前些天，IC insights發佈了一份全球半導體產業統計報告，其內容主要是在過去幾十年的時間裡，全球主要半導體供應商的市佔率變化情況。其中，有一項是按照不同國家和地區進行劃分的，如下圖所示。
我們發現，日本的半導體市場影響力和份額自1990年以來，發生了明顯的變化。2017年，其IC市場份額（不包括Foundry）只有7%。但在1990年，這個數字是90%。在過去的幾十年裡，日本曾經非常重要的半導體供應商，包含NEC、日立(Hitachi)、三菱( Mitsubishi) 等，有的將半導體業務剝離，有的合併整合，一番洗牌後，這些曾經的半導體巨無霸，現在皆已不是全球半導體主要供應商。
曾經的日本半導體產業，是何等輝煌，從以下幾組數據可見一斑：
- 1986年, 日本的半導體產品佔世界 45%，是當時世界最大的半導體生產國；
- 1989年, 日本公司佔據了世界存儲芯片市場53% 的份額，而美國僅佔37%；
- 1990年，全球前10大半導體公司中，日本佔6家，NEC、東芝及日立高居前3大半導體公司，英特爾僅居全球第4，三星尚未能進入前10。
與以上數據形成鮮明反差，當今的日本半導體似乎進入了大蕭條時期，前不久，Gartner發佈了一份2017年全球半導體市場初步統計報告，如下圖所示，數據顯示，在排名前10的企業中，只有一家（東芝Toshiba）來自日本，且排名第8。
圖源：Gartner
而如果東芝的NAND Flash業務成功剝離以後，日本半導體在全球產業中的影響力將會進一步下降。
曾幾何時，日本是全球半導體存儲，特別是DRAM的領導者，而目前，被自競爭對手，尤其是韓國和美國的存儲產品徹底壓制，其在行業市場發聲漸微，已經退出第一陣營。
在集成電路Fabless和IDM企業當中，日本廠商的影響力越來越小，也只有Toshiba、Sony和Renesas這三家在支撐，但排名已經比較靠後。
而日本曾經引以為豪的顯示面板業務，特別是昔日的行業霸主Sharp，已經沒有多少市場份額，幾乎要靠賣相關專利維持。
因此，很多人認為，日本這顆昔日半導體巨星隕落了，已經失去了以前耀眼的光芒，尤其是應用於消費領域的半導體產業。
衰落背後的繁榮
事實果真如此嗎？我們知道半導體是個成熟的產業，整個產業鏈分為上中下游，包括上游的材料、設備、EDA軟件，中游的設計、製造，以及下游的封測等。各環節緊密相關，成熟而又複雜，缺失了哪個環節，整個半導體產業都無法正常運轉。
半導體是個技術密集型產業，得核心技術者得天下，而越往上游，核心技術越密集、越高端，特別是在半導體材料和設備領域，雖然其相關企業的營收很難排進產業前10，但技術密集這一特點決定，半導體材料和設備直接影響著整個產業鏈的中下游動向。沒有合格、先進的材料和設備，IC設計就只能是紙上談兵，IC製造、封測也是無米之炊。
生產半導體芯片需要多種設備和材料。只要1種設備或材料無法供給，就無法完成半導體芯片的生產。
圖源：新時代證券研究所
而日本，正是半導體材料和設備的強國。
材料
據SEMI推測，日本企業在全球半導體材料市場上所佔的份額達到約52%，而北美和歐洲分別佔15%左右。日本的半導體材料行業在全球佔有絕對優勢，在硅晶圓、光刻膠、鍵合引線、模壓樹脂及引線框架等重要材料方面佔有很高份額，如果沒有日本材料企業，全球的半導體制造都要受挫。
放眼望去，半導體材料幾乎被日本企業壟斷，信越、SUMCO（三菱住友株式會社）、住友電木、日立化學、京瓷化學等。
在靶材方面，全球前6大廠商市佔率超過90%，其中前兩大是日本廠商 Shin-Etsu和SUMCO， 合計市佔率超過50%。
硅片方面，全球硅片行業形成日本信越化學、三菱住友、中國臺灣地區環球晶圓、德國世創和韓國LG五大供應商壟斷格局，佔據全球超過90%以上的硅片供應。其中，日本信越半導體佔27%，日本三菱住友佔26%。
光刻膠，主要包括PCB光刻膠專用化學品（光引發劑和樹脂）、液晶顯示器（LCD）光刻膠光引發劑、半導體光刻膠光引發劑和其他用途光刻膠4大類。 目前，半導體市場上主要使用的光刻膠包括 g 線、 i 線、KrF、 ArF 四類光刻膠，其中 g 線和 i 線光刻膠是市場上使用量最大的。
市場上正在使用的KrF和ArF光刻膠核心技術基本被日本和美國企業所壟斷，產品也基本出自日本和美國公司，包括陶氏化學、 JSR株式會社、信越化學、東京應化工業、Fujifilm等企業。
以上只列出了半導體材料中的幾種，而更多的材料，同樣被日本企業所把控。而在所有材料供應商中，幾乎都能看到SUMCO和信越這兩個名字。可以說這兩家就是全球半導體材料領域的“臺積電”或“英特爾”，絕對是巨無霸級別的。
SUMCO，日本三菱住友株式會社，是全球第二大硅晶圓供應商。同時生產多種半導體材料。2017年第四季度財報顯示，因硅晶圓需求供不應求，且12英寸硅晶圓價格上漲，帶動SUMCO公司2017年合併營收大增23.3%，達到2606.27億日元（約合24.29億美元）、合併營益暴增199.6%，達420.85億日元、合併純益暴增310.1%，至270.16億日元。
信越化學工業株式會社，作為IC電路板硅片的主導企業，信越始終奔馳在大口徑化及高平直度的最尖端。最早研製成功了最尖端的300mm硅片，並實現了SOI硅片的量產，並穩定供應著優質的產品。同時，一貫化生產發光二極管中的GaP（磷化鎵）、GaAs（砷化鎵）、AIGaInP（磷化鋁鎵銦）系化合物半導體單晶與切片。
信越能夠製造出具有11個9（99．999999999％）的純度與均勻的結晶構造的單晶硅，在全世界處於領先水平，其先進工藝可以將單晶硅切成薄片並加以研磨而形成硅片，其表面平坦度在1微米以下。
設備
在半導體設備領域，核心裝備集中於日本、歐洲、美國、韓國四個地區。Gartner的數據顯示，列入統計的、規模以上全球晶圓製造設備商共計58家，其中，日本企業最多，達到21 家，佔 36%。
其次是歐洲的13家、北美10家、韓國7家，中國4家（上海盛美、上海中微、 Mattson（亦莊國投收購）和北方華創，僅佔不到 7%）。
具體來說，美國、日本、荷蘭是半導體設備最具競爭力的3個國家。從半導體設備細分領域來看，日本企業在具有非常強的競爭力，市場份額超過50%的半導體設備種類當中，日本就有10種之多。
日本企業壟斷半導體設備技術與市場，佔全球半導體設備總體市場份額高達37%。 在電子束描畫設備、塗布/顯影設備、清洗設備、氧化爐、減壓CVD設備等重要前端設備、以劃片機為代表的重要後道封裝設備和以探針器為代表的重要測試設備環節，日本企業處於壟斷地位，競爭力非常強。
在前道15類關鍵設備中，日本企業平均市場份額為38%，在6類產品中市場份額佔比超越40%，在電子束，塗布顯影設備市場份額超過90%；在後道9類關鍵設備中，日本企業平均市場份額為41%，在劃片，成型，探針的市場份額都超過50%。
具體市場份額和市佔率如下圖所示。
圖源：新時代證券研究所
在以極紫外光刻機EUV為代表的先進光刻設備領域，荷蘭公司ASML處於絕對壟斷地位，而英特爾、三星和臺積電是ASML的股東，擁有芯片先進製程設備的優先供貨權，它們壟斷了全球先進芯片製程，佔據全球80%的市場份額，以及全部的高端市場份額。
而日本在光刻機方面則略遜一籌，進入EUV時代以後，傳統雙雄尼康和佳能已無法硬撐，ASML從此奠定壟斷地位，佳能直接退出了光刻機領域了，僅保留低端的i-line和Kr-F光刻機。
中國與世界先進水平的差距
設備方面，中國雖然具備了一定的基礎，但是技術實力與國外相比仍存在較大的差距，即使在相對發展水平較高的IC封測領域，與國際先進水平相比，差距依然明顯。
而日本企業在晶圓清洗設備、切割機、研磨機、晶圓檢測設備、單晶爐、CVD設備、塗布顯影設備、光刻機、刻蝕設備、 IC測試設備等產品中具有國際競爭優勢。相比之下，國內企業僅在 PECVD、氧化爐等產品中取得技術突破，在其他半導體設備製造領域的國產率極低，尚不具備自主研發並投入於工業生產的能力。
我國主要半導體設備廠商如下圖所示。
圖源：新時代證券研究所
材料方面，我國在國際分工中多處於中低端領域，大部分產品自給率較低，主要依賴進口。國內半導體材料企業集中於6英寸以下生產線，有少數廠商開始打入國內8英寸、12英寸生產線。
在光刻膠方面，由於其技術要求較高，我國光刻膠市場基本被外資企業佔據，國內企業市場份額不足40%，高分辨率的KrF和ArF光刻膠，其核心技術基本被日本和美國企業所壟斷，尤其是半導體用光刻膠市場，國內企業份額不足30%，與國際先進水平存在較大差距。
奮起直追
可見，無論是設備，還是材料，我國對進口（特別是來自於日本的產品）的以來成都很高，長遠來看，這對於提升行業整體競爭力、保證產業安全都是不利的，需要我們不斷努力、迎頭趕上。
最近，美國政府再次禁止美國企業向我國的中興通訊銷售芯片和元器件，再一次給我們敲響了警鐘，不僅是在集成電路產品方面，在上游的設備、材料和EDA等方面，我們處於全面落後的地位，如果不努力趕上，像中興這種嚴重被動的局面還有可能在產業鏈的多個環節上演，需要我們把資金用好，用在刀刃上，踏踏實實地把研發工作夯實，並培育出一大批核心產業人才。
當然，在落後的局面下，我國的半導體材料和設備也在奮起直追，而且取得了一定的成績。
例如在設備方面，最核心的光刻機在上海微電子裝備公司有所突破，已經研製成功90nm設備；在刻蝕機方面，北方華創以硅刻蝕機見長，在沉積設備方面，北方華創的PVD和LPCVD，以及瀋陽拓荊的PECVD，已通過主流晶圓代工廠驗證，實現了小批量的設備交付；天津華海清科和上海盛美的CMP（化學機械拋光）設備也已經達到國際先進水平。
材料方面，江豐電子的靶材已經具備較強的競爭力，其產品也打入了國際主流市場；在大硅片方面，國內企業有新昇半導體，但競爭力還需要進一步提升；電子氣體方面，雅克科技收購的科美特和江蘇先科具備一定的研發能力；在CMP拋光墊方面，鼎龍股份在研發，江豐電子已經有出貨；在工藝化學品方面，江化微、晶瑞股份有一定研發能力，但競爭力還不強。
結語
在半導體設備和材料領域，日本經過多年的投入、研發、技術、人才的積累，使其在這一產業上游有著很強的話語權，要想強大，是沒有捷徑可走的，我國也必須吸收先進的經驗和理念，紮紮實實地做好每個環節地工作，才能真正把設備和材料水平搞上去。
與此同時，也必須吸取日本半導體設計、製造、IDM等方面衰落的教訓，特別是在與國外強權政治的博弈方面，政府要做好應對和引導工作，才能不犯大錯，以保證產業持續、穩定地向前發展。
閱讀更多 飛翔的小果粒 的文章
