28nm設(shè)備被禁亦真亦假
上周末,一則“臺(tái)積電南京擴(kuò)產(chǎn)受阻、28nm半導(dǎo)體設(shè)備被卡脖子”的消息在網(wǎng)上盛傳。而AI財(cái)經(jīng)社從幾位行業(yè)核心人士處獲悉,這條信息并未從可信渠道獲得證實(shí),應(yīng)該是一則假消息,但情況也比較復(fù)雜。
該信息有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):一是美國(guó)選準(zhǔn)28nm半導(dǎo)體技術(shù),嚴(yán)禁美國(guó)公司直接向中國(guó)出口相關(guān)設(shè)備,同時(shí)也禁止從第三方轉(zhuǎn)移相關(guān)設(shè)備進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。為此,臺(tái)積電、聯(lián)華電子從中國(guó)臺(tái)灣轉(zhuǎn)移至大陸的設(shè)備就未獲得美國(guó)許可。消息中的28nm技術(shù)在半導(dǎo)體業(yè)界被稱(chēng)為“黃金線(xiàn)”,是區(qū)分成熟制造技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)的節(jié)點(diǎn)。此前,美國(guó)只阻止14納米、7納米、5納米等先進(jìn)半導(dǎo)體設(shè)備出口中國(guó)。二是28nm技術(shù)主要影響汽車(chē)芯片生產(chǎn),這直接關(guān)系到國(guó)內(nèi)的新能源車(chē)、自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)展。
“臺(tái)積電受阻”、“28nm”和“新能源車(chē)”,幾個(gè)熱詞最終將這則傳言引爆了。
中國(guó)電子專(zhuān)用設(shè)備工業(yè)協(xié)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)金存忠告訴AI財(cái)經(jīng)社,這則謠言在網(wǎng)上傳得很厲害,但消息的源頭還未找到。AI財(cái)經(jīng)社登錄美國(guó)商務(wù)部網(wǎng)站后,也并沒(méi)有查詢(xún)到相關(guān)信息。半導(dǎo)體行業(yè)人士顧文軍則在朋友圈表示:“據(jù)我了解,這是個(gè)假消息。之所以出現(xiàn)上述謠言,可能是因?yàn)橛幸恍┩赓Y和臺(tái)資企業(yè)做相關(guān)申請(qǐng)時(shí),超出了原來(lái)簡(jiǎn)短的審批周期,以為不被批準(zhǔn)。”
不過(guò),情況也比想象中要復(fù)雜。國(guó)內(nèi)某芯片制造廠(chǎng)高層劉卓告訴AI財(cái)經(jīng)社,因?yàn)橐咔榇騺y了整個(gè)生產(chǎn)鏈,再加上設(shè)備交貨周期本來(lái)就長(zhǎng),全世界都在搶設(shè)備,導(dǎo)致設(shè)備的交付晚了幾個(gè)月。但從另外一個(gè)角度,有些打壓“只做不說(shuō),有些則只說(shuō)不做,因此見(jiàn)仁見(jiàn)智”。
設(shè)備行業(yè)資深人士周翼在看到這則消息后分析,盡管未有明文禁令,但根據(jù)他的了解,幾個(gè)月以來(lái),美國(guó)三大半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商應(yīng)用材料、LAM和KLA都沒(méi)有從美國(guó)本土向中芯國(guó)際發(fā)過(guò)貨,“媒體也已經(jīng)報(bào)道過(guò)了”。今年3月,知情人士告訴AI財(cái)經(jīng)社,美國(guó)應(yīng)用材料公司雖然在申請(qǐng)出口許可證,“但其設(shè)備,甚至連一個(gè)零部件都不能從美國(guó)發(fā)貨給中芯國(guó)際。”
但周翼也提到一點(diǎn),有些設(shè)備比如刻蝕機(jī)、CVD(化學(xué)氣相沉積)不會(huì)區(qū)分是28nm還是45nm設(shè)備。但有些設(shè)備,用于28nm及以下那些更先進(jìn)的芯片,比如光刻機(jī)、原子刻蝕機(jī)、外延爐等,這些設(shè)備美國(guó)一直在管控。還有一些設(shè)備,比如腐蝕機(jī)、建設(shè)臺(tái)、退火爐,這些是“大路貨”,可以買(mǎi)到。更不要說(shuō),擴(kuò)散爐、清洗機(jī),國(guó)內(nèi)已經(jīng)做得很好。
對(duì)國(guó)內(nèi)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)影響有限
“現(xiàn)在28nm尤其吃香,產(chǎn)能也相對(duì)更緊張。”一位資深芯片人士稱(chēng),28nm芯片技術(shù)應(yīng)用非常廣,從中低端手機(jī)應(yīng)用處理器,到各類(lèi)消費(fèi)電子、電源管理芯片都在使用這種技術(shù)。
那么,如果28nm短缺對(duì)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)影響幾何?汽車(chē)芯片設(shè)計(jì)人士王瑋明確告訴AI財(cái)經(jīng)社,目前汽車(chē)界芯片荒并不是半導(dǎo)體設(shè)備“被卡”造成的,再加上新能源汽車(chē)本身產(chǎn)量小,因此對(duì)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)影響有限。6月22日,工業(yè)和信息化部黨組成員、副部長(zhǎng)王江平表示,加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)跟蹤研判,重點(diǎn)對(duì)下半年芯片短缺問(wèn)題開(kāi)展深入分析。
王瑋對(duì)AI財(cái)經(jīng)社稱(chēng),對(duì)于汽車(chē)而言,目前用量最大的是不那么先進(jìn)的芯片技術(shù),包括125nm、90nm、55nm、40nm,“對(duì)28nm及以下的精細(xì)工藝,需求沒(méi)有那么迫切?!苯鸫嬷乙哺嬖VAI財(cái)經(jīng)社,現(xiàn)在進(jìn)口的汽車(chē)芯片大部分都在65nm左右,汽車(chē)芯片不太用28nm,因?yàn)樘F。
王瑋進(jìn)一步解釋?zhuān)?chē)對(duì)28nm的依賴(lài)主要集中在智能系統(tǒng)上,比如自動(dòng)駕駛、大屏幕娛樂(lè)等,這類(lèi)系統(tǒng)非常依賴(lài)“算力”,又要盡量控制耗電量,28nm是性?xún)r(jià)比最優(yōu)的選擇。
AI財(cái)經(jīng)社了解到,目前具備制造車(chē)規(guī)級(jí)28nm芯片的主要是臺(tái)積電和中芯國(guó)際,上海華虹有車(chē)規(guī)級(jí)工藝,但制程還達(dá)不到28nm。
不過(guò),對(duì)于整個(gè)國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō),28納米半導(dǎo)體設(shè)備如果被卡脖子,國(guó)內(nèi)芯片制造龍頭企業(yè)會(huì)進(jìn)一步受阻。此前,華為芯片就是卡在了芯片制造上。
國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備能頂上來(lái)嗎?
半導(dǎo)體制造非常復(fù)雜,每一塊小小的芯片背后,都是一條生產(chǎn)線(xiàn)上幾百臺(tái)半導(dǎo)體設(shè)備合力的成果。28nm設(shè)備如果遇到問(wèn)題,國(guó)內(nèi)企業(yè)能頂上來(lái)嗎?據(jù)AI財(cái)經(jīng)社了解,國(guó)內(nèi)企業(yè)近幾年在某些單點(diǎn)產(chǎn)品上有了突破,整體市占率為6%,但增長(zhǎng)很快。
半導(dǎo)體設(shè)備可以劃分為六大主要類(lèi)型,僅光刻機(jī)和刻蝕機(jī)兩類(lèi)設(shè)備就能占到整體成本的50%。
AI財(cái)經(jīng)社獲悉,國(guó)內(nèi)主要有北方華創(chuàng)、中微半導(dǎo)體、屹唐半導(dǎo)體、盛美半導(dǎo)體幾家頭部國(guó)產(chǎn)設(shè)備企業(yè)。其中,前兩家為上市公司,屹唐半導(dǎo)體則走在IPO的路上。中國(guó)電子專(zhuān)用設(shè)備工業(yè)協(xié)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)金存忠告訴AI財(cái)經(jīng)社,這些企業(yè)的營(yíng)收額都能做到10億元以上,“在半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域,營(yíng)收達(dá)不到10億,基本上是成不了氣候的?!?0億俱樂(lè)部之下的第二梯隊(duì)還有沈陽(yáng)芯源等幾家。
據(jù)了解,由海歸人士帶隊(duì)的上海中微公司,刻蝕機(jī)設(shè)備已經(jīng)打入了臺(tái)積電的產(chǎn)線(xiàn);北方華創(chuàng)是一家國(guó)企,能制造包括刻蝕機(jī)在內(nèi)的10多種半導(dǎo)體設(shè)備,是目前品種最豐富的企業(yè);屹唐半導(dǎo)體主要做去膠設(shè)備,目前在國(guó)內(nèi)市占率能達(dá)到90%;盛美半導(dǎo)體則主要針對(duì)清洗設(shè)備,也由海歸人士創(chuàng)辦。
為什么這幾家企業(yè)能夠沖出重圍?設(shè)備行業(yè)資深人士周翼分析,這些公司創(chuàng)始人在行業(yè)里的領(lǐng)軍地位起到關(guān)鍵作用,比如中微半導(dǎo)體董事長(zhǎng)尹志堯,曾是美國(guó)第一大半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)應(yīng)用材料公司的牛人,在2004年60歲時(shí)帶著15人的團(tuán)隊(duì)回國(guó)創(chuàng)業(yè),非常有拼搏精神;北方華創(chuàng)董事長(zhǎng)趙晉榮,為人務(wù)實(shí),是純本土人才,過(guò)去幾十年是從基層工程師一路成長(zhǎng)起來(lái)的。
此外,政府對(duì)突破非常難的半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)支持力度非常大,才能讓這些企業(yè)有底氣投入研發(fā)。比如北方華創(chuàng)2016年?duì)I業(yè)外收入的6.17億元中有6.12億元為政府補(bǔ)助。這些企業(yè)上市后,通過(guò)股權(quán)激勵(lì),也能招到更多優(yōu)秀工程師。
像屹唐半導(dǎo)體這樣的企業(yè),還另辟蹊徑。2016年5月,亦莊國(guó)投通過(guò)屹唐半導(dǎo)體以約3億美元的總價(jià),成功收購(gòu)了硅谷的半導(dǎo)體設(shè)備公司 Mattson Technology。Mattson成立于1988年,總部位于美國(guó)加州,是世界著名半導(dǎo)體制造設(shè)備供應(yīng)商之一。這也是中國(guó)資本成功收購(gòu)國(guó)際半導(dǎo)體設(shè)備公司的第一個(gè)案例。
因?yàn)槿A為事件,過(guò)去兩年,國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)既面對(duì)嚴(yán)峻挑戰(zhàn),也迎來(lái)了難得的發(fā)展機(jī)遇。金存忠告訴AI財(cái)經(jīng)社,2020年國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備銷(xiāo)售額突破百億元,而在2019年,這個(gè)數(shù)字僅為70多億元。
國(guó)內(nèi)芯片制造廠(chǎng)高層劉卓對(duì)AI財(cái)經(jīng)社說(shuō),此前他們基本不用國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備,但在華為事件之后,考慮到供應(yīng)鏈安全,開(kāi)始購(gòu)買(mǎi)一些國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備。目前爐管設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)完全國(guó)產(chǎn)替代,在一些節(jié)點(diǎn)上,也可以用北方華創(chuàng)和中微的刻蝕機(jī),但很多種類(lèi)還處在打磨的階段。
劉卓舉例說(shuō),目前這些設(shè)備精度問(wèn)題不大,主要是重復(fù)性和可靠性問(wèn)題。金存忠則舉例解釋稱(chēng),像光刻機(jī),一個(gè)芯片要來(lái)回刻好幾十次,每一次的成品率必須高于99.99%,才能保證最后這個(gè)芯片的成品率達(dá)到90%出頭。一致性和穩(wěn)定性很關(guān)鍵。
“在影響良品率的關(guān)鍵環(huán)節(jié),目前暫沒(méi)有用國(guó)產(chǎn)設(shè)備,主要是一致性問(wèn)題。為了避免這種損失,國(guó)產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)在先用在幾十納米的制程上?!眲⒆空f(shuō)。
跟國(guó)產(chǎn)設(shè)備企業(yè)們一起摸著石頭過(guò)河的過(guò)程中,這位資深高管也感受到了一些不同。比如像北方華創(chuàng)、中微公司、沈陽(yáng)芯源幾家純本土的廠(chǎng)商,因?yàn)楹诵募夹g(shù)都掌握在自己手里,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后現(xiàn)場(chǎng)就能調(diào)節(jié),但像一些依賴(lài)國(guó)外技術(shù)的企業(yè),在一些新需求的響應(yīng)上,速度就不如前面那幾家企業(yè)靈敏。
“這幾年這些企業(yè)的進(jìn)步都很大,但是改進(jìn)這些問(wèn)題考驗(yàn)的是綜合能力,需要時(shí)間來(lái)打磨,要想最終全部替代整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn),至少也還需要5年的時(shí)間?!眲⒆拷榻B說(shuō)。但資深行業(yè)人士周翼預(yù)計(jì)時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)。
“國(guó)產(chǎn)大關(guān)非過(guò)不可”
“無(wú)論如何,國(guó)產(chǎn)化這關(guān)非過(guò)不可,沒(méi)有可退之路?!敝芤韺?duì)AI財(cái)經(jīng)社稱(chēng)。
一位資深人士告訴AI財(cái)經(jīng)社,過(guò)去10年,國(guó)家通過(guò)“02專(zhuān)項(xiàng)”扶持14納米國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備,投入將近一兩百億元,目前已經(jīng)全部驗(yàn)收?!靶Ч詈玫氖强涛g機(jī),中微公司和北方華創(chuàng)的刻蝕機(jī),都在中芯國(guó)際用上了?!钡钩校饪虣C(jī)攻關(guān)效果最差,沒(méi)有做成功。
驗(yàn)收也并不等于設(shè)備通過(guò)了量產(chǎn)考驗(yàn),能在實(shí)際生產(chǎn)中用,“這是國(guó)產(chǎn)設(shè)備要解決的一個(gè)巨大問(wèn)題?!彬?yàn)收畢竟只證明設(shè)備是可行的,但成品率、無(wú)故障時(shí)間都有待實(shí)踐中打磨。
這條路極為艱難。在金存忠看來(lái),“關(guān)鍵就是要有一條按照大生產(chǎn)線(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)的示范生產(chǎn)線(xiàn),主要用國(guó)產(chǎn)設(shè)備,月產(chǎn)可以少一點(diǎn),5000片也行,但能讓大家覺(jué)得國(guó)產(chǎn)設(shè)備可信了?!苯鸫嬷艺J(rèn)為,這樣的一條生產(chǎn)線(xiàn)會(huì)成為一個(gè)重要的突破口,提升國(guó)產(chǎn)設(shè)備的信譽(yù)度。幾位人士稱(chēng),他們了解,中芯國(guó)際在北京正在建設(shè)一條非美產(chǎn)線(xiàn)。
設(shè)備資深人士周翼進(jìn)一步補(bǔ)充稱(chēng),設(shè)備企業(yè)需要引導(dǎo)線(xiàn),目的是試錯(cuò)和改進(jìn)?!懊绹?guó)應(yīng)用材料就有引導(dǎo)線(xiàn),應(yīng)用材料也在這里完成與臺(tái)積電、英特爾等合作工藝的研發(fā)。中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備廠(chǎng)如北方華創(chuàng),建設(shè)引導(dǎo)線(xiàn)也是當(dāng)務(wù)之急。”但他也坦言,引導(dǎo)線(xiàn)的日常費(fèi)用很高,應(yīng)用材料的毛利率在45%,有能力支撐,中國(guó)企業(yè)至今沒(méi)有引導(dǎo)線(xiàn)。
這還是一個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的問(wèn)題。國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備關(guān)鍵零部件沒(méi)人做或者不達(dá)標(biāo)。有資深人士舉例說(shuō),MOCVD(金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積設(shè)備)需要用到溫度控制器。一次,一臺(tái)國(guó)產(chǎn)MOCVD裝了國(guó)產(chǎn)的控制器之后,溫度變成零了,導(dǎo)致機(jī)器里的藍(lán)寶石晶圓全部報(bào)廢,幸好上了保險(xiǎn),賠了客戶(hù)幾十萬(wàn)元,類(lèi)似的慘劇也在其他設(shè)備上演過(guò)。包括真空管、機(jī)械手,看似“簡(jiǎn)單”,但國(guó)內(nèi)都還不達(dá)標(biāo)。
劉卓則表示,現(xiàn)在沒(méi)有其他的突破口,除非沒(méi)有退路,勇往直前。正如一些報(bào)道中稱(chēng),這兩年我們面臨的外部環(huán)境差,但它又是一個(gè)千載難逢的機(jī)會(huì)。“不過(guò),美國(guó)設(shè)備企業(yè)扛不住”,他們還是在想方設(shè)法對(duì)中國(guó)出口設(shè)備。
目前,國(guó)家層面也在加大對(duì)半導(dǎo)體設(shè)備的支持。2020年7月,國(guó)務(wù)院發(fā)布《新時(shí)期促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展若干政策的通知》(8號(hào)文),在財(cái)稅、進(jìn)出口、投融資、科研、人才、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、市場(chǎng)應(yīng)用、國(guó)際合作等八方面就半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展予以扶持。
國(guó)家二期大基金也是推動(dòng)國(guó)產(chǎn)設(shè)備發(fā)展的一支重要力量。在2019年的一場(chǎng)峰會(huì)上,大基金曾表示,將從三個(gè)方面重點(diǎn)支持,一是對(duì)在刻蝕機(jī)、薄膜設(shè)備、測(cè)試設(shè)備和清洗設(shè)備等領(lǐng)域已布局的企業(yè)保持高強(qiáng)度的持續(xù)支持;二是加快開(kāi)展光刻機(jī)、化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備等核心設(shè)備以及關(guān)鍵零部件的投資布局,填補(bǔ)空白;三是督促制造企業(yè)提高國(guó)產(chǎn)裝備驗(yàn)證及采購(gòu)比例,為更多國(guó)產(chǎn)設(shè)備、材料提供工藝驗(yàn)證條件。
“現(xiàn)在國(guó)產(chǎn)設(shè)備的市占率是6%,未來(lái)就看哪個(gè)地方能進(jìn)一步突破?!苯鸫嬷冶硎尽?/p>
