国产芯片遇危机,美向ASML、东京电子施压,限制其半导体设备出口

看科技有铭程 2024-08-10 03:28:13

近日,彭博社记者称:美国正在考虑采取更严格的措施,对日本和荷兰等国的公司施加压力,限制其与中国的芯片贸易。

这表明美国在打压中国芯片产业上,不遗余力,除了自己亲自上手外,还要求他国也加入这一行动中。这个他国正是半导体设备大国日本、荷兰。

美、日、荷把控着全球91%的半导体设备

半导体设备主要用于各类芯片的制造,是芯片工业必不可少的核心设备,包括:光刻机、刻蚀机、沉积设备、清洗设备、化学机械抛光设备等等。

生产高性能芯片需要高端半导体设备,设备的性能和精度直接影响芯片的性能和可靠性,这足见半导体设备在整个芯片制造中的重要性。

但是,如此重要的设备基本都掌握在美、日、荷三国手中,根据相关数据,全球半导体设备市场份额上,美国占据41.7%,日本占据31.1%,荷兰占据18.8%,三者合计把控了91.6%的市场份额。

全世界大大小小的芯片制造厂商无一例外,都采用了这三个国家的设备,包括英特尔、台积电、三星、SK海力士、中芯国际、长江存储。

具体到设备公司,美国应用材料(AMAT)、荷兰ASML、日本东京电子(TEL)是妥妥的半导体设备三强,甚至前20名半导体设备厂商中,中国只有两家ASMPT排在第15位,北方华创排在第18位。(2021年排名)

排在第一位的美国应用材料营收高达230亿美元,荷兰ASML紧随其后营收为211亿美元,第三位为日本的东京电子,营收171亿美元,第四位Lam Rcsarch营收达到了165亿美元。

内地的北方华创仅为10亿美元,连“四强”的零头都不够。

到了2023年3季度,半导体设备厂商的排名有了变化,前四名依次为ASML、应用材料、泛林集团、东京电子,但这四家公司都是美、日、荷三国的。

也就是说,整个半导体设备市场依然被这三个国家把控着。

2022年、2023年,美、日、荷三国先后发布了半导体设备出口限制措施,该措施包括EUV设备、先进的DUV设备以及存储芯片技术。

具体到时间节点上,美国的政策实施时间是2022年8月9日,《芯片与科学法案》签署的日期。日本宣布的时间为2023年5月23日,荷兰宣布时间为2023年6月30日。

可以看出,这三个国家已经达成了某种协议,组成了所谓的“半导体设备联盟”。

尽管日本、荷兰明确表示“不针对任何国家”,但是明眼人一看就知道是“针对中国”。

所以当彭博社记者针对“美向日、荷施压限制中国芯片”,中国如何应对时。我方表示坚决抵制胁迫,共同维护公平开放的国际经贸秩序,同时称这一做法不利于任何一方。

中国芯片制造企业面临巨大压力

因为半导体设备问题,国内芯片制造企业正面临着生产线无法扩建、新工艺无法升级的难题。

长江存储是我国NAND 闪存芯片的龙头企业,制造工艺一度逆袭了三星、美光,市场份额也提升至4%。

但随着半导体设备的缺失,128层以上的NAND芯片生产线出现了问题,原有的扩产计划受到了限制,原计划在武汉投产晶圆厂被迫推迟。

甚至在2023年,长江存储还进行了一轮裁员,裁员比例为10%。

长江存储董事长陈南翔气愤的称:依法合规买回来的设备连零件也拿不到,如果要公平、诚信,就应该在新的条件下把设备回购。

无独有偶,国内芯片代工龙头企业中芯国际也面临着半导体设备问题,因为没有先进的EUV光刻机,所以中芯国际始终无法实现5nm芯片的量产。

这一点可以在中芯国际CEO梁孟松的公开信中证实。

梁孟松称:目前,28nm、14nm、12nm及n+1技术均已实现规模量产,7nm技术开发完毕,明年(2021年)实施规模量产,5nm、3nm最为核心的8项技术有序开展,只待EUV光刻机。

如果,中芯国际也拥有数十台EUV光刻机的话,我相信中芯国际也实现了3nm工艺量产了,国产手机SoC、AI芯片完全可以和苹果A17仿生芯片、英伟达H100对标。

但现实是,中芯国际连新建的成熟工艺晶圆厂,也因为设备不到位,被迫推迟量产。

我们的芯片龙头企业尚且如此,其他的芯片企业有多难,可想而知。

要摆脱这种局面,唯有自主研发,打造自己的半导体设备,彻底摆脱“卡脖子”。

国产半导体设备正在积极推进

半导体设备有九大核心设备,依次是:光刻机、蚀刻机、离子注入机、CVD、PVD、机械化学抛光机、金属蒸发设备、清洗设备、检测设备。

这些设备我们基本都能制造,但是工艺和精密度落后很多。

清洗设备基本上实现了替代。

蚀刻机达到了5nm水平,实现了30%的替代率代表公司有中微半导体和北方华创,但是在128层NAND闪存上依然无法替代美国的泛林集团。

离子注入机实现了28nm工艺全覆盖、CVD、PVD、机械化学抛光机仅能实现10%—15%的替代,而且是中低端领域。

最为核心的光刻机差距是最大的,国产光刻机实现商用的是上海微电子的S600系列,精确度为90nm,而ASML的最新的High NA EUV光刻机,精确度达到了12.5nm。

ASML称,这款最新的光刻机可以制造2nm、甚至1nm以下的芯片。说实话,3nm、2nm、1nm这些工艺制程的确是吹牛了,但是我们也要正视自己的差距。

国产光刻机能够在近期实现的就是28nm光刻机,主要用于制造28nm、14nm以上的芯片。

它的核心零部件均由国内企业制造。

光源:由北京科益虹源打造,以ArF准分子激光器为基础,通过非线性晶体、放大器功能,实现193nm光源。

光学镜片:由中科院长春光机所制造,工可满足28nm光刻的需求。

浸没系统:由浙江启尔机电负责,温度误差达到了0.001度,符合国际先进水准,满足28nm光刻的需求。

双工作台:由清华大学和华卓精科共同打造,可满足28nm浸没式光刻机的需求。

此外,国产EUV光刻机也在加快研发,极紫外光源、光学镜头等核心部件正在攻关当中,长春光机所取得了长足的进步。

ASML总裁气急败坏的说:中国独立研发光刻机是破坏全球产业链。

中国的半导体设备正在快速的进步,这种速度一方面是我们加大了研发力度,付出了太多的努力;另一方面也得益于海外的封锁限制,让我们不再幻想海外技术和设备,一心一意搞自研。

美国向日本、荷兰企业施压,企图限制中国芯片的发展,反而能激发我们自主研发的潜能,美国的做法最终会帮其石头砸自己的脚。

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