21世纪经济报道记者孙燕 无锡报道
在中国半导体产业版图中，无锡是颇为亮眼的一极。
2024年，无锡集成电路产业规上产值超2500亿元，规模居全国第二。其中，芯片设计产值达418亿元，居全国第四；晶圆制造产值达593.45亿元，居全国第三；封装测试产值达652.51亿元，居全国第一。
在“核心三业”之外，半导体设备和零部件领域不仅是集成电路产业链最基础的环节，也是长期被国外卡脖子的关键领域。
而全球半导体设备市场高度集中，前5大半导体设备供应商地位稳定，分别是美国的应用材料（AMAT）、荷兰的阿斯麦（ASML）、美国的泛林半导体（Lam Research）、日本的东京电子（TEL）和美国的科磊（KLA）。直至2024年，全球前10大半导体设备商中才出现了中国企业的身影。
近年来，无锡聚焦28nm及以下先进制程设备、第三代半导体及光电芯片制造专用设备等关键方向精准发力，“十四五”期间半导体设备与核心零部件产业规模增长220%。目前，无锡拥有设备、零部件重点企业近100家，除前道光刻机领域外均有布局。
面向我国集成电路产业链和供应链安全自主可控这一更高目标，无锡带来了怎样的“无锡方案”？
设备突围
半导体设备主要分为晶圆制造设备和半导体封装测试设备两大类。其中，薄膜沉积设备与刻蚀设备、光刻设备并称为晶圆制造的三大主设备。
在薄膜沉积设备领域，无锡走出了一批国产化主力。无锡首家上市的集成电路装备企业——微导纳米（688147.SH），便是其中的代表。
薄膜制备工艺按照其成膜方法，可分为物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）和原子层沉积（ALD）三大类。而微导纳米成立的2015年，国内已有PVD设备企业、CVD设备企业，但没有ALD设备企业，国内ALD市场被荷兰先晶半导体（ASM）、东京电子（TEL）等国外厂商占据。
面对巨头垄断，具有多年半导体领域ALD技术经验的微导纳米创始技术团队，选择从ALD中最难的高介电常数（High-k）栅氧薄膜工艺做起——一旦最难的工艺问题得到解决，后续的工艺开发会更加容易。
微导纳米无疑是幸运的。此前一直非常稳定的半导体供应链，自2018年开始松动：2018年，美国出台了针对中国的半导体产品出口限制，催生了国内半导体厂商的国产化需求。在此之前，国内Fab厂主要采用海外设备，哪怕国产设备再先进，也不敢冒险试错。
2021年，微导纳米首台半导体领域设备实现销售。得益于此前的差异化技术选择，该台设备为国产首台成功应用于28nm节点集成电路制造前道生产线的量产型High-k原子层沉积设备。
2022年成立于无锡的研微（江苏）半导体科技有限公司（以下简称“研微”），同样以ALD设备破局，在薄膜沉积设备市场站稳脚跟。
有设备厂商人士告诉21世纪经济报道记者，在海外设备难以进入中国市场的这几年，国产化设备厂商都在抓紧研发工艺、设备，欲把国产设备放进Fab厂商验证——一旦验证通过，供应链会再次回到稳定状态，后进入的厂商很难分到蛋糕。
“我们虽然入局较晚，但还有一些机会。”研微研发副总许正昱指出，很多企业已经实现了“0-1”，但在量产阶段遇到了不少技术难题。而研微的创始团队具备量产机台的经验，在设备设计阶段便以量产为基调，从0-1，再从1-100，攻克目前高端制程中薄膜沉积设备的部分技术难题。
目前，研微自主研发的等离子体增强原子层沉积（PEALD）设备实现了在逻辑芯片、存储芯片、先进封装三大赛道全覆盖，并完成了Thermal ALD、PEALD等薄膜多类型设备交付。许正昱告诉记者，以ALD高端技术入局，在市场上积累资本、信誉后，研微还将布局更多工艺的薄膜沉积设备进入市场。
零部件支撑
半导体产业有这样一条规律：一代技术、一代工艺、一代设备。而半导体设备结构复杂、集成度高，绝大部分关键核心技术需要以零部件为载体实现。
但目前，我国半导体零部件国产化率仅10%-20%。其中，真空类、仪器仪表和光学领域的国产化率均不足5%。
2011年从北京迁至无锡的无锡海古德新技术有限公司（以下简称“海古德”），是ESC静电卡盘领域的国产化佼佼者。
静电卡盘是等离子刻蚀、湿法刻蚀、PVD、CVD、ALD等多个半导体前道核心设备中的核心零部件，目前也是应用最广泛的晶圆夹持工具。其通过静电吸引力将晶圆牢牢地吸附在表面上，确保在进行薄膜沉积、蚀刻、光刻等高精度工艺时晶圆能够保持稳定平整。
尽管这是半导体制造工艺设备中价值量占比相对较高的核心零部件，但该市场由美国的应用材料（AMAT）、泛林半导体（Lam Research）以及日本制造商高度垄断。
面对市场空白，海古德自2016年便开始研发ESC静电卡盘，直至2021年国内急需“硬卡替”产品，海古德加快全面研发多款 ESC 静电卡盘。
“我们是正向研发。”海古德董事长孙伟介绍道，基于客户的设备腔体、工艺流程和使用场景，海古德与客户共同进行研发设计。
除了定制化，孙伟指出，国产ESC静电卡盘的优势还在于成本。以海古德为例，其从配方、工艺到热震荡烧结技术都是自主研发的，相较进口设备成本较低，也便于维修。
2024年，海古德在国内率先实现ESC静电卡盘量产，并在2025年进一步扩产，目前12寸静电卡盘已大量交付。
“2011年，随着无锡政府的高效、务实和资本对海古德的加持，我们来无锡考察完厂房、硬件设备，很快就搬来了无锡。”孙伟回忆道。
在海古德之外，无锡也围绕“卡脖子”环节和技术壁垒高、附加值高的关键部件，针对晶圆运输平台、FIB聚焦离子束显微镜零部件、离子注入机零部件等核心零部件，引育孵化出了星微科技、纳斯凯、大族富创得、诚承电子、地心科技等核心零部件制造企业。
模式创新
在无锡半导体设备和零部件产业生态中，特色园区、公共服务平台也发挥了牵引作用。
无锡新港集成电路装备零部件产业园（以下简称“新港产业园”），自2024年7月无锡国家集成电路设计基地有限公司接手运营以来，目前集聚了吉佳蓝、赫菲斯、晋成半导体等20余家半导体设备和零部件企业，一年内实现“满园”运营。
“集成电路产业是一个高度全球化分工的产业。”无锡国家集成电路设计基地有限公司党委书记、董事长、总经理丁强介绍道，新港产业园遵循半导体全球化分工的规律，积极从日本、韩国招引半导体装备、零部件企业，如该公司接手运营后落地的第一个项目——韩国Gigalane（吉佳蓝）刻蚀设备开发项目。
在设备、零部件国产化道路上，新港产业园也侧重创新孵化，在园区内设立了无锡半导体装备与关键零部件创新中心（以下简称“创新中心”）。创新中心在专注于关键设备、零部件技术创新孵化的同时，也积极开展与上市公司的合作以及外资项目在地合资生产。
“过去五年间，国产半导体装备进步迅猛，功能性工艺设备基本实现了平替，但在光学设备、高端量检测设备以及电子束设备方面差距较大，国产设备中核心模组、核心零部件的国产化率也仍然偏低。”创新中心总经理谢作建深感国产化之紧迫。
创新中心自今年4月正式启用，运营4个多月已经落地了8个项目。其中，某零部件项目在落地后已取得千万级别订单。
这一速度背后，创新中心的核心团队拥有成功的半导体装备量产以及国产化零部件量产经验，一方面能够在项目初筛阶段针对卡脖子关键领域定向筛选，另一方面能够在项目落地后嫁接产业资源，推动设备和零部件进入国内主流制造企业和设备厂商的核心供应链。
产业需求驱动的创新思路，也体现在创新中心的股权架构上：核心团队持股75%，无锡高新区持股15%，无锡产业研究院持股10%。
“创新中心区别于以前的高校研究所，着力打造新型研发机构模式，就要由产业需求来驱动技术项目研发及产业化。”谢作建指出，核心团队占据创新中心股权大头，既有更大的决策权，也要承担更大的绩效考核压力。
“半导体零部件种类繁多、规模偏小，从单个零部件项目起步，公司很难做大，必须要做一个平台化公司。”丁强进一步指出，创新中心在全国范围内都是新的尝试，目前已有其他城市在效仿无锡设立创新中心。
记者了解到，下一阶段，无锡还将布局维保中心、集散中心、创新中心等三大中心。这一创新布局，也将助力无锡形成从研发、生产到维护的完整产业生态，加速建设集成电路装备及零部件集聚区。
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