二手设备在半导体集成电路产业中的应用

马慧红，汤偲愉

（中国电子科技集团公司第五十八研究所，江苏无锡 214072）

1 引言

中国作为制造业大国，在全球已跃居为头号IC消费国家，消耗了大约世界上全部芯片的25%，但这样的需求，国内生产只能满足其总量的30%，“缺芯”困境依然存在。为解决上述问题，政府出台了一系列的政策法规来推动半导体产业的快速发展。

2014年，国务院印发了《国家集成电路产业发展推进纲要》，并成立了国家集成电路产业投资基金（即“大基金”），首期募集资金达1387.2亿元人民币。此外，包括北京、上海、天津、福建等在内的不少地方政府也积极响应国家号召，成立了金额不等的集成电路产业基金。在这种政策利好的背景下，不仅本土集成电路相关厂商发展迅速，同时也吸引了众多国际半导体大厂来华投资设厂，例如三星、英特尔、SK海力士等。据统计，截止2016年12月31日，大陆共有主流晶圆厂共84座，其中12英寸厂11座，8英寸厂23座，6英寸厂50座，正在兴建中的晶圆厂也超过10座，包括3座8英寸厂和10座12英寸厂(见图1)。

众所周知，半导体制造行业是一个高投入的行业。一条φ150 mm（6英寸）的芯片生产线（0.5～0.6 μm），其投资需要5～6亿美元，一条φ200 mm（8英寸）的芯片生产线（0.18～0.25 μm）则要15亿美元。高阶领域的半导体新设备价格十分高昂，并不是我国当前大部分生产厂商所能接受的。在中国大陆，除了中芯国际、华虹NEC、宏力、和舰采用新设备外，至今还没有一条全新生产线。

当前国内大部分半导体芯片生产线总体上还是以200 mm线为主，150 mm线逐步减少，300 mm将成为未来的主流。各生产商在建厂、运营过程中对局部增添设备有各种不同的需求，如新产品开发、原有产品升级换代、产能扩充等等，对产品的工艺需求不同，生产线的技术档次以及需要配置的设备也各不相同。考虑到国内厂商的实际情况，同时为了减少投资资金以及设备折旧费用，成本低廉的二手设备显然比价格高昂的新设备更具有吸引力。本文通过具体分析，针对半导体二手设备在集成电路产业中的应用进行了探讨。

图1 中国大陆半导体主流晶圆厂

2 二手设备优势分析

随着半导体二手设备在国内的大量使用，其价值越来越得以体现。国内的半导体厂商选择二手设备，主要是因为二手设备具有如下的优势。

首先，生产线的好坏不在于新设备还是旧设备，关键是能否满足使用要求。国内的集成电路水平参差不齐，高端的45 nm水平已量产，而低端的1 μm水平以上的也有需求。针对不同的工艺要求，二手设备尤其是根据客户使用要求经过专业翻新的二手设备，性价比高，成为更多客户的考虑对象。

其次，半导体设备的特殊使用环境，也为二手设备的下线状态提供了很好的保障。半导体设备都运行在恒温恒湿超净化的环境，设备使用了10年甚至更长时间，状态还依然保持良好，特别是欧美下线的设备，甚至外观也保养如新，通过翻新几乎能达到全新设备的指标，满足客户在线使用需求。

第三，二手设备相对全新设备价格便宜，一般为新设备的1/5，加上翻新成本，二手设备的价格还是能控制到原机的1/2以下。对于φ200 mm以下的设备，已是设备原厂商的非主流产品，全新设备原厂已不再生产，对于特殊需求的设备，定做新设备非常昂贵，在二手设备的基础上改造以达到使用要求是最为理想的结果。

第四，二手设备的翻新周期短，在有裸机的情况下，2～3个月可以完成硬件的翻新，同比全新设备6个月或是更长的交付期，二手设备更能满足迫切需要解决产能瓶颈的客户需要。在工艺条件接近的状况下进行整线打包采购，因建线周期短，价格有优势，更是成为国内许多半导体厂商的首选，见表1。

第五，未来一段时期内，国内 φ200 mm、0.25 μm加工技术的生产设备仍将是进口的主流设备，而在美国、日本、韩国和中国台湾地区的集成电路企业，φ200 mm以下的生产线已逐步被φ300 mm的生产线所淘汰，这为我国集成电路生产线的建设提供了充足的二手设备来源。

表1 全新设备、二手设备特点对比

3 二手设备供应链分析

随着半导体行业的不断发展，许多半导体供应商应运而生，为半导体二手设备的价值再利用起到了很好的支撑作用。许多设备制造商已经重视二手设备业务，开始回收市场上自己生产的设备并重新翻新再销售，为二手设备的再利用提供了保障。目前市场上二手设备供应商的情况如下：

（1）原设备制造商。许多原设备制造商开始认识和接受了翻新设备的价值，增加了设备翻新业务，并加入二级设备供应链，如AM（美国应用材料）公司、ASML公司、Canon USA公司、FSI公司等。原厂在技术能力、备件供应等方面具有不可比拟的优势，尤其是ASML的光刻机，其TWINSCAN系列是目前世界上精度最高、生产效率最高、应用最为广泛的高端光刻机型，因为机台紧张，一有设备流出原厂便立即收回，由于其光源部分的备件和OEM商有独家供应协议，导致其他翻新商无法涉足，裸机价格也因原厂的介入水涨船高。

（2）原设备使用商。原设备使用商即原设备的买方，设备的实际使用方，因为产能富余、产线结构调整等原因，选择单台或整线出售设备，成为二手设备的卖方。因其设备一直处于使用状态，业内称为热机下线，或在工艺间内保存良好，设备性能良好，可恢复性更好，且因没有经过第三方转手，价格更具优势。整线竞拍设备的价格更低，仅相当于设备原价的5%。2017年，北京首刚NEC的一条6英寸线，以4800万元竞价成交，仅其中5台设备就以3000万元的价格成功再销售。整线竞拍会因产线的不完全匹配，造成部分设备的库存积压，竞拍前需做好充分的事前评估。

（3）专业翻新公司。随着半导体二手设备市场需求量的增大，二手设备翻新商如雨后春笋般崛起。长三角的专业设备翻新商更是近水楼台，蓬勃发展。翻新公司有配套的翻新厂房、专业的翻新团队、畅通的设备货源和丰富的备件渠道，部分规模较大的翻新公司还具备工艺、研发、设计支撑能力，不仅能提供可靠的设备翻新，同时对于客户的特殊配置要求，可以通过设备改造来实现。专业的翻新公司能协助客户梳理需求，明确RFQ要求，从客户立项之初为客户提供正确的设备信息、技术支持等服务，协助客户提供市场化的解决方案，并在后期的使用中提供备件及耗材，解决用户的运行后顾之忧。

（4）海外翻新商。韩国、日本在二手设备的货源供应上一直有着得天独厚的优势，近年来，因其国内的经济不景气，随着中国大陆二手设备市场需求的旺盛，韩国、日本本土的二手设备供应商更多地从原来的裸机销售，转而参与设备翻新以获得更多的利润率。但国外的翻新商保修时间一般为3个月，从设备启运到设备运抵最终用户现场上机调试，3个月覆盖不了验收后6个月保用期的用户需求。且国外翻新业务人工价格高，服务也不如国内方便，因此，一般国外翻新商在国内的信誉度不是很高。

（5）个体经纪人。一两个有专业背景、技术特长的工程师，有可靠的市场人脉，一定的资金实力就可以成立一个公司，从事二手设备的经纪业务。因其公司成本低，通过市场低价竞争获得订单和收益。也有采取裸机转手销售，在市场行情看好的情况下，囤积市场常用设备，待有市场需求时转手销售，赚取时间差或机会差，加快资金周转，降低设备翻新调试风险。由于资金问题，对于近千万的大金额设备，如PVD、DSP或高端光刻机，这些公司多半不太涉及。

4 二手设备选用技巧

二手设备供应商和各种行业一样，也存在着良莠不齐的现象。半导体专用设备复杂度高，一般的使用者很难确切地了解需要翻新、替换的部件，并在RFQ里予以明确，有的翻新厂家会利用此点，以很小的翻新投入或不进行必须的翻新，导致设备最终验收困难，对设备后期使用的可靠性、稳定性造成很大的隐患。在行业内，客户受二手供应商“忽悠”的情况屡见不鲜，设备交付一年后不能验收的情况也时有发生。以下重点介绍选择二手设备的注意事项。

4.1 选择可信供应商

二手设备的翻新不是任何一家公司都能做到的，它必须同时具备精湛的技术支持和优秀的服务体系和资源支撑，翻新公司的可信度、售后服务及技术人员的经验和专业技术水平是选择翻新公司的标准之一，对用户负责是最基本的选择。在满足技术需求的条件下，本地的专业翻新公司应该是优选。

4.2 售后服务有保障

由于二手设备的性能相对不如全新设备，售后服务非常重要。要考虑备件及相关耗材的供应情况，避免买得起、用不起的现象发生。要注意市场的通用性及普及性，万一发生备件或耗材短缺时，可以同行拆借。在提翻新要求时，不必苛求所有的备件及耗材为原厂，在RFQ里，可以有选择地选用OEM商或成熟的SECOND SOURCE备件，降低后续运行成本。获得原厂的支持及翻新商满意的售后服务和快速反应能力，也是选择翻新商时的条件之一。

4.3 指标设定要合理

选择使用二手设备，要有清醒的认识，采购的设备关键指标应该高于实际工艺需求，这样在翻新后既能满足生产又能充分发挥设备的作用。设备验收指标要合理，有些厂家对二手设备提出了比新设备更高更严的要求，导致翻新成本急剧增加仍达不到要求，严重影响了生产，给自己和翻新商都增加了超额成本支出。

4.4 设备状态要了解

采购设备时，对设备的实际状态要有准确的了解，包括设备下线前的使用情况、下线日期、保存条件。有条件实地考察时，派专业的技术人员现场察看，也可以多角度多方位拍些照片，确认设备序列号、软件版本号、新旧状态、设备配置、关键部件是否缺失，做好记录备存，并通过官方CCIC的装运前预检验及属地的商检法检，获取官方认可保障。包装运输必须严格按照专业规范操作，减少运输对设备性能造成的影响；对于光刻机等精密设备，需采用专业运输公司全程恒温恒湿防震运输。

中科芯集成电路股份有限公司拥有完整的集成电路产业链，作为半导体二手设备专业翻新平台，不仅有专业的翻新团队，更拥有半导体前道专业工艺工程师。在承接LAMP TCP9600 SE 200 mm设备翻新时，翻新工程师和客户多次沟通，确定MFC、分子泵的选型，并对裸机设备反复察看比较，确认设备的操作系统版本，检查主腔体的使用程度，陶瓷件、E-CHUCK的齐全情况，VME控制模块、CPU的版本匹配，DSQ腔PROCESS KITS的损坏程度，泵、射频源、热交换器、CHILLER等外围设备的配套，为后续的顺利翻新提供了保障。

5 结论

二手设备的性价比高，总体而言对半导体厂商还是合算的，但对于二手设备的风险也要有清醒的认识，要选择合适的供应商和专业的翻新公司，在设备采购、翻新的全过程与翻新公司密切合作。翻新公司在二手设备翻新的前、中、后阶段，要和用户有效沟通，对用户负责，成为和用户风险共担的利益共同体。同时，在翻新过程中要注意消化吸收国外技术，掌握核心知识产权，实现研发与创新，改变受制于人的状况，实现关键设备的国产化，发展我们自己的设备制造工业。

[1]程建瑞，李正贤.国内二手半导体设备的翻新调试及情况分析[J].电子工业专用设备,2009,(5):47-49.

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