倍。

各半导体设备商回报数据（塔坚研究）

如果按照杜邦三分法进行拆分，笔者看了一下，回报的差异主要差距在两个方面：

1.销售净利率。中微、华创的净利率处于10%左右的水平，而这个数据在海外巨头的报表中显示的是20%左右。毕竟，高高的护城河就在那里，城内的人，虽然谈不上高枕无忧，但是有很大的话语权；

2.总资产周转率。应用材料和泛林半导体的周转率在0.79次，而华创只有0.34。说明啥？国内的玩家会通过放宽设备使用验证期来吸引下游的客户，所以大量销售设备处在客户验证的阶段，这部分设备将作为存货入账，拉高存货的同时，拉低了周转率。

尽管如此，中国刻蚀设备真正起步是在一批海外人才归国创业的21世纪开端，用了不到20年的时间，已经在某些设备型号实现了突破，打破了国外技术的垄断和封锁。这已经是相当难得的事情了。我们往往认为，从0-1的步骤不易，1-10的相对有迹可循，对中国半导体设备供应商来说，未来是充满希望的。要说去年科技圈什么词能上热搜，那一定是卡脖子，尤其是在以高精尖著称的半导体行业。

想要庄稼成熟，总得先有锄头；想要美味佳肴，总得先有厨具。而半导体行业的锄头、厨具，可就没那么容易获得了。

荷兰ASML与中芯国际（00981）关于光刻机的故事，因灯塔国的介入闹得沸沸扬扬。抛光机与离子注入设备则被美国人所垄断。就连中国军团最引以为豪的半导体测试封装工艺，其设备也得看德国人的脸色。

半导体设备的制造，真的就那么难吗？当然，也不是没有一丝丝希望，至少在刻蚀机领域，我们还有中微公司（688012）和北方华创（002371）这样的半导体英雄，在政策、资本、人才三位一体，全方位的支持下，努力向着全面国产替代的道路进发。

刻蚀机实物图

一、刻蚀机，重要性不言而喻

刻蚀机这个词乍一听比较陌生，笔者给你做个比喻你就明白了。我们说从硅片到芯片的过程，就好比将一张红纸雕刻成窗花的过程，光刻机在其中扮演着画花样的铅笔。刻蚀机就是沿着花样，雕刻出窗花的那一把剪刀。

晶圆加工过程（《半导体制造技术》）

因此，光刻的精度直接决定了元器件刻画的尺寸，而刻蚀的精度则决定了光刻的尺寸能否真正进行实际加工，两个环节在半导体的制造环节同样重要。哪个环节拖了后腿，最终都会影响到半导体的制程和产品良率。

而为了保证刻蚀的精度，目前的刻蚀技术主要是干法刻蚀，即主要用等离子体进行刻蚀。因为刻蚀机的重要性，目前已经成为全部半导体设备中销售额最大的一个（略高于光刻机），成为皇冠上的那一颗明珠。

集成电路各类设备销售额占比（头豹研究院）

2020年，全球半导体设备市场规模创700亿美元新高，中国大陆第一次占比全球第一，产业加快向中国转移。刻蚀设备的市场超过了130亿美元。未来随着5G基础建设的大规模铺开，以及服务器云计算的普及，相关芯片的需求将保持周期性向上增长的态势。根据各研究机构给出的数据，三年后全球刻蚀机的市场规模将达到150亿美元，接近1000亿人民币，又一个千亿级别的市场即将诞生。

刻蚀市场规模预测（中微公司公告）

二、前路漫漫，但信心满满

纵览一下刻蚀机细分赛道的竞争情况，你就会发现，寡头垄断是最鲜明的特征。泛林半导体、应用材料和东京电子，这三家吃掉了超过90%的蛋糕。这样成熟的市场格局，也是经历了多轮行业洗牌后才出现的。

全球刻蚀机市场份额（SEMI）

据笔者粗略统计，在上个世纪80年代的时候，全球至少还有20家刻蚀设备生产商，当时应用材料占据着市场头名的宝座，但泛林和东京电子后发制人，在90年代凭借着新一代的感性耦合等离子体技术（ICP，等离子密度高，独立控制离子密度和能量），逐年提升市场份额，在94年的时候首次摘得市占率第一的位置，奠定了刻蚀产品龙头的地位，之后的近30年时间里，泛林半导体再也没有让应用材料追上自己，反倒是自己的王位越做越稳固。

两种主要等离子干法刻蚀技术的对照

可以说，泛林半导体凭借着对下一代刻蚀技术的精准把握，实现了弯道超车。此时此刻，笔者想起了隔壁光刻机设备的赛道上，佳能和索尼的故事。

历史，总是惊人的相似。

都说打江山容易，守江山难。在刻蚀机这条赛道上，笔者认为，护城河一旦建立，剩下的就是躺赢。

说了这么多，再来看看国内为数不多的玩家。值得称赞的是，中微公司和北方华创作为后起之秀，部分技术水平和应用领域已达国际同类产品标准。中微公司的刻蚀机已应用于全球最先进的7nm和5nm生产线。据统计，2019年我国在刻蚀领域国产化率达18%，有理由相信，未来这个数字还会提升。

那么你可能会问，我国的玩家，怎么就突破了国外形成的寡头垄断局面，实现突围了呢？笔者简要认为有三个原因：

1.人才是科技创新的第一资源。2004年60岁高龄的尹志尧，凭借着半导体行业多年的深耕，回国创立中微公司，2007年就成功研制了首台容性耦合等离子体（CCP）刻蚀设备。像尹志尧这样的人才，在那时还有很多，比如中芯国际的张汝京，兆易创新（603986）的朱一明，都是为国内半导体事业做出了突出贡献；

2.资本为技术的开花结果提供了肥沃的土壤。比如先前的国家大基金和科创板，到如今的北交所，都为半导体初创企业保驾护航。据笔者了解，中微公司应该是国家半导体大基金第一个投资标的，2014年就拿到4.8亿人民币的投资。半导体这个行业，钱不是万能的，没有钱是万万不能的。国际半导体巨头泛林半导体每年投入超10亿美元用于研发（占营收14%），就可窥见一斑；

3.单丝不成线，孤木不成林。一个行业的发展，单点突破肯定是不够的，要产业链玩家上下游齐发力，才有突破垄断的希望，类比动力电池、光伏等行业，都是这么走过来的。当然，半导体设备难度更大，需要走的路更长。举个栗子，2016年成立的长江存储，是自行研发3D NAND存储器的IDM企业（整合元件制造商）。长江存储为中国刻蚀机设备厂商提供支持，中微公司和北方华创两者的刻蚀机占据了总招标数的17%。所以，上下游互相绑定，绝对是双赢的结果。

三、正视差距，才能奋起反击

首先，从刻蚀机玩家的回报水平上看，我们和国际三大巨头还有这一定的差距，海外龙头回报水平基本在中微、华创的5-6倍。

各半导体设备商回报数据（塔坚研究）

如果按照杜邦三分法进行拆分，笔者看了一下，回报的差异主要差距在两个方面：

1.销售净利率。中微、华创的净利率处于10%左右的水平，而这个数据在海外巨头的报表中显示的是20%左右。毕竟，高高的护城河就在那里，城内的人，虽然谈不上高枕无忧，但是有很大的话语权；

2.总资产周转率。应用材料和泛林半导体的周转率在0.79次，而华创只有0.34。说明啥？国内的玩家会通过放宽设备使用验证期来吸引下游的客户，所以大量销售设备处在客户验证的阶段，这部分设备将作为存货入账，拉高存货的同时，拉低了周转率。

尽管如此，中国刻蚀设备真正起步是在一批海外人才归国创业的21世纪开端，用了不到20年的时间，已经在某些设备型号实现了突破，打破了国外技术的垄断和封锁。这已经是相当难得的事情了。我们往往认为，从0-1的步骤不易，1-10的相对有迹可循，对中国半导体设备供应商来说，未来是充满希望的。