日本半導體設備究竟有多強，相信許多人早已有所耳聞。在過去的30年日本半導體產業的市佔率從曾經的50%以上下滑至10%，但半導體設備廠商的市佔率卻一直維持30%的市佔率，且一直保持極高競爭力。

2022 年，四家日本公司躋身銷售額前十名的半導體設備製造商。這四家公司分別是：排名第四的東京電子（TEL）、排名第六的愛德萬測試、排名第七的Screen 和排名第九的Kokusai Electric，日立高科技、Nikon、Canon等公司緊隨其後。

正因為這些設備廠商，日本媒體和政府才有底氣拋出「如果沒有日本產的半導體設備，就無法製造半導體」的豪言壯語。

前端的霸權

在半導體的生產過程中，「前段製程」指的是矽晶圓（Silicon Wafer）上蝕刻線路，以製成晶片的工序。製程會因邏輯半導體、儲存半導體等產品的不同而略有不同，但從前段工序到製成晶片大約需要約700道工序。

在半導體的製程中有以下工序，「曝光」和「顯影」（即經由光掩膜在晶圓上燒結線路圖形）、「蝕刻（Etching，根據線路圖形，除去不需要的薄膜）」、形成金屬排線和絕緣膜等的「成膜」、在晶圓上註入離子使之半導體化的「擴散」、平整金屬膜和絕緣膜等「平坦化（Chemical Mechanical Polishing，CMP，化學機械拋光）」、 “清洗（在各工序之間，清洗晶圓表面的殘渣）”，且每道工序都需要重複數十次。

然後，將晶圓切割成晶片，進入後道工序。每一道工序都需要極高的技術實力，而日本企業在每道工序中都有明顯優勢。

下圖顯示了日本公司在前段製程中使用的主要製造設備所佔的份額，其中份額最大就是光阻塗佈顯影設備（92%）、熱處理設備（也稱為垂直擴散爐）（93%） 、片式清洗設備（63%）及批量型清洗設備（86%）以及測長電子顯微鏡（CD-SEM）（80%）。除此之外，CMP 設備的佔有率並不高，但EBARA 在邏輯半導體中佔有很大份額（約30%），因此也被算作佔有率較高的設備。

另一方面，雖然日本在曝光設備、乾蝕刻設備、CVD、濺鍍等薄膜沉積設備以及各種檢查設備的佔有率較低，但這部分設備也使用了許多日本製造的零件和設備，其中絕大多數石英和陶瓷零件都是日本製造的。

更重要的是，各公司用於預處理的主要材料的份額中日本也可謂遙遙領先，日本市場佔有率很高的材料包括矽晶圓、各種抗蝕劑、各種CMP漿料、各種高純度化學品等，甚至可以說，日本材料廠商的存在感比設備廠商更強。

日本的半導體設備廠商長期保持國際競爭力的理由無疑在於日本企業長期與全球先進半導體廠商保持貿易往來、建構了緊密的合作關係。

半導體每更新一個代際，其研發費用也會相應地提升，而設備廠家作為半導體廠家的研發夥伴，學習微縮化技術，提升自身價值，是先進微縮化進程中極其重要的存在。因此，在全球銷售額排名領先的日系半導體設備廠家中，其海外客戶的銷售額貢獻率均達80%以上。

日本特色經營管理

由於日本的半導體設備廠商很早就開始拓展業務，因此幾乎沒有受到日本半導體衰退的影響。

曾經也有一些被譽為「日本綜合電機廠商」的製造商，如今他們幾乎從世界市場消失。大部分日本的半導體廠商不過是綜合電機廠商的下屬事業部，而大部分設備廠家都保持了較高的獨立性、自主經營，才獲得瞭如今的地位。

但這也只是表象之一，首先，在日本市場佔有率較高的公司通常處理的是液體、流體和粉末，它們沒有固定的初始形狀，是”蓬鬆的”。因此，它們非常複雜，有許多參數需要最佳化。在這種情況下，日本人透過經驗和直覺找到最佳解決方案。在這過程中，需要大量的隱性知識和訣竅，這些知識和訣竅無法人工化，只能形成一種嫻熟的技術或工藝。

在這樣的世界裡，車間裡的不斷改進和完善是成功的關鍵，有日本媒體表示，認真耐心的日本人甚至會優化最微小的細節，因此，設備、材料和部件都是自下而上生產出來的，這些日本特色成為了高市佔率的來源。

另一方面，應用材料公司（AMAT）、泛林研究公司（Lam）、KLA 和ASML 這四家歐美公司在日本市場佔有率較低的行業中佔有較高的市場份額，它們一般是先通過市場行銷確定需求。然後，在開發各類設備之初要進行科學研究。在這些需求和科學的基礎上，由一個強而有力的領導者自上而下地設計整個設備。在此過程中，設備往往是模組化的。

此外，在設備開發過程的每個階段都會使用模擬技術。此外，還將技術和訣竅轉化為軟體並納入設備，然後，這些技術和知識被整合到單一的世界標準設備中。

日本媒體表示，歐美設備公司的行為似乎反映了歐美僵化的契約社會，這也導致了日本設備製造商通常為每家客戶半導體製造商定制設備，而西方設備製造商基本上只開發一種全球標準裝置.

再深究下去，日本人和歐美在觀念和行為方式上的差異是造成這些差異的主要原因。

日媒認為，歐美一般先有理論。然後，在發展初期，進行充分討論，統一政策。然後，制定標準、規則、故事和邏輯，反過來說，歐美的工程師不擅長做實驗，而是把實驗留給一個叫技術員的職業。

而日本的技術人員則憑著超群的感官和經驗，憑直覺用手進行實驗，他們非常擅長在既定框架內進行優化，但不擅長制定標準和規則，這最終導致了設備和其他產品份額的高低。

具體而言，與歐美相比，日本設備廠商在成膜系列工序上具有明顯優勢。例如，日本最大的東京電子在塗覆&顯影（Coater/Developer）設備方面具有極高市佔率、而SCREEN在清洗設備方面的市佔率較高。

此外，日本也有不少可提供感光材料（Resist）、各類藥液、超純水等化學品的優秀化學廠家，且這些廠家均具有較高的市場份額，同時也強有力地支持著設備廠商。

另外，大部分設備廠商都以日圓為交易單位，因此業績很少受到匯率的影響。

在現今的半導體產業，有一個說法是“過程進步到3奈米，即將接近物理極限”，因此相關企業正透過利用微縮化以外的技術來提升半導體性能。其最有利的後補技術就是「Chiplet（小晶片）」和「先進封裝」。

後端不可小覷

所謂「Chiplet」指的是單獨製作晶片的各個構成要素，如Core、儲存等，並用電氣將它們連接，設計成單顆晶片具有的功能，而「新一代封裝」指的是把原來並排排列在基板上的晶片3D垂直堆疊，或高度整合「Chiplet」、並封裝於基板上。

要實現「Chiplet」、新一代封裝技術，需要用到半導體後段製程的封裝、測試相關的技術要素，事實上，不光是後端設備領域，日本基板、基板材料、後端材料和後端設備早已形成了相輔相成的關係。

雖然日本用於低端通用印刷電路板（PCB）的覆銅箔板的份額可以忽略不計，並且由中國大陸和中國台灣製造商主導，但日本在高端封裝用覆銅箔板的佔有率超過65 %，在封裝用增層基板、封裝用阻焊劑方面更是達到了100%壟斷的地步。

此外封裝基板廠商中，日本的IBIDEN和Shinko Electric更是在伺服器處理器領域中扮演不可或缺，獨一無二的角色。

後處理材料的市場中。日本的引線框架份額仍維持在37%，在用作密封材料的模具方面的市佔率超過65%。此外，日本壟斷了FOWLP（扇出晶圓級封裝）88％的成型材料，例如台積電為蘋果iPhone開發的InFO（集成扇出WLP），而日本在底部填充材料的份額也達到了92%，接近於壟斷的地步。

在具體的後端設備市場中，日本壟斷了劃片機市場90%的份額，雖然貼片機市場佔有率僅10%，但成型市場佔有率達65%，測試市場佔有率達55%，兩者均超過一半。

日企在後段設備具有極高的存在感，例如，DISCO的晶圓切割設備（Dicer，把晶圓切割成晶片）在全球具有極高市場份額。將晶片封裝於基板上後，會以環氧樹脂進行塑封，而TOWA在塑封製程中具有極高的影響力。另外，住友電木的塑封樹脂具有極高市佔率。在半導體後段過程中，日本材料廠商在特定領域的技術實力堪稱無與倫比。

值得一提的是，近年來，為進一步有效發揮日本企業在後段工序中的優勢，有不少海外企業進軍日本本土。例如，台積電於2022年6月在日本茨城縣筑波市成立研發據點，三星電子在橫濱市投資300億日元設研發據點，並投入測試產線，上述據點均與後道工序相關。

隨著生成式AI的發展，將會有越來越多的半導體需要「Chiplet」、新一代封裝技術，因此這成為了半導體廠商加速研發的動力。已經有一部分設備廠商的業績開始反映後段工序相關的訂單。東京電子的「Wafer Bonder（晶圓鍵合設備，主要用於高密度封裝，將晶圓貼合在一起）」設備的訂單正在攀升，據悉，2023年度銷售額預計將達到數百億日元。

據悉，由於生成式AI相關先進封裝需求成長的影響，DSICO也獲得了相關融資，最快2023年10月- 12月開始為業績成長做出貢獻。

據預測，未來與「Chiplet」、先進封裝相關的設備、材料需求將會進一步成長。如果相關製程的設備可以儘早研發、實用，將會為日本企業帶來新的成長機會。

不確定因素

但是，日本設備廠商的發展絕對不是一帆風順的。雖然長年保持了較高的市佔率，但市佔率並沒有提升。雖然部分原因是由匯率因素，但在當下日圓貶值的趨勢之下，市佔率下滑至30%，不如當年的40%甚至更高。

主要原因如下，價格高昂的EUV光刻機由荷蘭的ASML獨霸，規模上可與曝光設備匹敵的蝕刻設備的首位市場份額已經被美國的Lam Research奪取；此外，日本也沒有拿下近年來新興的ALD（原子層堆積）設備市場。有觀點認為，在新興半導體設備領域，僅有美國廠商佔優勢。

此外，中國的設備廠商也急速成長。根據日報報道，在2021年時間點，全球半導體設備廠家銷售額排前30中，有五家中國企業，中國的北方華創2023年上半期（1月- 6月）銷售額達84.3億元，與上年同期相比，成長了55%。

正如業界所說的一樣，“投資是培養設備廠家的最好方式”，政府的扶持性政策促使半導體廠家持續進行設備投資，未來，中國設備廠家會進入“設備國產化”階段，這將會進一步影響未來日本設備廠商的業績。

機會何在

地區設備份額的情況表明，自2012年以來，日本在半導體設備市場份額急劇下降，到2022年已降至不到美國市場份額的一半，僅為24％。

在分析之後可以發現，在過去的10年裡，幾乎所有設備的市場份額都在下降，有從業者表示，在這種情況下，已經很難再說「日本的製造設備很強大」。而且，如果市場份額持續下降，日本將很難繼續向全球提供設備。目前的情況非常危險。如果現在不採取行動，日本的設備產業可能會走上與半導體記憶體產業相同的道路。

公司的”競爭力”是指公司個別產品或產品系列滿足現有客戶和吸引潛在客戶購買的能力。根據這個定義，如果一家公司的競爭力不斷提高，其銷售份額就不會下降。就成長率而言，它也不應遜色於競爭對手。然而，許多日本前端設備製造商的成長率低於歐洲、美國和韓國的同行。這意味著日本前端設備製造商的競爭力正在下降。

日媒表示，”日本前端設備強國”的時代正在成為過去，而日本半導體設備廠家要想在未來依然保持、提升市場份額，只能與尖端半導體廠家合作研發尖端工藝。在尖端半導體領域的研發中，一刻也不能鬆懈。

2022年的半導體生產設備市場規模為14兆日圓（約7,000億元），據預測，到2030年，半導體市場規模可望達到100兆日圓（約人民幣50,00億元），相應地設備市場規模可望接近20兆日圓（約10,000億元）。

如今全球很難再出現以往那種大型收購（M&A）、經營統合案件，日本的設備廠商要在國際舞台上繼續發揮優勢，只能在尖端領域戰勝競爭對手。