美日荷聯(lián)合“限芯”，中國(guó)光刻機(jī)路在何方？
日期：2023-02-06 12:45:17 / 人氣：442
1與過去「拖累」本國(guó)半導(dǎo)體廠商業(yè)績(jī)不同，美國(guó)這一次將烽煙蔓延至更廣、更深的地帶，一邊在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈下游給中國(guó)造芯設(shè)障，一邊在關(guān)鍵的半導(dǎo)體設(shè)備光刻機(jī)發(fā)難。2美日荷會(huì)談及其協(xié)議的落實(shí)，一方面斷了中國(guó)廠商經(jīng)過成熟芯片制程的DUV光刻機(jī)自主供芯的「去A化」路途，又可以在不損害本國(guó)廠商的前提下拉日荷兩國(guó)入群，把參與中國(guó)限芯的隊(duì)伍從單邊擴(kuò)展到多邊。3雖然政府達(dá)成協(xié)議，但商業(yè)公司仍然要掙錢。中國(guó)大陸作爲(wèi)ASML的第三大客戶來源，這個(gè)光刻機(jī)巨頭或許也很「頭疼」如何補(bǔ)償出口禁令招致的損失。4光刻機(jī)之外，芯片制造產(chǎn)業(yè)鏈還有很多「硬骨頭」，包括薄膜堆積、刻蝕、量測(cè)、離子注入等。從實(shí)驗(yàn)室原型到晶圓廠量產(chǎn)，仍然我們需求做出日積月累的努力。流水的半導(dǎo)體大佬，鐵打的美國(guó)「限芯」舉動(dòng)。近兩周，美媒爆出美國(guó)政府思索讓本國(guó)一切供應(yīng)商斷供華爲(wèi)。美國(guó)甚至將「友商」推向刀尖上。1月27日，美日荷三國(guó)高層在華盛頓中止閉門會(huì)談并達(dá)成協(xié)議，日荷兩國(guó)將啟動(dòng)對(duì)華出口半導(dǎo)體設(shè)備的控制。最引人關(guān)注的是，美國(guó)將半導(dǎo)體設(shè)備頂流——荷蘭阿斯麥(ASML)以及日本東京電子、尼康等公司抬上“出口控制措施”名單，限制對(duì)華出口光刻機(jī)。理想上，美國(guó)對(duì)華半導(dǎo)體的限芯舉動(dòng)早已習(xí)以爲(wèi)常。但是與過去“拖累”本國(guó)半導(dǎo)體廠商業(yè)績(jī)不同，美國(guó)這一次將危機(jī)蔓延至更廣、更深的地帶，一邊在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈下游給中國(guó)造芯設(shè)障，一邊在發(fā)難關(guān)鍵的半導(dǎo)體設(shè)備——光刻機(jī)，將荷蘭和日本捆綁在自己的出口控制戰(zhàn)略上。從單邊制裁擴(kuò)展到多邊制裁，美國(guó)的限芯不時(shí)晉級(jí)。美國(guó)聯(lián)手日荷出招，意欲何爲(wèi)？工欲善其事，必先利其器。到了半導(dǎo)體范圍，要造「芯」，光刻機(jī)是必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。歸結(jié)全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈，美國(guó)手握頂尖芯片設(shè)計(jì)大廠（英偉達(dá)、英特爾、高通、蘋果等）和設(shè)備大廠（運(yùn)用材料、拉姆研討、KLA科磊等），亞洲集中了多家一流芯片代工廠和材料公司（臺(tái)積電、三星、東京電子等）。而作爲(wèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈「皇冠上的明珠」，光刻機(jī)則主要來自荷蘭和日本，其中荷蘭的ASML、日本尼康和佳能，是全球光刻機(jī)行業(yè)的三巨頭。光刻機(jī)三巨頭從技術(shù)下去看，目前主流光刻機(jī)技術(shù)主要分爲(wèi)兩大陣營(yíng)——EUV與DUV。光學(xué)成像范圍里有一個(gè)著名的瑞利判據(jù)，它標(biāo)明成像分辨率和光的波長(zhǎng)成正比。復(fù)雜來說，假設(shè)想在納米尺度雕琢芯片，就需求非常小波長(zhǎng)的光。爲(wèi)了把晶體管做的越來越小，光刻機(jī)里光源的波長(zhǎng)就要越小。從光譜上看，紫色光的波長(zhǎng)是可見光里最短的，比它更短的就是各種紫外光，比如深紫外光DUV（Deep Ultraviolet Lithography），再到如今最先進(jìn)的極紫外光EUV（Extreme Ultraviolet Lithography），光的波長(zhǎng)從300多納米、到深紫外光的193納米、再到極紫外光的13.5納米。其中，EUV光刻機(jī)可以用于消費(fèi)制造7nm以下的高端芯片，可謂光刻機(jī)的天花板。正由于這一制霸商品，ASML在二十世紀(jì)初一舉跨越了日本老牌電子品牌尼康，從此坐上了全球光刻機(jī)龍頭的寶座。時(shí)至昔日，ASML仍然是世界上唯逐一家可以消費(fèi)EUV的廠商。物以稀爲(wèi)貴，每一年，ASML的EUV一出，臺(tái)積電、三星、英特爾等晶圓制造廠都排隊(duì)置辦。按照ASML2022 年Q4的財(cái)報(bào)，ASML 季度凈預(yù)訂量爲(wèi) 63 億歐元，其中EUV的訂單逾越一半，高達(dá)34億歐元。2022年全年財(cái)報(bào)則顯示，ASML過去一年完成凈銷售額212億歐元，毛利率達(dá)50.5%，凈利潤(rùn)爲(wèi)56億歐元。從收入結(jié)構(gòu)來看，光刻機(jī)占比70%，達(dá)148億歐元，其中EUV出貨54臺(tái)，估量2023年的凈銷售額將同比增長(zhǎng)25%以上，EUV增至60臺(tái)左右。但是這54臺(tái)EUV光刻機(jī)里，沒有一臺(tái)賣給中國(guó)大陸。并不是由于每臺(tái)至少一億美元的“天價(jià)”，而是從2019年末尾，美國(guó)就制止ASML將EUV光刻機(jī)出口至中國(guó)。究其緣由，主要在于EUV光刻機(jī)包括美國(guó)等各國(guó)尖端的技術(shù)，僅美國(guó)零部件占比就高達(dá)55%以上。EUV是高端芯片工藝的剛需，但從全球市場(chǎng)來看，28納米及以上的成熟工藝仍然是主流。根據(jù)TrendForce數(shù)據(jù)顯示，2021年成熟工藝仍然占據(jù)全球76%的市場(chǎng)份額，成熟工藝占三大晶圓代工廠（臺(tái)積電、格羅方德、聯(lián)電）總產(chǎn)能的76%。去年全球遭遇「缺芯潮」，缺的也大部分是成熟工藝的芯片。特別是新動(dòng)力汽車、智能家電、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等電子商品里，采用了大批成熟工藝的芯片。而成熟工藝這塊大蛋糕，都可以運(yùn)用DUV光刻機(jī)中止制造，主要由荷蘭的ASML、日本的尼康和佳能承接。作爲(wèi)光刻機(jī)技術(shù)的老大，ASML消費(fèi)的DUV光刻機(jī)掩蓋消費(fèi)28納米以上制程的成熟工藝芯片，所占的DUV市場(chǎng)最大。從它的2022年度財(cái)報(bào)來看，雖然去年全球半導(dǎo)體遭受供求不均+美國(guó)出口控制的雙重打擊，ASML持續(xù)微弱增長(zhǎng)，全年凈銷售額爲(wèi)212億歐元，毛利率高達(dá)50.5%。而且，ASML去年底未交付訂單創(chuàng)下紀(jì)錄，高達(dá)404億歐元。按照ASML發(fā)布的數(shù)據(jù)，中國(guó)大陸市場(chǎng)爲(wèi)其2022年?duì)I收貢獻(xiàn)了14%，成爲(wèi)ASML第三大的市場(chǎng)，僅次于中國(guó)臺(tái)灣（42%）、韓國(guó)（29%）。ASML區(qū)域營(yíng)收比例尼康和佳能也在積極搶占光刻機(jī)的市場(chǎng)。不過，受限于產(chǎn)能和技術(shù)等要素，這兩家日本廠商的商品主要集中在DUV范圍。理想上，尼康仰仗相機(jī)時(shí)代在光學(xué)設(shè)備上的積聚，曾經(jīng)是光刻機(jī)霸主，一度門庭若市，各大芯片廠商排隊(duì)等候尼康光刻機(jī)出貨。但尼康在先進(jìn)技術(shù)的研發(fā)上選擇了保守路途，堅(jiān)持干式微影157nm的技術(shù)路途，被ASML的浸潤(rùn)式DUV技術(shù)彎道超車；EUV更是被ASML遠(yuǎn)遠(yuǎn)甩在身后。不過，尼康雖然錯(cuò)失了開發(fā)EUV的良機(jī)，卻有自主的先進(jìn)封測(cè)光刻技術(shù)，這一點(diǎn)連ASML也自嘆不如。因此，即使尼康無法掌握EUV的尖端技術(shù)以及EUV所需求的美國(guó)零部件，但是異常可以經(jīng)過開掘新材料和新技術(shù)的潛力來打造自己DUV的特征。目前，尼康的中心競(jìng)爭(zhēng)力主要來源于最低端的UV（i-line）光刻機(jī)以及次高端的DUV光刻機(jī)，比如，尼康宣布今年推出全新的NSR-S635E ArF液浸式掃描光刻機(jī)。重點(diǎn)是，這款光刻機(jī)不含美國(guó)技術(shù)，可謂EUV的「丐版平替」，運(yùn)用DUV光源就能加工7nm以下芯片，每小時(shí)制造275片晶圓，在一定程度上能滿足中國(guó)制造高端芯片的需求，無疑是對(duì)中芯國(guó)際、華虹半導(dǎo)體等中國(guó)芯片制造商伸出了橄欖枝。尼康光刻機(jī)現(xiàn)如今，就連DUV也成了美國(guó)的目的。這次美日荷會(huì)談及其協(xié)議的落實(shí)，一方面斷了中國(guó)廠商經(jīng)過成熟芯片制程的DUV光刻機(jī)自主供芯的「去A化」路途，又可以在不損害本國(guó)廠商的前提下拉日荷兩國(guó)入群，把參與中國(guó)限芯的隊(duì)伍從單邊擴(kuò)展到多邊。這招一石二鳥，美國(guó)玩的挺溜。ASML、尼康“躺槍”， 「特供」中國(guó)或成最大選項(xiàng)？雖然政府達(dá)成協(xié)議，但商業(yè)公司仍然要掙錢。中國(guó)大陸作爲(wèi)ASML的第三大客戶來源，這個(gè)光刻機(jī)巨頭或許也很「頭疼」如何補(bǔ)償出口禁令招致的損失。在這個(gè)敏感時(shí)辰，ASML也時(shí)不時(shí)出來安撫市場(chǎng)，咬定2023年?duì)I收添加25%的目的不放，以需求數(shù)月時(shí)間確定談判細(xì)節(jié)的理由淡化美日荷協(xié)議的影響。圖片來自Bloomberg話雖如此，ASML不時(shí)以來非常清醒。早在去年底，ASML首席執(zhí)行官彼得·溫寧克(Peter Wennink)便表達(dá)出對(duì)美國(guó)限芯心悅誠(chéng)服，甚至暗諷美國(guó)雙標(biāo)，不指名道姓地點(diǎn)出美國(guó)芯片設(shè)計(jì)大佬收割25%~30%的中國(guó)市場(chǎng)份額。假設(shè)ASML不可避免地?zé)o法將現(xiàn)有的高端DUV光刻機(jī)賣給中國(guó)，溫寧克也許還得效仿面前那個(gè)精明繞開封鎖政策的“綠廠”英偉達(dá)。一年前，英偉達(dá)A100、H100兩款數(shù)據(jù)中心加速GPU收到限芯禁令之后，巧妙地做出契合美國(guó)出口控制規(guī)則的新款GPU A800，作爲(wèi)「特供」商品繼續(xù)在中國(guó)市場(chǎng)銷售。相比之下，日媒對(duì)尼康未來的業(yè)績(jī)感到愈加懊喪。作爲(wèi)中國(guó)人眾所周知的日本品牌，尼康不時(shí)有著頂流照相機(jī)IP的光芒，十幾年前就已經(jīng)在長(zhǎng)三角洲建廠，但是到了智能手機(jī)時(shí)代，真正給尼康帶來可觀現(xiàn)金流的還是DUV光刻機(jī)。早在2020年，尼康就預(yù)備了要在中國(guó)合資開發(fā)光刻機(jī)的方案。去年，當(dāng)中芯國(guó)際發(fā)布500億人民幣的產(chǎn)能擴(kuò)小氣案之后，尼康也展示出了自己在光刻機(jī)的布局，方案在2026年將光刻機(jī)主力機(jī)型的年銷量，增至過去三年平均銷量的2倍以上。只可惜，還沒有等到零美國(guó)技術(shù)的浸入式掃描光刻機(jī)上線，尼康就被美國(guó)架上了出口控制的隊(duì)伍，有點(diǎn)「有苦說不出」的覺得了。作者：杏耀注冊(cè)登錄測(cè)速平臺(tái)
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