荷蘭擴大光刻機出口管制,中國芯片產業(yè)面臨陣痛時刻
荷蘭出手,中國能否接招?
當地時間3月8日,荷蘭宣布將對包括“最先進”的深紫外光刻機(DUV)在內的特定半導體制造設備實施新的出口管制,將在夏季之前實施。
這意味著,荷蘭方面已將光刻機出口管制的范圍,由最先進的極紫外光刻機(EUV)擴大到了DUV。
DUV光刻機是ASML目前向芯片制造商們出售的第二先進設備,僅次于EUV光刻機,且相比前者DUV占據更大出貨比重。
因此,ASML很快發(fā)布了關于額外出口管制的聲明表示,公司需要申請許可證,才能出口最先進的浸沒式DUV光刻機。
據悉,日本也將緊隨其后,發(fā)布相關出口管制規(guī)定。
顯然,這幾乎想要打擊中國購買制造尖端芯片制造設備的能力,阻止中國研發(fā)先進芯片、量子計算、人工智能等技術。
中國,此前已經在芯片設計、封測環(huán)節(jié)實現追趕,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,2022年全年為ASML貢獻了29.16億歐元的收入,占總營收的14%。
不過,ASML認為,出口管制不會對公司發(fā)布的2023年財務前景或長期戰(zhàn)略產生重大影響。
根據其此前預計,2023年在全球市場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“最先進的”,主要關注成熟制程的客戶,可以使用不太先進的浸沒式光刻工具。并且,這些管控措施轉化為立法并生效還需要時間。
DUV光刻機分為248nm和193nm光刻機兩種類型,193nm光刻機又分為干式和浸沒式兩種類型。此次可能會禁運的是浸沒式193nm光刻機。
Δ ASML主流浸沒式DUV設備
根據官網顯示,ASML主流浸沒式DUV設備主要有三種:TWINSCAN NXT:1980Di、TWINSCAN NXT:2000i和TWINSCAN NXT:2050i。
盡管ASML尚未收到任何關于“最先進”確切定義的更多細節(jié),但該公司將其解釋為“關鍵的浸沒式系統(tǒng)”(critical immersion),即“資本市場日”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最先進的浸沒式光刻系統(tǒng),既為EUV光刻機之前的重要過渡產品,同時也是7nm/5nm產能的重要補充。這種機型在2018年就已開始出貨。
ASML官網顯示,TWINSCAN NXT:2000i專為與EUV混合使用而設計,可為高級邏輯和DRAM節(jié)點的大批量制造提供出色的覆蓋、聚焦控制和交叉匹配。
比這款光刻機更先進的型號是TWINSCAN NXT:2050i,該系統(tǒng)滿足多種圖案化要求,為在高級邏輯和DRAM節(jié)點制造300毫米晶圓提供經濟高效的解決方案。
而作為同為主流DUV設備,相對不先進的TWINSCAN NXT:1980Di或許不受出口限制。
根據ASML官網的介紹,TWINSCAN NXT:1980Di 的分辨率可以達到≤38nm,每小時可以生產275片晶圓,目前主要用于45nm以下成熟制程的生產。
ASML在此次申明也也特別指出,先進程度相對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,對汽車芯片產業(yè)影響不大
這顯然不是ASML第一次對中國執(zhí)行出口管制。
早自2019年開始,ASML已經開始對中國進行部分設備的出口管制,首當其沖的是EUV設備。
目前主流光刻機主要有兩種:一種為EUV光刻機;一種是DUV光刻機。
前者為當下光刻機最高技術,主要用于7nm及以下先進芯片制造工藝,目前全球只有ASML一家可生產,2022年的出貨量為40臺,較2021年減少2臺。
Δ ASML主流EUV設備
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。其中,ASML占據絕對優(yōu)勢。
根據財報數據顯示,2022年,ASML的DUV光刻機出貨量為81臺,尼康僅為4臺。其中,ASML銷售的81臺浸沒式DUV光刻機(ArFi)銷量中,42%銷往中國臺灣,29%銷往韓國,14%銷往中國大陸,銷往美國的占比為7%。
盡管DUV光刻機不是最先進的,但可以滿足制造涵蓋大部分數字芯片和幾乎所有的模擬芯片,基本滿足當下中國企業(yè)的需求。
而此次一旦“最先進的”DUV光刻機受限,對于中芯國際、華虹半導體等中國芯片制造商來說,都可能會受到沉重打擊。
不過,有消息稱,盡管官網顯示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,步驟更復雜、成本更高,良率可能也會有損失。
資料顯示,早在2018年,長江存儲和華力二期訂購的NXT:1980Di已經成功進廠安裝,支持兩家晶圓廠生產。
此外,有消息稱,2018年底,NXT:2000i也首次進入中國,進入SK海力士位于無錫的工廠;NXT:2050i型光刻機也已經進入中國,但具體未透露哪些廠商有采用。
因此綜合來看,從市場需求角度,短期內荷蘭將光刻機出口限制范圍擴大,對于中國汽車產業(yè)芯片供應影響不大。
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,“中芯國際已經實現14nm工藝規(guī)模量產,良品率達到了世界領先水準”又被拿出來反復提及。
有芯片專家對賽博汽車表示,目前中芯國際14nm確實已經基本可以量產化了,正在開展7nm和5nm的攻關。
但需要注意的是,可以量產并不代表一勞永逸。一旦光刻機等關鍵設備被限制,一方面,中芯國際面臨擴產難;另一方面,面臨半導體材料損耗等問題。上述人士稱,“更先進工藝短期內也很難有突破”。
此外,更高制程光刻機的限制對于當下中國下一代更高制程芯片的研發(fā)和量產,會造成“致命”打擊,且目前基本無解。
03
設計/封測趕超,正試圖追趕芯片制造環(huán)節(jié)
荷蘭對中國限制出口半導體設備并非突然,今年1月底,美國、荷蘭與日本即表示,在經過數月的談判后,最終就共同限制向中國出口半導體設備達成共識。
針對于此,針對今年1月美日荷三國達成對華出口限制的協(xié)議,中國半導行業(yè)協(xié)會曾發(fā)布聲明稱,此舉如果成為現實,在對中國半導體產業(yè)造成巨大傷害的同時,也將對全球產業(yè)及經濟造成難以估量的傷害,對全球最終消費者的利益造成長期傷害。
值得一提的是,ASML也并非沒有擔憂。其CEO Peter Wennink(彼得·溫寧克)在1月25日接受采訪時曾表示,美國主導的針對中國的半導體出口限制措施,最終會促使中國在高端芯片制造設備領域成功研發(fā)出自己的技術。
溫寧克表示,中國的半導體公司“必須參與全球競爭”,所以他們才想購買非中國制造的設備,“如果無法得到這些機器,他們就會自己研發(fā)。這需要時間,但最終他們會實現目標”。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,他們越有可能加倍努力”,以制造能夠與ASML敵的光刻設備。
Δ 圖片來源:方證證券研究所
中國企業(yè)確實在為此努力。
據上海微電子稱,公司已經可以造出90nm制程的光刻機,并表示將在近兩年交付首臺國產28nm光刻機。盡管相比目前業(yè)界最領先的荷蘭ASML公司的7nm、5nm EUV光刻機,相差幾代產品的距離,但滿足大多數成熟工藝需求。
一片芯片的誕生,需要經歷設計、生產、封測三大關鍵步驟。
在設計環(huán)節(jié),我國企業(yè)正在處于快速追趕的階段,且實現一些實質性的突破,例如在移動處理器方面,華為海思、紫光展銳已經進入世界前列。
在封測領域,我國已經形成明顯優(yōu)勢。根據Chip Insight統(tǒng)計,按照總部所在地劃分,2022年前十大委外封測公司中,中國臺灣有五家,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,則是由于設備和材料外采受到制約、且自主支撐不足導致。
一旦中國攻克“芯片制造設備和材料”堡壘,則想象空間無限放大。
“國產光刻機要進步到14nm以下,大約還需要5到10年時間,在此期間中國芯片產業(yè)會面臨極大困境?!庇行袠I(yè)人士認為,目前來看,芯片制造設備和材料中國勢必要拿下。一旦實現,全世界只有中國能做到掌握芯片全產業(yè)鏈,屆時芯片產業(yè)最終會跟光伏產業(yè)一樣,成為全球龍頭。
人類工業(yè)最后一個堡壘,芯片產業(yè),會被中國掌控嗎?我們保持期待。
