提起芯片制造，大家相當的第一個名詞一定是光刻機，作為芯片制造的核心設備，光刻機缺口成為了無數國人的痛。

然而，光刻機雖然關鍵，但卻僅參與到芯片光刻這一個環節之中。與光刻相對比，清洗步驟貫穿于芯片生產的各個環節，清洗的效果直接影響到最終的芯片良率。

從硅片光刻加工，到刻蝕拋光，再到封裝前的清洗和封裝后的清洗，清洗步驟占據了整個芯片生產總步驟的三分之一。

硅片清洗并非傳統印象中毫無技術含量的清洗，而是涉及到門檻較高的工程技術。尤其在芯片工藝進入到14nm之后，隨著刻蝕次數的增多，工藝流程越發復雜，尺寸越小的污染物也就越難清理，就需要增加清洗的步驟，這也讓芯片清洗在芯片制造環節中愈發重要。

但使用頻率如此高的清洗設備，其2019年的市場份額卻僅為30.49億美元，僅占當年全球半導體設備的5%，這一比例不僅遠低于薄膜沉寂設備、光刻機和刻蝕機，甚至比檢測設備的占比還要低。

這不禁讓很多投資者“忽略”了這一賽道的價值，但實際上，除了體現在業績層面的數據外，清洗設備還扮演者更加重要的產業鏈“角色”。

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自主替代進行時

中國半導體產業起步較晚，清洗設備同樣如此，目前全球市場份額主要被日本、美國和韓國公司瓜分，其中日本公司處于絕對競爭優勢。

據Gartner數據，2020年全球半導體清洗設備主要被日本迪恩士（DNS）、東京電子、韓國 SEMES和美國拉姆研究瓜分，市場份額分別為45.1%、25.3%、14.8%和12.5%，CR4合計占整個市場97.7%的市場份額。

縱觀過去兩年行業的發展，半導體清洗設備市場集中度進一步提升。韓國SEMES市場份額迅速增長，美國拉姆研究的市場份額也穩中有升，日本企業的市場份額則有所回落。

盡管在全球市場份額中，外國企業占盡優勢，但近些年國內市場中，我國企業的自主替代率卻正在顯著提升。據中國國際招標網信息，從2019年初至2021年6月底，中國主流晶圓廠的清洗設備招標中，中國半導體清洗設備的占有率已經提升至10%以上。

尤其今年1-10月，全國晶圓企業共招標96臺濕法清洗設備，其中37臺被中國公司中標，占總招標份額的38.5%。也就是說，中國半導體清洗設備已經能夠與海外企業相抗衡。

數據來源：chinabidding，光大證券

從中標企業看，北方華創、芯源微、盛美上海、屹唐半導體分別中標13臺、8臺、14臺和2臺，這四家公司成為中國半導體清洗設備國產替代的先鋒。此外，至純科技、國林科技也紛紛投入到半導體清洗設備的研發中。

值得注意的是，除屹唐半導體已經過會尚未IPO外，其他半導體清洗設備相關公司均為上市公司，資本有望加速推動這一行業的國產替代。

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技術路線的差異化爭奪

中國半導體清洗設備并非簡單的技術復制，而是頗具創新的差異化競爭。

根據清洗介質的不同，半導體清洗技術可以分為濕法清洗和干法清洗兩條分支路線，目前濕法清洗是主流的技術路線，占芯片制造清洗步驟數量的 90%以上，因此這里討論的主要是各家濕法清洗設備的情況。

所謂濕法清洗指的是，用溶液、酸堿、表面活性劑、水及其混合物，通過腐蝕、溶解、化學反應等方法，使硅片表面的雜質與溶劑發生化學反應生成可溶性物質、氣體或直接脫落，從而達到清潔硅片的目的。

同為濕法清洗技術，又可以分為化學方法和物理方法兩個方向。

來源：盛美上海招股書，平安證券研究所

化學方法主要通過將硅片浸入不同的化學藥劑從而達到清洗的目的，根據藥劑的不同又有RCA 清洗、改進 RCA清洗、臭氧清洗、IMEC清洗等多條分支。

物理方法則是將化學藥劑與物理方法結合，通過機械刷洗法、超聲波/兆聲波清洗法、二流體清洗法、旋轉噴淋法等物理技術，對硅片進行全面清洗的過程。行業中，物理方法所用的藥液基本相同，核心的區別在于物理輔助方法的差異。

目前，海外巨頭的濕法清洗設備主要采用容器浸泡法、旋轉噴淋法和機械刷洗法，其中旋轉噴淋法是海外巨頭的主流路線，已經能夠完成7nm及以上規格的硅片清洗。

與競爭對手相比，國產清洗設備企業大多采用差異化的競爭路線，有望實現技術路線上的彎道超車。

芯源微采用二流體清洗法，精確控制惰性氣體及水流量，達到雜質去除目標。2021年財報顯示，公司濕法清洗技術已經能夠達到40nm大小的顆粒清洗。

盛美上海與北方華創均積極布局兆聲波技術，并且取得了很好的技術突破，已經能夠商業化量產28nm規格的清洗設備。

受《瓦森納協定》影響，中國半導體產業始終被歐美國家卡脖子，如光刻機等關鍵設備，我國始終難以拿到較高規格的產品，這就導致我國半導體產業鏈普遍只能停留在14nm制程以上。

從產品角度而言，這是一種劣勢，但從產業鏈發展角度看，這給我我國產業鏈持續追趕的時間。由于海外芯片企業普遍聚焦小制程產品，而我國芯片產業鏈卻仍停留在28nm，這就導致雖然中國半導體清洗設備的技術趕不上國際巨頭，但在國內應用卻正好足夠。

也即是說，對于國內晶圓企業的擴產而言，選擇國內清洗設備與外國清洗設備并沒有太大的不同。

在如此的便利之下，中國半導體清洗設備企業依然沒有選擇復制海外巨頭的技術之路，而是全面自研搞自己的差異化路線，這就顯得更加難能可貴。

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一塊芯片“敲門磚”

清洗設備的價值并不僅僅體現在芯片產業鏈5%的市場份額上，作為整個芯片制造環節中參與最頻繁的設備，它實際上已經成為了一塊芯片“敲門磚”。

市場中很多投資者將中國半導體清洗設備與日本迪恩士進行對比，但實際上這樣簡單的對比并不客觀。雖然迪恩士在全球清洗設備行業中占有絕對的領先份額，但其競爭力實際卻是持續下降的。

迪恩士成立于1975年，是日本八十年代半導體騰飛的最大受益者之一，其成功在1983年研發出世界第一臺旋轉晶片清洗系統。可以說，之所以迪恩士能夠成為全球龍頭，正是源于革新性的技術創新。

2016年的時候，迪恩士在半導體清洗設備的市場占有率曾高達53%，到2019年這一數據下降至50%，2020年再度下降至45%。市場份額的持續下降表明，迪恩士的核心競爭力已經不再像之前那樣穩固。

一直以來，迪恩士都是一家極為聚焦的企業，而聚焦則給公司帶來了絕對的市場占有率。但在我們看來，迪恩士的發展卻并不算“成功”，因為原本它可以更加強大。

正如前文所述，半導體清洗設備是一個市場占比很低的芯片子賽道，但同時它又參與到芯片制造的各個環節中，因此清洗設備公司具備切入其他賽道的機會。

雖然迪恩士公司也曾進入過刻蝕設備、涂膠/顯影設備等芯片細分領域，但卻絲毫沒有產業競爭力。根據公司最新的2022年H1財報，迪恩士總營收逇95%來自于清洗設備，其中單品清洗設備的占比高達70%。

2019財年，迪恩士一度希望通過多元化提升公司競爭力，當時公司的營收中，清洗設備的占比僅為85%，但如今其他業務已經萎縮至幾乎可以忽略的地步。

對于中國清洗設備企業來說，與迪恩士競爭全球產業龍頭可能不是一個正確的選擇，迪恩士長期聚焦這一領域，想要短期超越難度極大。

另一方面，中國半導體產業鏈整體剛剛起步，具備設備自主替代能力的企業并不多，半導體清洗設備作為國產替代先行者，實際已經具備了縱向擴張的優勢。清洗設備參與到芯片產業鏈的各個環節，與產業鏈各環節的公司都有接觸，具備縱向切入產業鏈上下游設備的能力。

由單一清洗設備切換到更多的領域，已經成為中國半導體清洗設備龍頭的一致選擇。

北方華創的多元化戰略自不必多提；在清洗設備領域最具競爭力的盛美上海，也開始切入到電鍍設備、刻蝕設備以及封裝設備中；芯源微則在涂膠顯影設備有所布局。

爭奪單一市場全球競爭力固然重要，但在自主替代剛剛起步的當下，快速切入空白市場也不失一種正確的選擇，中國清洗設備企業有著比國際巨頭更大的發展空間。

目前來看，北方華創就是走這種國產替代早期搶占市場的路線，盛美上海也開始切入到更多產業鏈環節，即將上市的屹唐半導體本就是中國的去膠機龍頭，各家公司均準備好了跑馬圈地。

中國芯片產業爭奪戰，爭得不僅是技術，也是資本的擴張。