后摩尔定律时代，国产半导体设备的前瞻路径分析

电子发烧友网报道（文 / 吴子鹏）日前，第十三届半导体设备与核心部件及材料展（CSEAC 2025）主论坛暨第十三届中国电子专用设备工业协会半导体设备年会在无锡太湖之滨隆重开幕。本次年会以 “强化战略引领，深化创新驱动，共筑半导体装备产业新高地” 为主题，汇聚了国内半导体设备领域的顶尖专家与企业领袖。

在大会的主题演讲环节，中国电子专用设备工业协会副秘书长、工信部电子科技委专家委员李晋湘，中电科电子装备集团有限公司党委书记、总经理王平等重量级嘉宾，围绕后摩尔时代半导体装备创新、成熟工艺国产化设备进展、AI 时代装备产业创新之路等关键议题分享行业洞见，为中国半导体设备产业的发展注入强劲思想动力，也勾勒出产业未来发展的清晰路径。

央企担当，破局后摩尔时代挑战

王平以《后摩尔时代半导体装备创新的机遇和挑战》为题，深入剖析行业发展态势与企业实践。

从机遇来看，后摩尔时代，人工智能与算力爆发成为核心驱动，集成电路发展路径转向多元化，为芯片技术升级和制造设备创新带来良好机遇。装备领域呈现三大特征：成熟制程和特殊工艺领域成为国产装备重要阵地，先进制程领域是持续攻坚的主战场，超越摩尔领域则开创全新赛道，为国产装备提供差异化发展空间；同时，装备发展从专业化向平台化转变，研发模式也借助 AI 赋能，实现从跟随仿制到正向研发的跨越。

在挑战方面，国际层面，大国博弈下我国半导体装备自主能力面临严峻考验，美国实体清单与关税政策带来诸多不确定性；国内层面，半导体装备领域进入 “战国时代”，国际巨头凭借政策优势实施低价倾销与高端限制，国内头部企业开启平台化布局，泛半导体装备企业的融入进一步加剧市场竞争。

针对这些机遇与挑战，电科装备开展多方面实践：

完善治理体系，实施内部改革，打造新型生产关系，明确研究所、产业公司、上市平台的定位与职责，形成科学发展路径；
推动科技创新与产业创新深度融合，持续做强优势产品，承担市场射频领域安全保底责任，开展正向与颠覆式技术创新，并积极融入开放创新产业生态；
构建 “装备 + 资本” 发展格局，通过资本运作提升资源获取能力，借助价值投资优化资源配置，形成科技、产业、金融的良性循环。

肯定成熟工艺价值，补齐国产化短板

李晋湘的演讲聚焦集成电路成熟工艺国产化设备进展，为行业发展提供关键参考。

李晋湘首先明确成熟工艺与特色工艺的定义及市场地位：成熟工艺一般指 150nm 至 22nm 工艺，特色工艺是在成熟工艺基础上，为满足特定应用市场需求开发的专用制造工艺；28nm 以上的成熟特色工艺占据半导体行业 80% 的市场份额，是设备和材料的重要市场源泉。他指出，特色工艺在汽车芯片、光电芯片、射频芯片等众多领域应用广泛，且对设备要求极高 —— 例如汽车芯片需在 - 40℃至 150℃的温度范围内安全运行，对设备和材料支撑提出更高标准。

从设备现状来看，李晋湘将集成电路设备分为五大类，逐一分析国产设备发展情况：

图形生成设备：光刻机国产样机已进入产线研发验证，但量产规模较小；涂胶显影设备表现良好，但受限于进口光刻机；量测设备是长期存在的短板。
芯片制造薄膜增材设备：固体膜设备基本满足需求；液相膜的铜电镀设备需提升成熟度；气相膜设备品类齐全，但部分特殊制程仍受国外控制。
芯片制造减材工艺设备：CMP（化学机械抛光）和干法刻蚀设备表现较好；湿法清洗设备潜力巨大，有待进一步挖掘。
芯片制造材料改性设备：离子注入机存在高能大束流短板；激活设备技术有待突破。
芯片制造量测设备：设备种类繁多，时效分析设备等核心设备涉足较少，电子束检测技术与国外存在差距。

最后，李晋湘提出发展国产设备的四点建议：

高度重视设备培训，借鉴国外经验建立完整培训体系，引入 VR 等技术提升工程师操作能力；
紧跟特色工艺发展，加大 28nm 金属栅、锗硅量产设备研发力度，设备企业需加强工艺研究，提供 BKM（最佳已知方法）方案；
重点突破量测设备，尤其是自主开发设备软件，关注设备全生命周期成本与运维效率；
补齐特殊工艺设备短板，降低 COO（单位制造成本）成本，提升设备企业的经济与社会回报。

AI 赋能，引领装备产业创新之路

北京北方华创微电子装备有限公司总裁陈吉，以《AI 时代集成电路装备产业的创新之路》为题，分享北方华创在 AI 时代的战略布局与创新实践。

陈吉指出，人工智能正引领新一轮科技革命和产业变革，从芯片普及到 AI 芯片广泛应用，AI 将重塑各行各业。预计到 2030 年，AI 市场规模将达万亿美元，这将带动全球半导体设备近 40% 的增长，中国大陆半导体设备市场也将随之持续扩张。

在 AI 生态中，芯片装备是重要基石。集成电路是支撑经济发展的关键工业技术，AI 芯片作为硬件核心，对性能、速度、容量、稳定性和功耗提出更高要求。前道制程不断追求晶体管密度提升，从 FinFET 到 GAA（全环绕栅极）再到 CFET（互补场效应晶体管），存储技术也在持续演进 —— 这些技术创新均依赖装备迭代升级，“一代技术、一代工艺对应一代装备”，同时需要零部件协同创新。

北方华创积极探索装备智能化创新，借鉴国际主流大厂应用 AI 提升生产力、设备利用率和工艺质量的经验，提出 “赋予装备 AI 能力”：通过工艺优化、监控监测控制，为装备注入新质生产力。装备智能化并非简单叠加软件功能，而是需结合 AI 应用需求，突破硬件协议和系统瓶颈，构建开放互联、可持续演进的新格局。具体实践包括：在智能配方优化方面，结合机台基础原理与 AI 计算，缩短研发周期、降低成本；在智能调度与监控仿真方面，通过多维度模型训练，大幅提升设备产出与产品良率。

对于装备业高质量发展，陈吉表示：2024 年中国集成电路装备营收占全球市场 6%，北方华创营收位列全球第六 —— 虽取得阶段性进步，但仍有巨大成长空间。产业发展依赖系统工程创新与高质量协同，从材料、零部件到设备，每个环节都需构建高质量标准，形成闭环生态链。北方华创今年推出多款新设备，并整合资源完善产品线，未来将迈向 “AI 设备 +” 时代，为客户提供全方位解决方案，助力中国半导体产业发展。

自主创新，探索国产设备突围新路径

盛美半导体设备（上海）股份有限公司销售副总裁王希，以《新格局下国产设备突围：技术创新与新路径探索》为题，从全球半导体发展新形势与盛美自主创新实践两方面，阐述国产设备的突围之道。

在全球半导体发展新形势方面，王希指出：全球集成电路产业生态中，电子终端产品市场规模超 5 万亿美元，半导体装备市场超 1100 亿美元；中国制造在智能手机、笔记本电脑、白色家电、新能源汽车等终端消费市场占比均超 60%，部分品类甚至达 80%，国内终端市场需求为半导体行业提供强劲支撑。不过，中国集成电路进出口仍存在贸易逆差，产业发展内驱力强劲。从全球晶圆代工厂产能来看，中国大陆与中国台湾是主要产能供给方，且中国大陆晶圆厂建设规模领先，对半导体装备需求旺盛。2023-2024 年，全球半导体装备市场规模稳定在 1100 亿美元以上，中国大陆市场虽受外部压力出现短期波动，但长期趋势趋于稳定。

在自主创新实践方面，王希强调：面对美国设备管制与技术封锁，国产装备需摆脱路径依赖，走自主创新与新路径探索之路。盛美在湿法工艺、先进封装、炉管、前道涂胶显影、PECVD（等离子体增强化学气相沉积）、面板级先进封装等领域开展多项原始创新：

湿法工艺领域：推出 TEBO 兆声波技术，可在气泡稳态不破的情况下实现超精细结构无损清洗；开发 Tahoe 技术，将槽式清洗与单片清洗结合，硫酸用量减少 75%，同时精准管控颗粒；将超临界干燥设备与 TEBO 兆声波技术组合，实现超精细多层 3D 结构高效清洗干燥，且超临界干燥设备采用垂直上下开合的独创传送方式，降低二氧化碳用量。
先进封装电镀技术：通过第一阳极、第二阳极技术控制均一性，解决 notch（缺口）处电场集中问题。
炉管领域：开发超高温炉管（温度高于 1250℃），采用平板式设计解决晶圆桥接难题。
前道涂胶显影 Track（轨道）：采用垂直交叉结构，提升设备产出与效率，适配新一代光刻机需求。
PECVD 领域：创新采用三头设计，可灵活适配不同工艺并优化均一性。
面板级先进封装领域：开发水平式电镀设备，通过独创阳极设计与 “跑马灯” 式通电方式，解决方片尖角部分电场控制难题，该技术获美国 3D inCites 协会技术创新奖。

王希还提到，自主创新需以 IP（知识产权）保护为根基，同时加大研发投入，以开放心态推动 “再全球化” 进程，才能实现国产装备的持续突围与发展。

凝聚产业力量，共筑半导体装备新高地

从中国电科装备集团的央企担当与战略突破，到中国电子专用设备工业协会对成熟工艺国产化设备的深耕，再到北方华创在 AI 时代的创新探索、盛美半导体的自主突围实践 —— 这些企业作为中国半导体设备产业的核心力量，正以各自实践推动产业不断向前。面对后摩尔时代的机遇与挑战，以及复杂的国际竞争环境，中国半导体设备产业需进一步加强协同合作，补齐技术短板，加大研发投入，借助 AI 等新兴技术赋能装备创新，持续提升产业自主可控能力，共同为打造技术领先、具有全球竞争力的中国半导体装备产业而努力。

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