21世紀經濟報道記者孫燕 無錫報道
在中國半導體產業版圖中，無錫是頗為亮眼的一極。
2024年，無錫集成電路產業規上產值超2500億元，規模居全國第二。其中，芯片設計產值達418億元，居全國第四；晶圓制造產值達593.45億元，居全國第三；封裝測試產值達652.51億元，居全國第一。
在“核心三業”之外，半導體設備和零部件領域不僅是集成電路產業鏈最基礎的環節，也是長期被國外卡脖子的關鍵領域。
而全球半導體設備市場高度集中，前5大半導體設備供應商地位穩定，分別是美國的應用材料（AMAT）、荷蘭的阿斯麥（ASML）、美國的泛林半導體（Lam Research）、日本的東京電子（TEL）和美國的科磊（KLA）。直至2024年，全球前10大半導體設備商中才出現了中國企業的身影。
近年來，無錫聚焦28nm及以下先進制程設備、第三代半導體及光電芯片制造專用設備等關鍵方向精準發力，“十四五”期間半導體設備與核心零部件產業規模增長220%。目前，無錫擁有設備、零部件重點企業近100家，除前道光刻機領域外均有布局。
面向我國集成電路產業鏈和供應鏈安全自主可控這一更高目標，無錫帶來了怎樣的“無錫方案”？
設備突圍
半導體設備主要分為晶圓制造設備和半導體封裝測試設備兩大類。其中，薄膜沉積設備與刻蝕設備、光刻設備并稱為晶圓制造的三大主設備。
在薄膜沉積設備領域，無錫走出了一批國產化主力。無錫首家上市的集成電路裝備企業——微導納米（688147.SH），便是其中的代表。
薄膜制備工藝按照其成膜方法，可分為物理氣相沉積（PVD）、化學氣相沉積（CVD）和原子層沉積（ALD）三大類。而微導納米成立的2015年，國內已有PVD設備企業、CVD設備企業，但沒有ALD設備企業，國內ALD市場被荷蘭先晶半導體（ASM）、東京電子（TEL）等國外廠商占據。
面對巨頭壟斷，具有多年半導體領域ALD技術經驗的微導納米創始技術團隊，選擇從ALD中最難的高介電常數（High-k）柵氧薄膜工藝做起——一旦最難的工藝問題得到解決，后續的工藝開發會更加容易。
微導納米無疑是幸運的。此前一直非常穩定的半導體供應鏈，自2018年開始松動：2018年，美國出臺了針對中國的半導體產品出口限制，催生了國內半導體廠商的國產化需求。在此之前，國內Fab廠主要采用海外設備，哪怕國產設備再先進，也不敢冒險試錯。
2021年，微導納米首臺半導體領域設備實現銷售。得益于此前的差異化技術選擇，該臺設備為國產首臺成功應用于28nm節點集成電路制造前道生產線的量產型High-k原子層沉積設備。
2022年成立于無錫的研微（江蘇）半導體科技有限公司（以下簡稱“研微”），同樣以ALD設備破局，在薄膜沉積設備市場站穩腳跟。
有設備廠商人士告訴21世紀經濟報道記者，在海外設備難以進入中國市場的這幾年，國產化設備廠商都在抓緊研發工藝、設備，欲把國產設備放進Fab廠商驗證——一旦驗證通過，供應鏈會再次回到穩定狀態，后進入的廠商很難分到蛋糕。
“我們雖然入局較晚，但還有一些機會。”研微研發副總許正昱指出，很多企業已經實現了“0-1”，但在量產階段遇到了不少技術難題。而研微的創始團隊具備量產機臺的經驗，在設備設計階段便以量產為基調，從0-1，再從1-100，攻克目前高端制程中薄膜沉積設備的部分技術難題。
目前，研微自主研發的等離子體增強原子層沉積（PEALD）設備實現了在邏輯芯片、存儲芯片、先進封裝三大賽道全覆蓋，并完成了Thermal ALD、PEALD等薄膜多類型設備交付。許正昱告訴記者，以ALD高端技術入局，在市場上積累資本、信譽后，研微還將布局更多工藝的薄膜沉積設備進入市場。
零部件支撐
半導體產業有這樣一條規律：一代技術、一代工藝、一代設備。而半導體設備結構復雜、集成度高，絕大部分關鍵核心技術需要以零部件為載體實現。
但目前，我國半導體零部件國產化率僅10%-20%。其中，真空類、儀器儀表和光學領域的國產化率均不足5%。
2011年從北京遷至無錫的無錫海古德新技術有限公司（以下簡稱“海古德”），是ESC靜電卡盤領域的國產化佼佼者。
靜電卡盤是等離子刻蝕、濕法刻蝕、PVD、CVD、ALD等多個半導體前道核心設備中的核心零部件，目前也是應用最廣泛的晶圓夾持工具。其通過靜電吸引力將晶圓牢牢地吸附在表面上，確保在進行薄膜沉積、蝕刻、光刻等高精度工藝時晶圓能夠保持穩定平整。
盡管這是半導體制造工藝設備中價值量占比相對較高的核心零部件，但該市場由美國的應用材料（AMAT）、泛林半導體（Lam Research）以及日本制造商高度壟斷。
面對市場空白，海古德自2016年便開始研發ESC靜電卡盤，直至2021年國內急需“硬卡替”產品，海古德加快全面研發多款 ESC 靜電卡盤。
“我們是正向研發。”海古德董事長孫偉介紹道，基于客戶的設備腔體、工藝流程和使用場景，海古德與客戶共同進行研發設計。
除了定制化，孫偉指出，國產ESC靜電卡盤的優勢還在于成本。以海古德為例，其從配方、工藝到熱震蕩燒結技術都是自主研發的，相較進口設備成本較低，也便于維修。
2024年，海古德在國內率先實現ESC靜電卡盤量產，并在2025年進一步擴產，目前12寸靜電卡盤已大量交付。
“2011年，隨著無錫政府的高效、務實和資本對海古德的加持，我們來無錫考察完廠房、硬件設備，很快就搬來了無錫。”孫偉回憶道。
在海古德之外，無錫也圍繞“卡脖子”環節和技術壁壘高、附加值高的關鍵部件，針對晶圓運輸平臺、FIB聚焦離子束顯微鏡零部件、離子注入機零部件等核心零部件，引育孵化出了星微科技、納斯凱、大族富創得、誠承電子、地心科技等核心零部件制造企業。
模式創新
在無錫半導體設備和零部件產業生態中，特色園區、公共服務平臺也發揮了牽引作用。
無錫新港集成電路裝備零部件產業園（以下簡稱“新港產業園”），自2024年7月無錫國家集成電路設計基地有限公司接手運營以來，目前集聚了吉佳藍、赫菲斯、晉成半導體等20余家半導體設備和零部件企業，一年內實現“滿園”運營。
“集成電路產業是一個高度全球化分工的產業。”無錫國家集成電路設計基地有限公司黨委書記、董事長、總經理丁強介紹道，新港產業園遵循半導體全球化分工的規律，積極從日本、韓國招引半導體裝備、零部件企業，如該公司接手運營后落地的第一個項目——韓國Gigalane（吉佳藍）刻蝕設備開發項目。
在設備、零部件國產化道路上，新港產業園也側重創新孵化，在園區內設立了無錫半導體裝備與關鍵零部件創新中心（以下簡稱“創新中心”）。創新中心在專注于關鍵設備、零部件技術創新孵化的同時，也積極開展與上市公司的合作以及外資項目在地合資生產。
“過去五年間，國產半導體裝備進步迅猛，功能性工藝設備基本實現了平替，但在光學設備、高端量檢測設備以及電子束設備方面差距較大，國產設備中核心模組、核心零部件的國產化率也仍然偏低。”創新中心總經理謝作建深感國產化之緊迫。
創新中心自今年4月正式啟用，運營4個多月已經落地了8個項目。其中，某零部件項目在落地后已取得千萬級別訂單。
這一速度背后，創新中心的核心團隊擁有成功的半導體裝備量產以及國產化零部件量產經驗，一方面能夠在項目初篩階段針對卡脖子關鍵領域定向篩選，另一方面能夠在項目落地后嫁接產業資源，推動設備和零部件進入國內主流制造企業和設備廠商的核心供應鏈。
產業需求驅動的創新思路，也體現在創新中心的股權架構上：核心團隊持股75%，無錫高新區持股15%，無錫產業研究院持股10%。
“創新中心區別于以前的高校研究所，著力打造新型研發機構模式，就要由產業需求來驅動技術項目研發及產業化。”謝作建指出，核心團隊占據創新中心股權大頭，既有更大的決策權，也要承擔更大的績效考核壓力。
“半導體零部件種類繁多、規模偏小，從單個零部件項目起步，公司很難做大，必須要做一個平臺化公司。”丁強進一步指出，創新中心在全國范圍內都是新的嘗試，目前已有其他城市在效仿無錫設立創新中心。
記者了解到，下一階段，無錫還將布局維保中心、集散中心、創新中心等三大中心。這一創新布局，也將助力無錫形成從研發、生產到維護的完整產業生態，加速建設集成電路裝備及零部件集聚區。
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