摘要：在科技飞速发展的当下，半导体已成为现代科技的核心支撑。从我们日常不离手的智能手机，到运行着复杂运算的超级计算机，再到各类智能穿戴设备，半导体的身影无处不在，支撑着现代科技的高效运转。而半导体设备作为芯片制造的“工业母机”，更是芯片制造每一道工艺中精准操控的关键
在科技飞速发展的当下，半导体已成为现代科技的核心支撑。从我们日常不离手的智能手机，到运行着复杂运算的超级计算机，再到各类智能穿戴设备，半导体的身影无处不在，支撑着现代科技的高效运转。而半导体设备作为芯片制造的“工业母机”，更是芯片制造每一道工艺中精准操控的关键。尽管近年来中国半导体设备取得了显著进展，但在国际竞争的大舞台上，短板依然明显，面临着诸多挑战。那么，这些短板究竟体现在哪些方面呢？
先来说说高端设备依赖进口这一困境。当前，全球超90%的高端半导体设备被欧美日企业垄断。就拿光刻机这个芯片制造的“关键钥匙”来说，荷兰ASML的极紫外光刻机（EUV），能够实现7纳米及以下制程芯片的制造，是当之无愧的行业王者，处于芯片制造金字塔的顶端，是全球顶尖芯片制造企业不可或缺的设备。而中国呢，在光刻机领域的国产化率不足1%，差距巨大。上海微电子装备有限公司交付的28纳米光刻机，虽然是国内不小的突破，但与ASML的先进光刻机相比，就像一辆普通汽车与顶级超跑的差距。尽管中国科学院团队研发出了理论上支持3纳米芯片制造工艺的基于全固态激光技术的深紫外光（DUV）光源系统，可从实验室迈向商业化生产，还有很长的路要走，要克服能量提升、系统整合以及生产工艺匹配等诸多难题，每一步都充满挑战。再看刻蚀设备，北方华创、中微公司等企业虽取得一定成绩，中微公司的刻蚀机更是打入了台积电5nm产线，但国产刻蚀机整体国产化率才刚过20%，大部分市场份额仍被国外企业牢牢占据。量检测设备的技术门槛极高，全球前五名企业占据了82%的市场份额，国产替代率长期低于10%。即便新凯来在量检测设备领域取得了不错的成绩，研发的LSP光源亮度超过太阳表面，精度达到纳米级，可在整个量检测设备市场中，其份额依旧较小，要打破国际巨头的垄断局面，还有很长的路要走。如此鲜明的对比，我们的差距一目了然。
核心零部件自研能力不足，也是制约中国半导体设备发展的关键因素。半导体设备中的真空泵、光学镜头等核心零部件，是设备稳定运行的基础。国外企业在这些零部件的技术、性能和稳定性上优势显著，占据了大部分市场份额。国内虽有企业涉足真空泵领域，但在高端应用场景下，国产真空泵在抽气速率、极限真空度等关键指标上，与国外产品差距明显。在光刻机的光学镜头制造方面，国外企业拥有深厚的技术积累和成熟的产业链，而中国在光学镜头的研发和生产上，还需要不断投入资源，提升技术水平。北方华创、中微公司等国内龙头企业虽在积极布局核心零部件的研发，但在一些关键零部件上，仍依赖进口。中微公司董事长尹志尧曾表示，中微公司的刻蚀设备和MOCVD在零部件的质量和可靠性方面，与国际水平有差距，即便基本实现国产化，可在性能和稳定性上，仍需进一步提升。这就好比一栋高楼，地基不稳，楼盖得再高也存在安全隐患，核心零部件的短板严重限制了国产半导体设备的性能提升。
人才短缺，同样是中国半导体设备行业亟待解决的问题。半导体设备行业是典型的技术密集型产业，需要大量具备专业知识和丰富经验的人才。然而，目前中国半导体设备行业面临着人才短缺的困境。一方面，高校相关专业的人才培养数量有限，难以满足行业快速发展的需求；另一方面，行业内的高端人才和有经验的技术人才相对匮乏，人才竞争激烈。一些企业为了吸引和留住人才，不得不付出较高的成本，这在一定程度上增加了企业的运营压力。人才短缺导致企业在技术研发、设备制造和售后服务等方面都面临困难。在技术研发上，缺乏专业人才使得企业在攻克关键技术难题时进展缓慢；在设备制造过程中，经验丰富的技术工人不足，可能会影响设备的生产质量和效率；而在售后服务方面，人才短缺会导致响应速度慢，无法及时解决客户遇到的问题，影响客户满意度和企业口碑。没有充足的人才支持，中国半导体设备又如何能快速发展呢？就像一艘没有足够船员的大船，在波涛汹涌的科技海洋中航行，注定艰难。
技术研发投入不足，也限制了中国半导体设备的创新能力。半导体设备的研发需要大量的资金和时间投入，且研发风险较高。与国际半导体设备巨头相比，中国半导体设备企业在技术研发投入上相对不足。一些企业由于资金有限，无法承担高昂的研发成本，导致研发进度缓慢，技术创新能力受限。尽管近年来中国政府加大了对半导体产业的扶持力度，资本也开始大量涌入半导体设备领域，但与国际先进水平相比，整体的研发投入仍显不足。技术研发投入不足使得中国半导体设备企业在新技术、新工艺的研发上落后于国际竞争对手。在一些关键技术领域，如极紫外光刻技术、先进封装技术等，中国与国际先进水平存在较大差距。而技术上的差距，又进一步限制了国产半导体设备的市场竞争力，形成了一个恶性循环。
不过，我们也不能忽视中国半导体设备产业取得的进步。在2025年3月举办的SEMICON China展会上，就呈现出诸多亮点。北方华创发布首款离子注入机Sirius MC 313，拓展了半导体制造装备版图，还发布了首款12英寸电镀设备（ECP）——Ausip T830，这款设备专为硅通孔（TSV）铜填充设计，主要应用于2.5D/3D先进封装领域，突破了三十多项关键技术。中微公司发布首款晶圆边缘刻蚀设备Primo Halona，采用特色的双反应台设计，可灵活配置最多三个双反应台的反应腔，且每个反应腔均能同时加工两片晶圆，在保证较低生产成本的同时，满足晶圆边缘刻蚀的量产需求，从而实现更高的产出密度，提升生产效率。新凯来首次公开亮相，其展台几乎覆盖了芯片制造的关键环节，包括PVD（普陀山）、CVD（长白山）、ALD（阿里山）等薄膜设备，ETCH（武夷山）刻蚀装备，以及岳麗山BFI光学检测系统等产品 ，其ALD设备通过创新架构设计，在纳米级薄膜均匀性控制上已接近国际水平，填补了国产设备在5纳米以下先进制成的空白；EPI外延设备支持12英寸晶圆，还能覆盖第三代半导体应用场景。这些成果展示了中国半导体设备企业的努力和进步，也让我们看到了突破困境的希望。
中国半导体设备产业虽取得了一定的进步，但短板依然突出。要想在全球半导体设备市场中占据一席之地，实现半导体产业的自主可控和高质量发展，就必须正视这些问题，加大技术研发投入，提升核心零部件的自研能力，培养和吸引专业人才，加强产业链协同合作。只有这样，才能逐步缩小与国际先进水平的差距，打破国外企业的技术垄断，实现中国半导体设备产业的崛起 。让我们共同期待中国半导体设备产业能够早日突破困境，迎来辉煌的明天！
来源：走进科技生活
