荷蘭擴(kuò)大光刻機(jī)出口管制,中國芯片產(chǎn)業(yè)面臨陣痛時(shí)刻
(圖片來源:攝圖網(wǎng))
作者|章漣漪 來源|賽博汽車(ID:Cyber-car)
荷蘭出手,中國能否接招?
當(dāng)?shù)貢r(shí)間3月8日,荷蘭宣布將對(duì)包括“最先進(jìn)”的深紫外光刻機(jī)(DUV)在內(nèi)的特定半導(dǎo)體制造設(shè)備實(shí)施新的出口管制,將在夏季之前實(shí)施。
這意味著,荷蘭方面已將光刻機(jī)出口管制的范圍,由最先進(jìn)的極紫外光刻機(jī)(EUV)擴(kuò)大到了DUV。
DUV光刻機(jī)是ASML目前向芯片制造商們出售的第二先進(jìn)設(shè)備,僅次于EUV光刻機(jī),且相比前者DUV占據(jù)更大出貨比重。
因此,ASML很快發(fā)布了關(guān)于額外出口管制的聲明表示,公司需要申請(qǐng)?jiān)S可證,才能出口最先進(jìn)的浸沒式DUV光刻機(jī)。
據(jù)悉,日本也將緊隨其后,發(fā)布相關(guān)出口管制規(guī)定。
顯然,這幾乎想要打擊中國購買制造尖端芯片制造設(shè)備的能力,阻止中國研發(fā)先進(jìn)芯片、量子計(jì)算、人工智能等技術(shù)。
中國,此前已經(jīng)在芯片設(shè)計(jì)、封測(cè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)追趕,如果能夠克服制造難題,則將成為全球唯一掌握芯片全產(chǎn)業(yè)鏈的國家,前景無限。
01
封鎖“大門”之余,還留有一扇“窗戶”
中國大陸是ASML第三大市場(chǎng),2022年全年為ASML貢獻(xiàn)了29.16億歐元的收入,占總營收的14%。
不過,ASML認(rèn)為,出口管制不會(huì)對(duì)公司發(fā)布的2023年財(cái)務(wù)前景或長期戰(zhàn)略產(chǎn)生重大影響。
根據(jù)其此前預(yù)計(jì),2023年在全球市場(chǎng)的整體銷售額將增長25%,在中國大陸的銷售額將維持在22億歐元左右。
ASML給出上述判斷的理由是:新的出口管制,并不適用于所有的浸入式光刻工具,而只是針對(duì)“最先進(jìn)的”,主要關(guān)注成熟制程的客戶,可以使用不太先進(jìn)的浸沒式光刻工具。并且,這些管控措施轉(zhuǎn)化為立法并生效還需要時(shí)間。
DUV光刻機(jī)分為248nm和193nm光刻機(jī)兩種類型,193nm光刻機(jī)又分為干式和浸沒式兩種類型。此次可能會(huì)禁運(yùn)的是浸沒式193nm光刻機(jī)。
Δ ASML主流浸沒式DUV設(shè)備
根據(jù)官網(wǎng)顯示,ASML主流浸沒式DUV設(shè)備主要有三種:TWINSCAN NXT:1980Di、TWINSCAN NXT:2000i和TWINSCAN NXT:2050i。
盡管ASML尚未收到任何關(guān)于“最先進(jìn)”確切定義的更多細(xì)節(jié),但該公司將其解釋為“關(guān)鍵的浸沒式系統(tǒng)”(critical immersion),即“資本市場(chǎng)日”中定義的TWINSCAN NXT:2000i和后續(xù)推出的浸沒式系統(tǒng)。
TWINSCAN NXT:2000i DUV曾是ASML最先進(jìn)的浸沒式光刻系統(tǒng),既為EUV光刻機(jī)之前的重要過渡產(chǎn)品,同時(shí)也是7nm/5nm產(chǎn)能的重要補(bǔ)充。這種機(jī)型在2018年就已開始出貨。
ASML官網(wǎng)顯示,TWINSCAN NXT:2000i專為與EUV混合使用而設(shè)計(jì),可為高級(jí)邏輯和DRAM節(jié)點(diǎn)的大批量制造提供出色的覆蓋、聚焦控制和交叉匹配。
比這款光刻機(jī)更先進(jìn)的型號(hào)是TWINSCAN NXT:2050i,該系統(tǒng)滿足多種圖案化要求,為在高級(jí)邏輯和DRAM節(jié)點(diǎn)制造300毫米晶圓提供經(jīng)濟(jì)高效的解決方案。
而作為同為主流DUV設(shè)備,相對(duì)不先進(jìn)的TWINSCAN NXT:1980Di或許不受出口限制。
根據(jù)ASML官網(wǎng)的介紹,TWINSCAN NXT:1980Di 的分辨率可以達(dá)到≤38nm,每小時(shí)可以生產(chǎn)275片晶圓,目前主要用于45nm以下成熟制程的生產(chǎn)。
ASML在此次申明也也特別指出,先進(jìn)程度相對(duì)較低的浸潤式光刻系統(tǒng)已能很好滿足成熟制程為主的客戶的需求。
02
短期內(nèi),對(duì)汽車芯片產(chǎn)業(yè)影響不大
這顯然不是ASML第一次對(duì)中國執(zhí)行出口管制。
早自2019年開始,ASML已經(jīng)開始對(duì)中國進(jìn)行部分設(shè)備的出口管制,首當(dāng)其沖的是EUV設(shè)備。
目前主流光刻機(jī)主要有兩種:一種為EUV光刻機(jī);一種是DUV光刻機(jī)。
前者為當(dāng)下光刻機(jī)最高技術(shù),主要用于7nm及以下先進(jìn)芯片制造工藝,目前全球只有ASML一家可生產(chǎn),2022年的出貨量為40臺(tái),較2021年減少2臺(tái)。
Δ ASML主流EUV設(shè)備
后者可以制造7nm及以上制程的芯片,目前全球僅荷蘭ASML和日本尼康兩家可供貨生產(chǎn)。其中,ASML占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。
根據(jù)財(cái)報(bào)數(shù)據(jù)顯示,2022年,ASML的DUV光刻機(jī)出貨量為81臺(tái),尼康僅為4臺(tái)。其中,ASML銷售的81臺(tái)浸沒式DUV光刻機(jī)(ArFi)銷量中,42%銷往中國臺(tái)灣,29%銷往韓國,14%銷往中國大陸,銷往美國的占比為7%。
盡管DUV光刻機(jī)不是最先進(jìn)的,但可以滿足制造涵蓋大部分?jǐn)?shù)字芯片和幾乎所有的模擬芯片,基本滿足當(dāng)下中國企業(yè)的需求。
而此次一旦“最先進(jìn)的”DUV光刻機(jī)受限,對(duì)于中芯國際、華虹半導(dǎo)體等中國芯片制造商來說,都可能會(huì)受到沉重打擊。
不過,有消息稱,盡管官網(wǎng)顯示TWINSCAN NXT:1980Di 分辨率在38nm左右,但是通過多重曝光,依然可以支持到7nm。只不過,步驟更復(fù)雜、成本更高,良率可能也會(huì)有損失。
資料顯示,早在2018年,長江存儲(chǔ)和華力二期訂購的NXT:1980Di已經(jīng)成功進(jìn)廠安裝,支持兩家晶圓廠生產(chǎn)。
此外,有消息稱,2018年底,NXT:2000i也首次進(jìn)入中國,進(jìn)入SK海力士位于無錫的工廠;NXT:2050i型光刻機(jī)也已經(jīng)進(jìn)入中國,但具體未透露哪些廠商有采用。
因此綜合來看,從市場(chǎng)需求角度,短期內(nèi)荷蘭將光刻機(jī)出口限制范圍擴(kuò)大,對(duì)于中國汽車產(chǎn)業(yè)芯片供應(yīng)影響不大。
畢竟,汽車端,除了智能座艙、智能駕駛所需的AI芯片以外,多數(shù)汽車芯片只需要28nm制程就可以滿足。
有意思的是,就在幾天前,“中芯國際已經(jīng)實(shí)現(xiàn)14nm工藝規(guī)模量產(chǎn),良品率達(dá)到了世界領(lǐng)先水準(zhǔn)”又被拿出來反復(fù)提及。
有芯片專家對(duì)賽博汽車表示,目前中芯國際14nm確實(shí)已經(jīng)基本可以量產(chǎn)化了,正在開展7nm和5nm的攻關(guān)。
但需要注意的是,可以量產(chǎn)并不代表一勞永逸。一旦光刻機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備被限制,一方面,中芯國際面臨擴(kuò)產(chǎn)難;另一方面,面臨半導(dǎo)體材料損耗等問題。上述人士稱,“更先進(jìn)工藝短期內(nèi)也很難有突破”。
此外,更高制程光刻機(jī)的限制對(duì)于當(dāng)下中國下一代更高制程芯片的研發(fā)和量產(chǎn),會(huì)造成“致命”打擊,且目前基本無解。
03
設(shè)計(jì)/封測(cè)趕超,正試圖追趕芯片制造環(huán)節(jié)
荷蘭對(duì)中國限制出口半導(dǎo)體設(shè)備并非突然,今年1月底,美國、荷蘭與日本即表示,在經(jīng)過數(shù)月的談判后,最終就共同限制向中國出口半導(dǎo)體設(shè)備達(dá)成共識(shí)。
針對(duì)于此,針對(duì)今年1月美日荷三國達(dá)成對(duì)華出口限制的協(xié)議,中國半導(dǎo)行業(yè)協(xié)會(huì)曾發(fā)布聲明稱,此舉如果成為現(xiàn)實(shí),在對(duì)中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)造成巨大傷害的同時(shí),也將對(duì)全球產(chǎn)業(yè)及經(jīng)濟(jì)造成難以估量的傷害,對(duì)全球最終消費(fèi)者的利益造成長期傷害。
值得一提的是,ASML也并非沒有擔(dān)憂。其CEO Peter Wennink(彼得·溫寧克)在1月25日接受采訪時(shí)曾表示,美國主導(dǎo)的針對(duì)中國的半導(dǎo)體出口限制措施,最終會(huì)促使中國在高端芯片制造設(shè)備領(lǐng)域成功研發(fā)出自己的技術(shù)。
溫寧克表示,中國的半導(dǎo)體公司“必須參與全球競(jìng)爭(zhēng)”,所以他們才想購買非中國制造的設(shè)備,“如果無法得到這些機(jī)器,他們就會(huì)自己研發(fā)。這需要時(shí)間,但最終他們會(huì)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)”。溫寧克表示,“中國的‘物理定律’和這里的一樣,你越給他們施加壓力,他們?cè)接锌赡芗颖杜?rdquo;,以制造能夠與ASML敵的光刻設(shè)備。
Δ 圖片來源:方證證券研究所
中國企業(yè)確實(shí)在為此努力。
據(jù)上海微電子稱,公司已經(jīng)可以造出90nm制程的光刻機(jī),并表示將在近兩年交付首臺(tái)國產(chǎn)28nm光刻機(jī)。盡管相比目前業(yè)界最領(lǐng)先的荷蘭ASML公司的7nm、5nm EUV光刻機(jī),相差幾代產(chǎn)品的距離,但滿足大多數(shù)成熟工藝需求。
一片芯片的誕生,需要經(jīng)歷設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、封測(cè)三大關(guān)鍵步驟。
在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),我國企業(yè)正在處于快速追趕的階段,且實(shí)現(xiàn)一些實(shí)質(zhì)性的突破,例如在移動(dòng)處理器方面,華為海思、紫光展銳已經(jīng)進(jìn)入世界前列。
在封測(cè)領(lǐng)域,我國已經(jīng)形成明顯優(yōu)勢(shì)。根據(jù)Chip Insight統(tǒng)計(jì),按照總部所在地劃分,2022年前十大委外封測(cè)公司中,中國臺(tái)灣有五家,市占率為39.36%,中國大陸有四家,市占率為24.54%。
我國芯片產(chǎn)業(yè)鏈的最大短板在于制造環(huán)節(jié),如果再往上游追溯,則是由于設(shè)備和材料外采受到制約、且自主支撐不足導(dǎo)致。
一旦中國攻克“芯片制造設(shè)備和材料”堡壘,則想象空間無限放大。
“國產(chǎn)光刻機(jī)要進(jìn)步到14nm以下,大約還需要5到10年時(shí)間,在此期間中國芯片產(chǎn)業(yè)會(huì)面臨極大困境。”有行業(yè)人士認(rèn)為,目前來看,芯片制造設(shè)備和材料中國勢(shì)必要拿下。一旦實(shí)現(xiàn),全世界只有中國能做到掌握芯片全產(chǎn)業(yè)鏈,屆時(shí)芯片產(chǎn)業(yè)最終會(huì)跟光伏產(chǎn)業(yè)一樣,成為全球龍頭。
人類工業(yè)最后一個(gè)堡壘,芯片產(chǎn)業(yè),會(huì)被中國掌控嗎?我們保持期待。
編者按:本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào):賽博汽車(ID:Cyber-car),作者:章漣漪
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