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日本|日本半导体设备和材料为何那么强？( 二 )


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图5：将日本企业占比较高的设备、材料、零部件进行分类 。
第一类下有两小类，其一，旋转晶圆的单片式设备和相关液体材料 。具体而言，涂覆显影设备（Coater &  Developer）、光刻胶（Resist）、CMP（Chemical Mechanical Polishing，化学机械抛光，用于逻辑半导体）和浆液、单片式清洗设备和各类药液 。上图中黄色箭头为相关关系 。
其二，另一种设备是晶圆本身不旋转，气体和液体在设备内部循环（即为旋转），主要为批量式清洗设备和纵型扩散炉 。就纵型扩散炉而言，大多采用石英零部件 。而日本企业在石英材料中的占比极高 。类似的还有硅晶圆和各类陶瓷产品 。这些产品的共同点如下：加热后凝固的材料、零部件 。
如上所示，我们对日本企业占比较高的设备、材料、零部件进行分类后发现，日本企业在化学领域（而不是物理）发挥了充分的优势 。
将日本企业占比较低的设备进行分类
【日本|日本半导体设备和材料为何那么强？】我们将日本企业占比较低的设备进行分类后，如下图6所示，一言以蔽之，日本企业基本上是在 “干（Dry）设备”方面的占比较低（除去ArF液浸），此处主要有两点 。

日本|日本半导体设备和材料为何那么强？
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图6：日本企业占比较低的设备的特点 。
1.在使用了光、电子束（Beam）的设备方面，日本企业的占比较低，这些属于检测设备、曝光设备 。但是日本企业在CD-SEM方面的占比较高，因此此处为例外 。
2.在使用了等离子（Plasma）的真空设备方面，日本企业的占比较低，具体而言，有干蚀刻（Dry Etching）设备、CVD设备、PVD设备（溅射设备），此外，最先进的曝光设备一一EUV（极紫外光）曝光设备也隶属于此范畴 。
以上这些设备的特点如下：不是把晶圆卡（Chuck）在Stage上移动，即使晶圆移动了，也仅有XY轴方向的移动，不会旋转晶圆 。此外，可以断言，日本企业在“物理（而非化学）”相关的设备方面占比较低 。
比较、分析日本企业占比较高的领域和较低的领域
至此，我们已经展示并归类了日本企业占比较高的领域和较低的领域 。下面我们分析一下为什么会出现这种现象 。为了完成分析，我们采访了20位生产设备、材料领域的专家一一“为什么这个领域的设备、材料的占比高或者低”？当时，我们聆听到了丰富的见解 。笔者将搜集到的见解和自己的认知汇总出下图7 。

日本|日本半导体设备和材料为何那么强？
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图7：比较日本企业占比较高的领域和占比较低的领域 。
首先，日本企业占比较高的产品有以下：液体、流体、粉末，产品最初的形状不是固定的，且“质地柔软” 。因此实现优化的标准非常多，且非常复杂 。在这种情况下，日本人基于自己的经验和直觉，得出最合适的见解 。即，很多无法实现标准化的“隐性知识”、“技巧”最终演变成了“匠人、工匠精神” 。
此外，以上这些领域都需要在车间里不断的改善和改良，且认真、极具忍耐力的日本人优化了每个细节 。最终，以自下而上（Bottom Up）的方式，生产出设备、材料、零部件 。因此，可以说这就是日本企业占比较高的根本原因所在 。
欧美人是如何研发设备的？
另一方面，在日本企业占比较低的领域，即AMAT（美国应用材料）、Lam Research（Lam，泛林集团）、KLA（科磊）、ASML（阿斯麦）四家欧美企业是如何研发的呢？首先，他们根据市场（Marketing），把握需求（Needs） 。而且，各类设备在最初研发阶段都有科技（Science）成分存在 。
在需求（Needs）和科技（Science）的引领下，根据强有力的自上而下（Top Down）的领导方式，构架整个设备 。且多以模组化（Module）的形式呈现 。
另外，在研发设备的各个阶段，进行模拟（Simulation）实验 。同时，将技术（Technology）和技巧（Know How）“软件化”，融入设备 。最后，将以上元素汇聚于一体，生产出拥有全球标准的设备 。
因此，可以看出，欧美社会的“坚硬强势”的“契约精神”被反映得淋漓尽致 。
总体而言，大部分日本的设备厂家是为各个半导体厂家“量身定制”设备，而欧美的设备厂家基本上是仅生产一种具有全球标准的设备 。总而言之，在设备研发方面，日本企业呈发散趋势、欧美企业呈集约趋势，大相径庭 。


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