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美日荷“会晤”之后,日本或率先对华芯片限制!

1月27日,日本和美国、荷兰三国政府高官在美国华盛顿就加强对华出口限制达成共识。尽管因日本、荷兰两国仍需调整各自国内相关法律法规,当时协议具体内容并未公布,但据日本共同社2月4日报道,日本政府当天已基本决定,为防止尖端芯片技术被转为军用,将对华实施相关出口管制。

据悉,多名日本政府官员对共同社表示,日本政府本次确定对华实施出口管制的方针,正是落实上月日美荷三国达成的相关共识。共同社称,本次出口管制措施并未具体点名中国,以避免招来中方的报复性措施。这似乎也意味着在美日荷三国“会晤”之后,日本正式在半导体设备上率先对中国发起管控动作。

2022年10月,美国从多方面加强对出口到中国的半导体的管制措施。美国商务部产业安全局(BIS)修订了《出口管理条例》(EAR),将特定高性能计算芯片以及含有该芯片的计算机,以及特定半导体制造设备和相关物项加入“商业管控清单”(CCL);对出口到中国境内的超级计算机以及半导体研发或生产的物项、中国境内制造特定规格的芯片半导体物项的“设备”,以及研发或生产半导体制造“设备”和相关物项出口设立新的许可证要求,并限制美国实体在未经许可的情况下对中国境内的“设备”开展芯片研发或生产的支持行为。

尽管荷兰、日本对美国半导体管控政策也有一些异议,毕竟会对本国企业产生一定的经济损失,同时也会招致中国出台一些反制措施,但在美国的“极力拉拢”之下,也加入了美国对华的“芯片围堵”政策。

据共同社报道,日本政府将修改现行《外汇及外国贸易法》的相关细则,以确保日本具备优势的芯片生产设备不被中方用作开发和生产芯片。该细则规定,出口特定产品和技术时,需日本内阁经济产业大臣批准。细则修正案将于近期公布,并向相关企业公开征求意见。共同社预计,非常快今年春季,日本政府将启动对华芯片出口管制措施。

目前,日本尼康、佳能与荷兰ASML一起垄断了全球光刻机市场。尽管相对ASML这个主流的光刻机供应商,日本尼康、佳能位居二线供应商地位,但两者均是老牌光刻机企业,拥有丰富的经验和技术,也是为数不多的光刻机技术替代企业。

同时,在其他半导体设备领域,日本拥有很强的技术控制力。相关资料显示,半导体领域必备的26种设备中,日本企业10种设备所占的市场份额超过50%,在电子束描画设备、涂布/显影设备、清洗设备、氧化炉、减压CVD设备等重要前端半导体设备几乎垄断市场,在后端半导体设备,日本的划片机和成型器也是世界名列前茅,此外日本还是三款重要后端检测设备的霸主。

其中,东京电子是日本名列前茅大半导体企业,其产品几乎覆盖了半导体制造流程中的所有工序。据日本调查公司GlobalNet统计,东京电子在涂布显影设备市场占据近九成全球份额。在面向EUV光刻设备方面,东京电子掌握100%的份额。

2022 Q1 全球上市公司半导体设备业务营收排名前二0

来源:CINNO Research

同时,值得关注的是,在半导体设备领域,全球十大半导体设备企业均为美日荷三国企业。其中,日本企业有5家,占据一半席位,美国企业有3家,另外2家为荷兰企业,其中3家美国企业排名均在前五。

因此,尽管日本在芯片制造环节相对落后,但其绝对实力仍不容小觑,甚至在美国大举封杀中国半导体产业之际,中国仍然从日本市场获取了不少半导体设备。

不得不提的是,尽管日本与荷兰在半导体设备领域占据绝对名列前茅地位,但两国仍然无法完全摆脱美国的影响。

众所周知,美国是全球芯片工业的发源地,不仅积累了大量的技术专利,还制定了各种技术标准,使全球芯片全产业链的技术几乎都控制在美国手中。曾经对美国形成巨大威胁的日本半导体产业,也被美国通过广场协议、扶持韩国芯片产业等方式,彻底打压下去。同时,美国还通过军事、行政、金融、专利和开放市场等手段限制了欧洲的芯片产业能力。如今,美国通过一系列行政手段,对潜在竞争对手开展不公平竞争、贸易保护和贸易战,以确保在半导体科技领域绝对名列前茅地位。

不过,尽管美国占据了全球半导体产业较高端,控制了整个芯片行业,但仅凭一己之力仍然无法完全确保其绝对控制力,特别是对中国这一潜在竞争对手的技术封堵。为此,美国目光锁定了“最听话”也最容易控制的日本,其曾在加入美国所谓“芯片联盟”问题上,一直保持谨慎态度,最近也在转变态度。

另一关键“盟友”荷兰也是美国重点锁定的对象,其最大的底牌是ASML的光刻机设备。不过,即使强如ASML这样的拔尖半导体设备供应商,其也受到美国“绝对”的控制。

据悉,ASML非常先进的EUV光刻机也与美国专利技术紧密相关。EUV理论的研发与应用早在1997年就开始了。当时,在美国政府的支持下,英特尔牵头成立了EUV LLC联盟,汇聚了美国顶尖的研究资源和芯片巨头,包括劳伦斯利弗莫尔实验室、劳伦斯伯克利实验室、桑迪亚国家实验室三大国家实验室,同时联合了IBM、AMD、摩托罗拉等科技巨头,集中数百位顶尖科学家,共同研究EUV光刻技术。

但美国不允许外国公司使用美国最前沿的技术,日本尼康就被排除在外。最终,ASML这个家荷兰公司在对美国做出了一系列的承诺,如定期接受审查、在美国建厂、承诺美国零部件占比55%以上……才被允许加入联盟,获得了相关核心技术。

同时,在股权控制上,美国企业或机构也很大的影响力。资料显示,ASML名列前茅大股东是美国资本国际集团(Capital Research andManagement Company),拥有15.81%股权。第二大股东是美国贝莱德集团(BlackRock Inc.),拥有7.95%持股。因此,协议约束+股权控制,决定了ASML虽然身在荷兰,但其“主人”仍是美国。

而日本更是在政治、经济上受到美国的“挟制”,在美国制定的战略决策上,始终扮演了“仆从”的角色。当然,此次日本追随美国的技术封堵政策也有自身的考量,即重启半导体复兴之路。比如,日本汇聚丰田、索尼、NTT、软银、NEC等日本8家企业共同组建半导体企业——Rapidus,就是希望获得更大技术自主权,特别是在半导体制造环节上。

此前,美国商务部产业和安全局(BIS)就发布公告将限制向中国大陆的半导体厂商,提供用于制造16纳米或14纳米及以下逻辑芯片,18纳米及以下的DRAM存储器和128层及以上的NANDs的工具。随着美日荷三国对华收紧半导体设备管控,中国国产替代紧迫性进一步提高。

从光刻机这一核心半导体设备来看,目前三国协调的具体的禁售措施还未公开,但考虑到EUV早已禁止向中国出口,因而此次禁售范围很有可能扩大至DUV光刻机。如果全系列的光刻机产品都上了“禁售目录”,则对中国半导体产业发展产生更大的影响。

根据专业人士分析,以ASML光刻机为例,该供应商主要有四个层次产品:

·名列前茅层次——EUV 7nm及以下(已经禁售);

·第二层次——DUV湿法先进制程 16-7nm;

·第三层次——DUV湿法成熟制程 45-28nm;

·第四层次——DUV干法 110-65nm。

1月27日,荷兰、日本在与美国谈判之后,最大的变化是对华出口管制已经从原来的EUV光刻机扩展到浸润式光刻机(DUV),可能将DUV这种技术含量相对较低的光刻机也加入到禁售目录,且不再提供技术及配件支持。因此,这也代表第2个层次的设备基本是要禁售了。

来源:Tech Insights

目前,上海微电子是国内最名列前茅光刻机的厂商之一,且比较快迈入twin scan的构架,其28nm光刻机仍然在研制中。过去的一年曾多次有消息传出该芯片制程光刻机即将量产的信息,但实际上镜头问题还需要解决。

据悉,镜头难点在于:一是镜头由很多光学镜片结合在一起,每一片的设计都很难,镜头组选型也很难;二是镜片表面的镀膜非常重要,镀膜的质量决定了寿命和图像失真情况;三是控制镜头运动来对焦取准很难,导致图像失真,因此要在镜头里添加运动机械来来补偿失真。

2022年12月,美国商务部决定将长江存储、上海微电子、深圳鹏芯微和其他36家中国科技公司列入黑名单,使上海微电子无法从日本进口193nm激光源,导致原本2022年交付的28nm光刻机延迟。近期,有投资者向上海微电子提及与英诺激光合作研发光刻机激光源项目,也并未得到其正面回应。那么,中国完全非美工艺的光刻机仅仅达到45纳米。

也就是说,如果ASML此次管控范围扩大至第二层次,中国大陆短期内扩产先进制程已经完全不可能,但对成熟制程影响较小。这应该是大概率的事情。

然而,如果扩展至第三层次产品,特别是日本也将禁售佳能、尼康的光刻机,那么将对中国半导体产业产生巨大影响!

在此情况下,大多数数字芯片、显示驱动芯片、车规MCU/CIS、小容量存储芯片,短期无法扩产,中长期被迫用DUV干法设备生产,成本更高且要重新学习工艺。

实际上,光刻机不仅是半导体制造的关键环节,而且也考量着一个国家的半导体工业体系。尖端光刻机产业,不同于其它绝大多数制造业,集中了全球各类最顶尖制造业的产业链,包括但不限于镜头相关技术、光谱技术、光刻胶和其它基础材料科技、超稳定电力系统、研磨技术、控制算法、高精度光学平台等。可以说,“木桶效应”非常明显,每一个环节的质量就极其关键。

另外,值得关注的是,日本在半导体材料领域也处于垄断地位,可参考2019年日韩半导体之争,而加上美国在这一领域的重要影响力,无疑中国半导体产业崛起之路困难重重。

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