最近，中国互联网上有一种流行的声音建议，中国网民应该冷静下来，正视中国与发达国家在全球芯片市场上存在的差距，而不是盲目地认为中国会在短时间内赶超这些国家。
如上所述，我们相信，中国最终将做到这一切，并与周边国家、欧洲和美国分享，以实现国内唯一的产业链。我们将从三个方面来证明我们的观点：产业链所有制造环节的现状、中国的机遇和中国即将面临的挑战。
产业链的九个环节
预测窗口期的关键是明确芯片制造产业链各环节之间的差距，尤其是先进节点之间的差距。整个晶圆制造分为9个制造环节，包括晶圆清洗、扩散、CVD、掩模对准器、涂布机和显影剂、蚀刻、离子注入、CMP和测试。不同的链接有不同的路径和进度。
1、晶圆清洗系统缺口：4年
日本拥有最先进的晶圆清洗系统能力，占据全球65%的市场份额。2021，东京电子（TEL）推出CELLESTA SCD单波清洗系统，创造了一种使用超临界流体的无模式塌陷干燥方法，可以很好地匹配5/7nm节点生产线。中国最先进的清洗机可与14nm生产线相媲美。令人兴奋的消息是，目前正在开发的清洗系统是针对5/7nm节点的。2021 5月，ACM Research发布了一种用于高级节点应用的晶圆清洗系统，名为ultra-C WB system，该系统配备SC1和SC2 MegaSonic功能，并与14nm节点线相匹配。参照日本的发展 历史 ，我们认为中国制造业水平与世界先进节点水平的差距为四年。
2、扩散设备缺口：5年
在氧化扩散设备领域，日本仍然是最先进的国家，其技术水平也与5/7nm节点线相匹配，约占全球市场份额的80%（以Tel和Hitachi Kokusai electric为代表）。Kokusai电动DD-802V垂直扩散炉是最先进的垂直扩散设备之一，可与5/7nm节点线完美匹配。目前，中国诺拉 科技 集团可以自主生产一台14nm氧化扩散炉，与14nm芯片生产线相匹配。我们预计，中国将用五年时间达到先进技术水平，实现国内替代。
3、CVD设备缺口：9年
美国和日本是CVD市场的两个主要参与者，它们都可以匹配5/7nm节点技术，占全球市场份额的75%左右。这也是与严重依赖进口的中国的联系之一，在20世纪10年代初，中国国内进口率约为2%。然而，诺拉 科技 集团近年来取得了突破。与28nm节点线配套的设备已成功引入客户，14nm节点产品正在试运行。除了NAURA Technology Group，Piotech也在开发5/7nm技术。考虑到磨合期、国内外研究进展以及全球市场份额的集中度，我们认为中国需要九年时间才能赶上主要参与者。
4、光刻机：至少12年
在光刻机领域，荷兰ASML是一家垄断企业，其自身占据了全球84%的市场份额，值得注意的是，光刻机市场贡献了整个芯片产业链总利润的至少20%。它是世界上唯一一家未来能够匹配5/7nm甚至3nm节点线路的公司。值得注意的是，荷兰也没有办法独立创建光刻机，因为所有组件都由其他国家控制：光源来自美国；镜头来自日本；纳米数控机械系统来自德国，相互制约、相互促进。目前，中国光刻机领域最先进的公司是上海微电子。目前已成功突破90nm技术，通过多次曝光法可生产28nm芯片，成本高，无法实现高产。目前正在研究的技术为65nm，但远未达到ASML的先进技术水平。节点间隙很大（至少有3个节点级别，包括28nm、14nm和7nm），甚至它们使用不同的技术（ArF和EUV）。如果中国想成为这一领域的市场领导者并实现完全的国内替代，它需要为来自美国、日本和德国的所有组件建立生产线，而不是像ASML那样只创建一条光刻机装配线。考虑到巨大的差距和突破所涉及的困难，我们保守估计中国至少需要12年才能达到世界先进水平——15年实际上可能是更好的估计（通常需要3年才能在芯片领域建立一条新的组件线）。
5、涂布机和显影剂（轨道）差距：8年
在全球涂布和显影设备市场，日本TEL公司的市场份额已达到88.7%，处于绝对垄断地位。TEL LITHIUS系列是一个领先的行业标准系统，具有高可靠性和高生产率，与7/5nm节点线非常匹配，受到全球芯片制造商的青睐。然而，中国在这方面取得了突破。沈阳金赛装备有限公司正在研究国内替代产品的制造，已达到28nm节点的工艺水平，14nm节点也是目标。
6、蚀刻机间隙：无间隙
蚀刻机是中国当前芯片产业链中最强大的一环。它处于世界前列。代表公司为中微。该公司能够生产与5/7nm节点线匹配的蚀刻机。中微公司的5/7nm级蚀刻机（Primo D-RIE）已成功上市，并已成为台积电的设备供应商。此外，公司还在第一线进行研究，3nm节点级技术正在开发中。值得注意的是，与光刻机一样，蚀刻机市场也在工业生产线中扮演着关键角色，占据了该生产线创造的20%的利润。
7、离子注入机间隙：10年
中国在离子注入领域面临巨大困难，主要是因为美国产品在该领域占据绝对垄断地位，占据全球90%以上的市场份额。代表性公司是美国的Applied Materials和Axcell。Applied materials的VIISTA 3000XP基于其独特的双磁单水结构，提供了先进节点工艺所需的角度精度。与蚀刻机和步进机市场相比，离子冲击器市场相对较小：2020年全球市场销售额仅为18亿美元左右。目前，中国的北京中科鑫电子设备有限公司和上海金石半导体有限公司已成功生产出28nm节点离子注入机，14nm节点技术正在研发中。考虑到市场份额、中美技术封锁以及在中国的研究过程，我们认为开发过程将需要大约10年。
8、CMP差距：5年
CMP市场最先进的国家是美国，技术水平已达到配套的5/7nm节点线。美国占全球市场份额的71%。由杜邦（美国）牵头，其Visionpad产品组合专为先进的7/5nm节点处理而设计，可提供更高的删除率。此外，美国和日本合计约占全球市场份额的98%。然而，中国华清 科技 和中国电子 科技 集团已经推出了与14nm生产线相匹配的技术，并正在开发5/7nm技术，只有一个节点差距。考虑到中国、美国和日本的研究进展，我们认为，中国要在这一领域达到真正的世界级水平，需要大约五年的时间，但要占据更多的市场份额，可能需要更长的时间。
9、检测设备缺口：8年
测试设备贯穿于芯片制造产业线的每一道工序。及早发现不良芯片并加以消除，可大大提高经济效益。因此，该环节的全球市场规模巨大，达到了100多亿美元。在这一领域，最先进的国家仍然是美国，甚至达到3nm节点技术水平。代表性公司有KLA Tencor、ADVANTEST、Teradyne和安捷伦 科技 ，占全球市场份额的90%。目前，中国已推出与28nm节点配套的设备（Skyverse Technology和深圳创牛 科技 ），并正在开发14nm技术。由于技术封锁和中国的研究进展，结合市场份额分析，我们认为中国将难以在不到10年的时间内赶超其他国家。
事实上，产业链中最薄弱的环节往往决定着整个产业链的进步，尤其是对于想要实现整个产业链国内替代的中国来说。这也是我们认为中国要达到世界先进水平和自给自足需要12到15年的根本原因，也就是众所周知，光刻机作为最薄弱的环节，决定了这一过程的长度。然而，对于与线路中的步进环节同样重要的蚀刻机，中国自主研发的蚀刻机技术在六年内达到了5/7nm的世界先进水平，成功打破了西方发达国家的封锁（美国于2015年解除了封锁）。这也使得中国市场参与者对中国芯片市场充满信心。除了分析各个产业链环节外，千载难逢的时代也是关键。
黄金时代即将到来
中国的千载难逢的机遇期主要是由摩尔定律的失效（或减速）造成的。摩尔定律表明，芯片中的晶体管数量大约每1.5到两年翻一番；它由英特尔联合创始人戈登·厄尔·摩尔（GordonEarleMore）创建，半导体行业将其视为黄金法则。然而，摩尔定律正在接近物理学的极限。21世纪初，全球芯片的性能每年增长约50%，2010年下降到23%，201年下降到12%。最近五年的平均比率低至每年3%。早在2014年，摩尔定律就有失败的预兆：就单位成本而言，当芯片工艺从28nm节点发展到20nm节点时，单位价格上涨了10%。
硅片是生产芯片、分立器件、传感器等半导体产品的关键材料，目前90%以上的半导体产品均使用硅基材料制造，硅片占半导体材料市场规模比重约为37%，位居半导体三大核心材料之首，因此，半导体硅片被誉为半导体行业的“粮食”，虽然全球市场总规模不大，但至关重要。近20年以来，半导体硅片长期被日本信越、日本胜高（SUMCO）、环球晶圆、德国Siltronic、韩国SK Siltron等少数寡头企业垄断。2019年，行业前五大企业合计销售额占全球半导体硅片行业销售额比重高达92%，我国90%以上的硅片需求依赖进口，基本不在国内生产，目前，硅片垄断局面还在加剧。
11月30日，德国硅片制造商Siltronic AG表示，正与环球晶圆开展深入谈判，后者拟以37.5亿欧元（约合45亿美元）将其收购，双方预期在12月第二周，取得Siltronic监事会及环球晶圆董事会核准后，进行BCA签署。
环球晶董事长徐秀兰指出，双方都认为结合后的事业体会有很好的成效，将更能互补地有效投资，进而扩充产能。
并购前，德国Siltronic为全球第四大硅晶圆厂，市占率约为7%，环球晶则为全球第三大厂，市占率达18%，收购完成后，环球晶在全球硅晶圆市场占有率有望一举跃升至25%，逼近日本胜高的28%，同时意味着全球晶圆市场将呈现日本信越、胜高、环球晶圆、SK Siltron四强争霸的格局，进一步垄断市场。
根据IC Insights的报告，今年仅ADI收购Maxim、英伟达收购ARM、SK海力士收购英特尔存储业务、AMD收购赛灵思四起收购案的交易额就高达1050亿美元，外加Marvell100亿美元收购Inphi、环球晶45亿美元收购德国Siltronic，2020年半导体并购金额已经创下 历史 新高。
去年，韩国SK Siltron为防止日本出口限制，收购杜邦碳化硅晶圆事业部，在区域全球化抬头的当下，各巨头抱团取暖，通过并购来加强各自的优势，以应对快速变化和复杂的局面。
以半导体设备巨头应用材料为例，在2018年之前的几十年内，应用材料长期稳坐全球半导体设备第一供应商的位置，凭借的就是全面且强大的产品线，特别是在具有高技术含量的半导体制造前道设备，该公司具有相当深厚的技术功底。
但从 历史 来看，应用材料正是通过一系列的并购，来加强自己实力的，虽然从1967年-1996年的30年间，应用材料只有一次核心业务相关的并购，但在1997年-2007年十年间，先后发起了14起并购案，不断完善自己的产品构成。
截至目前，应用材料的产品线涵盖了半导体制造的数十种设备，包括原子沉积、化学气相沉积、物理气相沉积、离子注入机、刻蚀机、化学抛光及晶圆检测设备等，预计2020年，应用材料半导体设备的市场份额将从去年的15.9%提高至18.8%。
查阅了近几年的国内半导体海外并购案例，主要有五起：
2013年紫光集团17.8亿美元收购展讯，2014年9.07亿美元收购锐迪科，后合并成为紫光展锐；2015年合肥瑞成18亿美元收购高性能射频功率放大器厂商AMPLEON；2016年中信资本、北京清芯华创投资与金石投资19亿美元收购CMOS传感器厂商豪威 科技 ；
2016年长电 科技 以7.8亿美元收购新加坡封测厂金科星朋；2017年建广资产27.5亿美元收购恩智浦标准件业务，今年6月安世半导体正式注入闻泰 科技 。
其他的海外收购基本都在5亿美元以下，特别是国产替代加速的最近三年，鲜有海外并购的大案例，想着国内半导体厂不差钱，但为何还是买不来？
实际上，国内企业海外并购，特别是半导体海外并购还真不是钱多就能解决的问题，早在1996年，西方42国就签署了集团性限制出口控制机制——《瓦森纳协定》，简单来说，就是成员国内技术转让或出口无需上报，但向非成员国转让需要上报，以此达到技术转让监管和控制的目的。
并且这份协定很与时俱进，以大硅片为例，2019年底修订的《瓦森纳协定》，就新增了一条关于12英寸大硅片技术的出口管制内容，直指中国集成电路14纳米制程工艺，以及上游适用于14纳米工艺的大硅片。
封锁的还不止拉高纯度单晶硅锭的设备和材料，更是从切割抛光好的硅片具体参数上进行了限制，专门针对适用于14纳米制程工艺的各种硅片。所以说，小到具体产品参数都能安排的明明白白，更别说直接并购先进企业，基本没有可能。
如果说美国单方面打压华为是凭借自身实力，那么通过《瓦森纳协定》限制技术出口，就相当于是在全球拉圈子，限制圈内技术出口，圈外想用，就只能用廉价劳动换取圈内输出的高附加值成品，《瓦森纳协定》相当于“金钟罩”。所以并购不来的公司，只有自己造。
实际上，光伏用硅片已经被国内的厂家玩出白菜价，半导体用的硅片之所以被国外垄断，难度在于单晶硅的纯度和内部缺陷的控制，我们做的不好。
在纯度上，光伏用的硅片6个9就够了，但半导体硅片需要11个9，也就是99.999999999%，问题就在这个纯度上面，拉出来的单晶硅锭纯度不够，内部缺陷、应力、翘曲度也跟国外有差距，做出来的芯片良品率就比较低。
所以为了良品率，晶圆厂都愿意愿意花高价买更高质量的硅片，而不愿意花低价买低质量的硅圆片，因为会导致最终芯片的良率，我国生产的硅圆片打不开国际市场就是凭证。
对于单晶硅的提纯和晶体缺陷控制，需要基于长期实践经验的积累和现场错误的总结，这是各个厂商的高度保密的技术，因为这方面的因素，国外硅片厂都没有在国内设厂。
目前，沪硅产业打破了我国12英寸（300mm）半导体硅片国产化率几乎为0的局面，推进了我国半导体关键材料生产技术自主可控的进程；中环股份现也已具备3-12英寸全尺寸半导体硅片产品的量产能力。
总的来说，当下全球市场主流的产品是12英寸，使用比例超过70%，主要应用在智能手机、计算机、人工智能、固态硬盘等高端芯片上。目前4-6英寸的硅片已可以满足国内需求，8英寸也日渐成熟，进入大规模国产替代阶段，但12英寸才刚刚进入初级阶段，还面临EPI、位错等诸多难题待解决，替代之路仍任重道远。
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