继续接上一期。
如上所述,美国采取的方法在很大程度上揭示了美国政策制定者想要什么,以及他们认为成功需要什 么。美国的政策旨在阻止中国生产先进的芯片,但也为与外资在中国生产先进芯片有关的决定提供更 多灵活性。美国也希望继续允许中国生产不太先进的芯片,但只允许那些明确放弃生产先进芯片目标的 中国公司生产。 因此,可以肯定的假设是,美国要求荷兰和日本采用追求相同目标的规则,但也反映了每个国家在半导体 价值链中占据的不同技术优势。这就自然而然地引出了一个问题:哪些类型的光刻设备足够先进,可以生 产10月7日门槛所涵盖的性能水平的芯片。与该问题相关的五种不同类型的光刻技术,按照从最先进到最不 先进的顺序,分别是:
▪ 极紫外 (EUV);
▪ 氟化氩浸没(ArF浸没)深紫外(DUV);
▪ 氩氟干法(ArF干法)DUV;
▪ 氟化氪 (KrF) DUV;以及▪ I线。荷兰政府已于2019年停止向中国发放EUV扫描仪出口许可证,因此将该协议扩大至包括日本和扫描 仪以外的其他类型EUV光刻设备是该协议中最容易达成协议的领域。 在1980年代中期已经广泛使用的I线光刻技术,以半导体行业标准来看肯定是古老的,因此不太可 能包含在交易中。再次,美国的管制措施旨在(1)限制向所有中国在中国拥有的半导体生产设施 销售先进节点半导体制造设备,以及(2)限制向打算生产先进芯片(高于上述性能门槛)的中国 半导体生产设施销售先进节点和节点无关的制造设备。I线光刻设备既不先进,也不能用于生产先 进芯片,因此与美国的两个目标都无关。没有理由限制其对中国的出口。这就剩下了三种类型的DUV光刻技术——ArF浸入式、ArF干式和KrF,可能会作为划界点。在商业应用中,
KrF可以追溯到20世纪80年代末,ArF干式可以追溯到20世纪90年代末,而ArF浸泡式可以追溯到2000年代中 期。然而,所有这三种类型的DUV光刻机的新版本和改进版本由于其较低的成本和降低的操作复杂性而继续 吸引商业客户。它们对中国的晶圆厂运营商特别有吸引力,因为在中国,政府的大量补贴使中国公司更注 重在传统的芯片生产中扩大市场份额,而不是实现无补贴的商业盈利能力。 中国最先进的光刻公司,上海微电子设备集团(SMEE),目前在市场上销售使用ArF干式和KrF技术的系统。这一点很重要,因为外国替代品的风险是出口管制决定的一个关键标准。然而,SMEE最先进的ArF干式光 刻机仍处于原型阶段,尚未达到商业化销售所需的可负担性、可靠性和性能。在每一项重要的指标上,它 们都远不如荷兰和日本的替代品。
此外,就可以生产的芯片类型而言,SMEE深紫外光(DUV)扫描仪比荷兰 和日本的最新技术水平落后了15年以上。值得注意的是,2022年12月,美国商务部将SMEE列入实体名单, 理由是“获取和试图获取源于美国的产品以支持中国的军事现代化”。此举与10月7日监管规定的总体方 法一致,可能有助于确保美国获得荷兰和日本的支持。随着对外国光刻技术组件(例如光源设备、反射镜 和激光放大器)和专业知识的获取减少,SMEE将比现在更加艰难。在其2021年的最终报告中,美国国家人工智能安全委员会提出了一项建议,该建议与10月7日政策 背后的逻辑以及由此产生的与荷兰和日本的谈判都直接相关。值得详细引用:美国政府应该与荷兰和日本政府合作,调整这三个国家关于高端中小企业 [半导体制造设备], 特别是极紫外和ArF浸没式光刻设备的出口许可程序,
以实行推定拒绝向中国出口此类 设备的许可证的政策。这将减缓中国在国内大规模生产7纳米或5纳米芯片的努力,并限制中国 在16纳米或以下任何节点的半导体芯片生产能力——而美国委员会认为16纳米或以下的芯片对 先进人工智能应用最有用。 10月7日的政策针对16纳米技术节点,NSCAI得出结论认为,应用出口管制以防止中国生产 16纳米或更好芯片的正确光刻技术是EUV和ArF浸入式。CSET在2021年的报告中指出,EUV和ArF浸没式 光刻技术是中国的最大瓶颈。综合起来,这强烈表明,美国、荷兰和日本之间的协议划定了性能门槛 线,以限制向中国销售EUV和ArF浸没式光刻设备、相关组件以及可能的专业知识。对荷兰出口管制法 的研究为这一结论提供了更进一步的证据。
荷兰出口管制制度的法律许可。如前所述,美国国会已经通过了多项法律,更新了制定出口管制的流程,并赋予行政部门更多的法律灵 活性和权力,以发布新的出口管制条例。如果需要荷兰和日本政府通过新的法律来执行协议,那么与这 两个国家的协议就会更难实现。荷兰领先的光刻公司阿斯麦(ASML)表示,它认为荷兰议会将不得不通 过新的法律来实施该协议,但荷兰和日本政府并未表示需要制定新的法律。因此,仔细研究可用于出口 管制的现有法律许可,特别是荷兰的出口管制法律许可,可以为推断协议的内容提供重要的相关信息。综合来看,这强烈表明美国、荷兰和日本之间的协议划定 了性能门槛线,以限制向中国销售EUV和ArF浸入式光刻设 备、相关部件,以及可能的专业知识。在接受战略与国际中心采访时,
来自专门从事经济制裁、出口管制和贸易法律的荷兰律师事务所的塞巴 斯蒂安·本尼克解释说,荷兰政府可以通过三种潜在的法律授权来源来监管两用商品和服务的出口(即 兼具民用和军用的商业物品):1. 瓦森纳协定;2. 欧盟军民两用出口管制条例;和3. 荷兰议会通过的立法。瓦森纳协定:冷战结束后制定的瓦森纳协定是最重要的多边出口管制框架。它规定了更新《两用物品 和技术及弹药清单》的程序。各成员国同意对所列所有技术实施出口管制许可程序,并就此类物项 的出口交换信息。美国、日本和荷兰都是参成员国。至关重要的是,瓦森纳协定的创始文件声明“转让或拒绝转让任何物品的决定将由每个参与国全权负责”。 作为《瓦森纳协定》的缔约方,荷兰已经为清单上的所有项目制定了出口许可证制度,
荷兰政府既有责任 也有权力决定是否以“推定拒绝”的方式审查许可证申请。光刻扫描仪和步进设备包含在瓦森纳清单列表中,当设备“a,光源波长小于193纳米;或者b,能够生成‘最小可分辨特征尺寸’(MRF)为45纳米或更小的图案。” ArF干式和ArF浸入式都使用193纳米光源(即等于 但不小于193纳米),因此该标准仅允许限制EUV光刻工具。MRF准则达到相同的结果。SemiAnalysis的 Dylan Patel认为,ArF浸入式、ArF干式,甚至某些类型的KrF光刻机都能够生产MRF尺寸小于45纳米的图 案,但只能通过使用多种图案技术。这在理论上可能是正确的,但在实践中,仅使用遗留设备来生产具有 商业意义的,在数量、质量和价格方面具有竞争力的先进芯片是极其困难的。无论如何,瓦森纳清单要求 政府在计算MRF时使用的方程式没有考虑多重模式的影响。
因此,荷兰政府在《瓦森纳协定》下的权力,使其只能灵活地限制EUV光刻设备的出口,而在10月7日规 这之前,荷兰已经控制了EUV光刻设备的出口。更新瓦森纳规则需要所有成员国达成共识。而俄罗斯是瓦森纳成员国之一,在入侵乌克兰后已成为技术 出口管制的对象,俄罗斯已明确表示,它将否决任何对现有瓦森纳清单进行改革的提议。因此,荷兰和 美国最近达成的协议必须超越瓦森纳和EUV。
欧盟两用出口管制条例:荷兰已将其出口管制法律和条例与欧洲联盟的法律和条例保持一致。然而,欧 盟不仅要求出口许可证,还可以指定禁止某些类型的出口。在实践中,此类欧盟出口管制规定必须由欧洲 理事会实施,并且必须得到所有欧盟成员国的一致同意才能实施,这是很难实现的。欧盟对俄罗斯在2022 年入侵乌克兰的回应是罕见的全体同意实施新出口管制的例子之一。在很大程度上,欧盟出口管制的商品和服务清单与《瓦森纳协定》的清单一致,光刻设备的情况也确 实如此。但是,欧盟(EU)出口管制条例第4条规定,在某些情况下个别成员国可以对 欧盟清单以外的产品要求许可证。其中一种情况是:[. . .] 所涉物品全部或部分用于或可能用于与化学、生物或核武器的开发、生产、处理、 操作、维护、储存、检测、识别或传播有关的用途,
或其他核爆炸装置或能够运载此类武器 的导弹的开发、生产、维护或储存。10月7日出台的监管规定的理由包括,对先进计算机芯片和其他半导体技术的出口与中国用于开发核武器 和先进核导弹运载系统(如超音速)的军用超级计算机之间的联系的重要分析。这无疑是事实,不需要美 国情报界的能力来证明;华尔街日报的记者独立审查了中国政府采购文件,得出了相同的结论。此外, 当美国政府建造先进的超级计算机时,它坦率地承认模拟核爆炸和高超声速建模是它们最重要的任务 之一。因此,美国称受出口规定管制的技术与中国的超级计算机直接相关,是中国核武器和导弹计划的一部分 时,并没有误导或夸大其词。然而,美国大声反复强调这一点还有一个目的:提醒荷兰政府他们有权援 引第4条。 如果第4条标准适用,则意味着荷兰首相和荷兰内阁
(特别是外交和外贸部长)可以对某些类型的商品实 施新的出口管制许可要求和“推定拒绝”政策,而无需请求欧洲理事会或荷兰议会投票。考虑到目前执政的 荷兰政治联盟的多数席位相对较少,这是一个重大的便利。这并不是说荷兰人最终不会寻求使管制欧洲化。蒙田研究所的马蒂埃 令人信服的指 出,荷兰人应该而且将会这样做,既是为了降低中国报复的风险,也是为了在荷兰半导体设备供应链 的欧洲成员之间建立凝聚力。关于后一点,我们有理由感到乐观。部分是由于美国对俄罗斯入侵乌克 兰做出了巨大的反应,以及美国努力使技术政策与欧盟保持一致,荷兰和更广泛的欧洲对美国的信心 在增加,同时对中国的警惕也在增加。在2023年2月的一篇专栏文章中,荷兰总理马克·吕特写 道:“我无法想象这将成为中国的世纪。
”21世纪将是民主的世纪,因此也是美国的世纪。同样,在 CSIS最近的一次演讲中,欧盟委员蒂埃里·布雷顿(Thierry Breton)发表了讲话,他说:“我们不能让中国 获得最先进的技术,无论是半导体、量子、云计算、边缘还是人工智能、互联互通等方面。我看到欧盟和 美国在这个议程上有很强的一致性,即使我们有时可能在方法上有所不同,这很正常。” 包括欧洲外交关系委员会的赫尔克和林霍夫 在内的一些德国智库学者认为,在10月7日的政策出台后,欧盟必须更新其出口管制的战 略方针。就连一向对加强对华技术贸易限制持谨慎态度的德国政府,最近也阻止了中国收购德国半导体工 厂的交易。未来的地缘政治走向可能会加速美国、欧盟和日本半导体出口管制的一致性调整。二月中 旬,美国国务卿安东尼·布林肯警告说,中国正在考虑向俄罗斯军队提供“致命支持”。
鉴于欧盟出口管制对 俄罗斯入侵乌克兰的反应的速度和强度,中国此举无疑会引起对欧洲与中国关系的戏剧性重新评估,包括 在技术出口管制方面。最终将欧洲纳入新的半导体出口管制框架的愿望,是支持在ArF浸没式光刻技术(而不是ArF干式或KrF)上 划清界限的原因之一。鉴于绝大多数中国国内半导体生产设施都在较老的技术工艺节点上生产芯片,限 制ArF浸没技术主要是为了扼杀中国在人工智能和半导体方面在未来取得技术进步的机会,从而将中国半 导体产能增长转向较老的技术节点,将先进产能的增长重新导向中国以外的国家。在这方面,美国、日 本、欧洲、韩国和台湾地区都表示希望大幅增加政府对半导体生产投资的支持。如果政策和外交布局保 持一致,
这甚至可能意味着美国和盟国的半导体设备生产商不必面临10月7日规定及其外国同等法规造成 的整体销售额下降——而只需应对地理上的客户重新调整。这种有利的结果需要的不仅仅是运气,但这 种可能性是存在的。无论如何,半导体领域的主要联盟力量有充分的理由调整其投资策略,以避免关键 领域的重复和无利可图的产能过剩。调整出口管制基本上是调整投资的先决条件,而这也增加了主要半 导体大国这样做的机会。
总结与结论。总而言之,美国与日本和荷兰达成的协议包括保证日本和荷兰将不允许本国半导体制造设备公司向中国 出售美国目前禁止的设备类别。该协议还包括保证荷兰和日本政府将禁止销售光刻设备——步进器和扫描仪、电子束工具和最有可能达到 与EUV和氩氟化物浸入技术一致的先进性能水平的光刻胶处理工具。该协议还可能涵盖用于生产此类光刻设 备的相关技术组件的出口,甚至可能限制转让与此类机器相关的知识的咨询服务,尽管这更多是推测性的。 最后,该协议可能还禁止销售范围更广的半导体制造设备以及材料和化学品,以防这些成为真正的市场瓶 颈。在所有情况下,荷兰和日本的此类限制很可能会效仿美国的做法。 根据在中国的芯片生产设施是中资 还是外资,以及生产设施的技术先进程度,区别对待出口许可证申请。
尽管现阶段许多细节仍不清楚,可能需要继续进行外交接触才能解决,但美国、日本和荷兰之间的半导体 出口管制协议对这三个国家来说都是一项重大外交成就。此外,如果各国能够实施和执行一项协议,仅凭 这一成就就能推动新的半导体多边出口管制制度的形成。这反过来又引出了关于瓦森纳协定是否适合长期 容纳这类敏感的军民两用外交协议的问题。尽管现阶段许多细节仍不清楚,可能需要继续进行外交 接触才能解决,但美国、日本和荷兰之间的半导体出口 管制协议对这三个国家来说都是一项重大外交成就。然而,工作还没有完成。德国是构成半导体制造设备的关键部件生产的领导者,而韩国既是芯片制造的领 导者,也是规模虽小但技术先进的制造设备生产国。为了防止美国主导的全球半导体价值链断裂,德国和 韩国都需要加入新的出口管制协议。
如果可能的话,最好是整个欧盟都加入。这一切都不容易,也不可能 一蹴而就,但三边协议已经赢得了多年的时间,并向其他国家表明,美国将努力保护那些与美国一起促进 国际和平与安全的国家的利益。请继续关注下一期。