一位國內(nèi)資深半導(dǎo)體人士認(rèn)為,以往因?yàn)檫M(jìn)口設(shè)備能夠持續(xù)供應(yīng),中國的芯片制造商習(xí)慣進(jìn)口設(shè)備,維持此現(xiàn)狀。但隨著外部環(huán)境變得愈加不確定,產(chǎn)業(yè)上下感受到危機(jī),同時這也正是半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化的好時機(jī)。
“中芯國際面臨的困難比想象的要大得多!币晃毁Y深半導(dǎo)體人士說,“現(xiàn)在的情況是,美國設(shè)備的出口被卡得很死,國產(chǎn)設(shè)備頂上來還要時間。這給中芯國際帶來了不確定性。”
中芯國際是國內(nèi)最大的芯片制造廠。根據(jù)了解,一條芯片生產(chǎn)線上有數(shù)十種機(jī)臺、幾百臺設(shè)備。在中芯國際,海外設(shè)備占到90%左右。其中,美國半導(dǎo)體設(shè)備占到60%左右,其余為日韓等國的設(shè)備,國產(chǎn)設(shè)備占比僅為10%左右。
去年12月18日,中芯國際被列入美國實(shí)體清單后,美國半導(dǎo)體設(shè)備立刻阻斷了與中芯國際的合作。根據(jù)國際半導(dǎo)體協(xié)會的信息,每年中芯國際在美購買的設(shè)備和材料金額高達(dá)50億美元。今年3月,雖然消息稱,中芯國際可以再次獲得部分美國設(shè)備供應(yīng)的許可,許可內(nèi)容為成熟工藝的半導(dǎo)體設(shè)備,但美國并未明確“何為成熟工藝”。
知情人士告訴AI財經(jīng)社,目前,美國設(shè)備的供應(yīng)沒有恢復(fù)正常。比如,美國第一大半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)應(yīng)用材料公司雖然在申請許可證,“但其設(shè)備,甚至連一個零部件都不能從美國發(fā)貨!
更為緊迫的是,國產(chǎn)設(shè)備暫時頂不上。這其中一個主要原因是,由于芯片生產(chǎn)和半導(dǎo)體設(shè)備的強(qiáng)綁定,讓先入為主的美國設(shè)備形成了事實(shí)性壟斷。國產(chǎn)設(shè)備不得不面臨單點(diǎn)突破、成不了體系的困境。
“我們很多人總存在幻想。但根據(jù)我的了解,美國對中芯國際的設(shè)備進(jìn)口只會越卡越死!痹撝槿耸糠Q。他建議,不要再抱有幻想,還是從根本上努力拉升國產(chǎn)設(shè)備的水平。
美國“解禁”,但設(shè)備和材料仍遙遙無期
“美國半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)出口給中芯國際的每一臺產(chǎn)品都要拿到許可證,每一臺。”半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈人士張嶺,在談及中芯國際設(shè)備進(jìn)口時感嘆到。
3月初產(chǎn)業(yè)鏈上傳來的消息稱,中芯國際將再次獲得部分美國設(shè)備供應(yīng)的許可。然而,不止一位半導(dǎo)體業(yè)內(nèi)人士對AI財經(jīng)社表示,美國設(shè)備的交付仍有著不確定性。“目前所有設(shè)備,包括一個零配件都要填寫出口許可證,而許可證的拒絕或通過,不解釋理由!鄙鲜鋈耸窟M(jìn)一步表示,拿到許可證成為一件不確定的事。
圖/視覺中國
“我聽說一種用于鍺硅外延生長的設(shè)備就沒有賣給中芯國際!痹撊耸窟透露一個細(xì)節(jié)。
根據(jù)美國半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)科林研發(fā)、應(yīng)用材料公司披露的信息,雖然這些供應(yīng)商在中芯國際被列入黑名單后,就開始尋求獲得許可證,但大部分的申請沒有得到處理。今年2月中旬,應(yīng)用材料公司在業(yè)績電話會上表示,他們做出的財報預(yù)測中沒有假設(shè)中芯國際的許可證會獲批。
漫長的審批流程也會損耗幾個月的時間!叭绻麄兺仙夏惆肽,你設(shè)備拿到手里時也已經(jīng)很晚了,將錯過一些重要訂單,錯過一些行業(yè)周期!卑雽(dǎo)體設(shè)備人士王誠說。
不僅如此,美國設(shè)備廠商比如應(yīng)用材料公司外派工程師也一概不能回答中芯國際的問題。“這不是正常的貿(mào)易行為,相當(dāng)于阻斷了中芯國際與海外的技術(shù)交流!
而不確定的因素還潛伏著。3月19日,兩名美國議員敦促拜登政府進(jìn)一步收緊對中芯國際的出口限制。此前,中芯國際剛剛與全球光刻機(jī)老大、荷蘭的ASML簽訂了12億美元的訂單,但兩位議員的聯(lián)名信里明確提出,要求拜登政府勸說荷蘭,阻止ASML將光刻機(jī)賣給中芯國際。據(jù)獲悉,荷蘭企業(yè)ASML的光刻機(jī)中用到了美國原創(chuàng)技術(shù)。
“12億美元光刻機(jī)訂單剛簽訂,媒體就廣為報道,但你們不知道的是,這個訂單發(fā)貨還早,這個過程中還存在不確定性。”王誠稱。
還要知道的是,ASML賣給中芯國際的DUV光刻機(jī)本身就不是最先進(jìn)的設(shè)備,它與最先進(jìn)的EUV光刻機(jī)在光源、光路系統(tǒng)和鏡頭方面,都存在著不小的差異。這些差異導(dǎo)致,同樣制造7nm的芯片,DUV需要經(jīng)過多次曝光,良品率也不好控制,成本高企。用它做高端技術(shù),并不現(xiàn)實(shí)。
中芯國際在披露的2020年年報中也坦言,公司面臨美國“實(shí)體清單”管制不確定因素的影響,設(shè)備采購交期較以往有所延長,亦有可能產(chǎn)能建設(shè)進(jìn)度不如預(yù)期!肮究赡苊媾R設(shè)備、原材料、零備件等生產(chǎn)資料短缺和客戶流失等風(fēng)險,進(jìn)而導(dǎo)致公司生產(chǎn)受限、訂單減少、成本增加,對公司的業(yè)務(wù)和經(jīng)營產(chǎn)生不利影響!
國產(chǎn)設(shè)備要時間,二手設(shè)備依然被卡
國產(chǎn)設(shè)備馬上頂上來還有難度。
“我們現(xiàn)在歡迎國產(chǎn)設(shè)備,但現(xiàn)實(shí)是現(xiàn)在國產(chǎn)光刻機(jī)還沒有一臺在生產(chǎn)線上是量產(chǎn)的!币晃恍袠I(yè)資深人士對AI財經(jīng)社說。為什么國產(chǎn)設(shè)備不能在中芯國際的生產(chǎn)線上大量得到應(yīng)用?這就不得不提到,芯片制造廠和設(shè)備廠之間的合作模式,讓先入為主的美國半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)形成了一定的壟斷。
在芯片制造上,素來有“一代技術(shù),一代設(shè)備,一代產(chǎn)品”的說法,這話點(diǎn)出了一個核心:設(shè)備是不能隨便更換的。
王誠解釋說,無論是臺積電,還是中芯國際,從90nm工藝向65nm、28nm、14nm、7nm、5nm不斷挺進(jìn)的過程中,每一代技術(shù),都需要在事先選定好的半導(dǎo)體設(shè)備上開發(fā)工藝,這其實(shí)就是定制。半導(dǎo)體設(shè)備不是標(biāo)準(zhǔn)品,一旦你選定了A的設(shè)備,如果要更換成B的,就要在后者上重新研發(fā)技術(shù)。
圖/視覺中國
“這就意味著要付出新的研發(fā)成本和時間成本。所以,理論上沒有芯片制造廠會更換設(shè)備。”王誠補(bǔ)充說。
那么,中芯國際為什么一開始不在國產(chǎn)設(shè)備上研發(fā)工藝?張嶺透露芯片制造廠和國產(chǎn)設(shè)備之間的矛盾:由于歷史原因,國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備與前沿技術(shù)存在一個落差。此前,中芯國際要追趕前沿技術(shù),就要選擇與海外設(shè)備企業(yè)合作。
此外,對芯片制造廠而言,買設(shè)備需要看得更加長遠(yuǎn),因?yàn)檫@同時也為企業(yè)之后的生存率買單——小的公司一旦破產(chǎn)、設(shè)備不能支持后續(xù)研發(fā)、維護(hù)服務(wù),會給產(chǎn)線造成很大風(fēng)險。因此,國內(nèi)設(shè)備面臨著“一步弱、步步弱”的局面。
“現(xiàn)在矛盾的地方在于,國產(chǎn)設(shè)備廠商頂不上去,但國產(chǎn)設(shè)備從業(yè)者也有怨言——如果中芯國際這樣的芯片制造廠不給國產(chǎn)設(shè)備廠試錯的機(jī)會,怎么可能做好?”資深半導(dǎo)體人士說道。
美國設(shè)備延緩、國產(chǎn)設(shè)備短時間內(nèi)難以替代,海外二手設(shè)備能否給中芯國際帶來希望?這些設(shè)備中也有很多美國設(shè)備,只要不從美國出口,就不要許可證。
根據(jù)日經(jīng)中文網(wǎng)的報道,二手半導(dǎo)體設(shè)備今年行情很熱。報道稱,日本國內(nèi)有90%的二手半導(dǎo)體設(shè)備正流向中國。近一年,由于中國半導(dǎo)體廠商的大量購買,二手半導(dǎo)體設(shè)備的價格平均上漲了20%。三井住友融資租賃的負(fù)責(zé)人還強(qiáng)調(diào),光刻機(jī)等核心設(shè)備漲至300% 以上。由于行情太熱,甚至有的賣方讓企業(yè)排隊下單,誰出價高就優(yōu)先給誰供貨。
在中國買家的名單中,中芯國際也位列其中。對此,多位二手半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商對AI財經(jīng)社介紹,二手設(shè)備對于中芯國際新建的12英寸產(chǎn)線只是補(bǔ)充,主要落在40nm、50nm的產(chǎn)能上。“中芯國際二手設(shè)備占比不會超過20%,主要還是新設(shè)備。”
但更現(xiàn)實(shí)的問題是,這20%的二手設(shè)備目前也因面臨合規(guī)性問題而有諸多不確定性。一位二手半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商對AI財經(jīng)社解釋,比如,12英寸的二手設(shè)備買來只是一個軀殼,設(shè)備上的軟件,在網(wǎng)絡(luò)上是找不到的,仍然要向設(shè)備原廠申請注冊并繳納軟件使用費(fèi)。只有申請后,二手設(shè)備才會被納入到原廠的服務(wù)范圍內(nèi),比如故障后調(diào)動原廠工程師進(jìn)行維修、軟件升級維護(hù)等。
這也意味著,盡管國內(nèi)企業(yè)可以從日韓等地購買美國二手設(shè)備,但仍要向美國企業(yè)申請軟件,最終還要落到出口許可證上。
各地新廠能否運(yùn)轉(zhuǎn),核心依然是設(shè)備
設(shè)備不確定,但中芯國際不能再等。媒體報道稱,一個芯片制造廠從開始建廠到形成有效產(chǎn)能需要3年多,如果進(jìn)度落后,沒有趕上這波建廠浪潮,很容易在3年后會落入產(chǎn)能過剩境地。
中芯國際正處在建廠浪潮之中。
圖/視覺中國
3月17日,中芯國際發(fā)布公告稱,將在深圳投資建廠。根據(jù)公告內(nèi)容,深圳新項(xiàng)目的投資額約為23.5億美元,約合人民幣153億元。而此次建廠將重點(diǎn)生產(chǎn)28nm及以上工藝制程,預(yù)計將在2022年開始投產(chǎn),規(guī)劃月產(chǎn)能為4萬片。
更早些時候,今年2月初上海市公布了2021年重大建設(shè)項(xiàng)目清單,清單顯示中芯國際12英寸芯片SN1項(xiàng)目處于在建狀態(tài)。據(jù)了解該項(xiàng)目總投資額90.59億美元,其中光是生產(chǎn)設(shè)備購置和安裝費(fèi)就達(dá)到73.3億美元,將來主要聚焦在14nm及以下先進(jìn)工藝,規(guī)劃落地后產(chǎn)能為3.5萬片晶圓。
不止南下,也在北上。去年年底,中芯國際還宣布將在北京亦莊成立中芯京城集成電路公司,投資規(guī)模為497億元,分兩期計劃施工,聚焦在生產(chǎn)28nm及以上集成電路項(xiàng)目,計劃于2024年完工。
截至目前,中芯國際在上海、北京、天津和深圳都有芯片制造廠。而其仍在圈地擴(kuò)建,將數(shù)以千億的資金灑向新的土地。
馬不停蹄的建廠與當(dāng)今全球缺芯大潮不無相關(guān)。從手機(jī)到汽車,再到視頻監(jiān)控,無論是先進(jìn)技術(shù),還是成熟技術(shù),幾乎都面臨著全面缺芯的情況。有知情人士對AI財經(jīng)社表示,目前中芯國際的產(chǎn)能全滿。
但接下來工廠能不能運(yùn)轉(zhuǎn)起來,核心依然是設(shè)備。全球化和國產(chǎn)化對于國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展而言是兩條腿走路。一位國內(nèi)資深半導(dǎo)體人士認(rèn)為,以往因?yàn)檫M(jìn)口設(shè)備能夠持續(xù)供應(yīng),中國的芯片制造商習(xí)慣進(jìn)口設(shè)備,維持此現(xiàn)狀。但隨著外部環(huán)境變得愈加不確定,產(chǎn)業(yè)上下感受到危機(jī),同時這也正是半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化的好時機(jī)。
一位半導(dǎo)體設(shè)備上市公司的董事長表示,如今中芯國際、長鑫這樣的芯片制造廠對國產(chǎn)設(shè)備的定位不僅僅是供應(yīng)商,還是戰(zhàn)略合作者。
一位前中芯國際人士表示,中芯國際對于國產(chǎn)設(shè)備的態(tài)度蠻歡迎的,“能用就用”。他透露,在某些產(chǎn)線某工藝制程上,國產(chǎn)設(shè)備的占比甚至能達(dá)到20%到30%,“在北京的創(chuàng)新中心也做一些扶持國產(chǎn)設(shè)備的工作”。
他所提到的“北京的創(chuàng)新中心”實(shí)際上是北方集成電路創(chuàng)新中心。北方集成電路創(chuàng)新中心為中芯北方的全資子公司,成立于2017年9月,是產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化一個重要地標(biāo)。2019年年底,中芯國際和亦莊國投分別對該中心增資9900萬、5000萬元。中芯國際表示,增資事項(xiàng)將有助于合資公司與產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)從事相關(guān)業(yè)務(wù),構(gòu)建以北京為中心的集成電路產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈,提升集團(tuán)生產(chǎn)線效率,降低生產(chǎn)線的建造與運(yùn)營成本。
目前國內(nèi)能夠頂上去的是對精度要求不是特別高的環(huán)節(jié),比如擴(kuò)散爐、清洗機(jī)。在先進(jìn)工藝上,上海中微的刻蝕機(jī)已經(jīng)用于臺積電的5nm生產(chǎn)線,是國產(chǎn)設(shè)備中唯一在先進(jìn)工藝上獲得突破的產(chǎn)品。
去年,在集微網(wǎng)一場線上溝通會上,國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備主要企業(yè)北方華創(chuàng)總裁兼首席執(zhí)行官趙晉榮曾透露,北方華創(chuàng)在8英寸產(chǎn)線上有30多種設(shè)備在產(chǎn)線上,12英寸的65nm、55nm、40nm也有設(shè)備在產(chǎn)線上。他也表示,從工序上看,一條產(chǎn)線400-500道工序,現(xiàn)在國內(nèi)廠商在某道工序上已經(jīng)做到了30%-50%的占有率,但設(shè)備大類占比低,門檻需要一道道來跨。
上述上市公司董事長也表示,國產(chǎn)設(shè)備仍有很長的路要走,要逐步完成知識產(chǎn)權(quán)自主、驗(yàn)證期、制造自主、供應(yīng)鏈自主這幾個階段。
“過去,國產(chǎn)設(shè)備最難的是敲開門,讓客戶給你試的機(jī)會,現(xiàn)在這個大背景下,這反而不是最難的了,中芯國際有了強(qiáng)烈的需求。目前如果大家憑真正的專業(yè)能力,為用戶提供真正在性能上對標(biāo)國際廠商的設(shè)備,就能抓住黃金機(jī)會長足發(fā)展!彼J(rèn)為,2021、2022年會看到本土設(shè)備市占率會有大幅的提升。
“不要再抱有幻想,還是努力拉升國產(chǎn)設(shè)備吧。”一位資深人士表示。而因?yàn)橹奥浜筇,這一過程將充滿艱辛和挑戰(zhàn)。