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荷蘭出手，中國(guó)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(méi)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(guó)購(gòu)買制造尖端芯片制造設(shè)備的能力，阻止中國(guó)研發(fā)先進(jìn)芯片、量子計(jì)算、人工智能等技術(shù)。
中國(guó)，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(guó)家，前景無(wú)限。
封鎖“大門(mén)”之余，還留有一扇“窗戶”
中國(guó)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(yíng)收的14%。
不過(guò)，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(zhǎng)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(zhǎng)25%，在中國(guó)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(méi)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(méi)式兩種類型。此次可能會(huì)禁運(yùn)的是浸沒(méi)式193nm光刻機(jī)。
Δ ASML主流浸沒(méi)式DUV設(shè)備
根據(jù)官網(wǎng)顯示，ASML主流浸沒(méi)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(méi)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(méi)式系統(tǒng)。
TWINSCAN NXT:2000i DUV曾是ASML最先進(jìn)的浸沒(méi)式光刻系統(tǒng)，既為EUV光刻機(jī)之前的重要過(guò)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(kāi)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(rùn)式光刻系統(tǒng)已能很好滿足成熟制程為主的客戶的需求。
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(guó)執(zhí)行出口管制。
早自2019年開(kāi)始，ASML已經(jīng)開(kāi)始對(duì)中國(guó)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(méi)式DUV光刻機(jī)（ArFi）銷量中，42%銷往中國(guó)臺(tái)灣，29%銷往韓國(guó)，14%銷往中國(guó)大陸，銷往美國(guó)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(guó)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(guó)際、華虹半導(dǎo)體等中國(guó)芯片制造商來(lái)說(shuō)，都可能會(huì)受到沉重打擊。
不過(guò)，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(guò)多重曝光，依然可以支持到7nm。只不過(guò)，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(zhǎng)江存儲(chǔ)和華力二期訂購(gòu)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(guó)，進(jìn)入SK海力士位于無(wú)錫的工廠；NXT:2050i型光刻機(jī)也已經(jīng)進(jìn)入中國(guó)，但具體未透露哪些廠商有采用。
因此綜合來(lái)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(guó)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(guó)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(lái)反復(fù)提及。
有芯片專家對(duì)賽博汽車表示，目前中芯國(guó)際14nm確實(shí)已經(jīng)基本可以量產(chǎn)化了，正在開(kāi)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(guó)際面臨擴(kuò)產(chǎn)難；另一方面，面臨半導(dǎo)體材料損耗等問(wèn)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(guó)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(wú)解。
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(guó)限制出口半導(dǎo)體設(shè)備并非突然，今年1月底，美國(guó)、荷蘭與日本即表示，在經(jīng)過(guò)數(shù)月的談判后，最終就共同限制向中國(guó)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(guó)達(dá)成對(duì)華出口限制的協(xié)議，中國(guó)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(guó)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(zhǎng)期傷害。
值得一提的是，ASML也并非沒(méi)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(guó)主導(dǎo)的針對(duì)中國(guó)的半導(dǎo)體出口限制措施，最終會(huì)促使中國(guó)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(guó)的半導(dǎo)體公司“必須參與全球競(jìng)爭(zhēng)”，所以他們才想購(gòu)買非中國(guó)制造的設(shè)備，“如果無(wú)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(guó)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Α?，以制造能夠與ASML敵的光刻設(shè)備。
Δ 圖片來(lái)源：方證證券研究所
中國(guó)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(guó)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(guó)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(guó)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(guó)臺(tái)灣有五家，市占率為39.36%，中國(guó)大陸有四家，市占率為24.54%。
我國(guó)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(guó)攻克“芯片制造設(shè)備和材料”堡壘，則想象空間無(wú)限放大。
“國(guó)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(guó)芯片產(chǎn)業(yè)會(huì)面臨極大困境?！庇行袠I(yè)人士認(rèn)為，目前來(lái)看，芯片制造設(shè)備和材料中國(guó)勢(shì)必要拿下。一旦實(shí)現(xiàn)，全世界只有中國(guó)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(guó)掌控嗎？我們保持期待。
作者 | 章漣漪
