荷蘭或斷供光刻機(jī)

　　近年來，美國在對華政策上實(shí)行脅迫外交，多次施壓其盟國限制如光刻機(jī)等高科技產(chǎn)品等出口。其中，荷蘭光刻機(jī)巨頭阿斯麥（ASML）因?yàn)樵谛酒袠I(yè)中占據(jù)極其重要的地位，成了美國政府的重點(diǎn)“關(guān)照”對象，該公司占全球光刻機(jī)市場份額的60%以上。

　　自2018年以來，在美國的壓力之下，荷蘭政府一直禁止阿斯麥向中國出口其最先進(jìn)的極紫外線光刻機(jī)（EUV），但仍可以銷售上一代的深紫外線光刻機(jī)（DUV）。

　　然而，美國希望進(jìn)一步打壓中國芯片行業(yè)，將DUV也納入禁售范圍。今年7月起，美國已陸續(xù)派出官員赴荷蘭施壓，要求阿斯麥公司擴(kuò)大對中國的禁售范圍。

　　施賴納馬赫爾前不久表示：“我們正與美國進(jìn)行談判，顯然他們已經(jīng)宣布了單方面措施。我無法評論荷蘭將接受什么，我們在權(quán)衡自己的利益，我們的公司已經(jīng)受到（以前的）出口限制的損害?！?/p>

　　可不到一個月時(shí)間，畫風(fēng)突然改變。

　　2022年12月9日，美國與荷蘭擬議中的對華半導(dǎo)體出口管制談判結(jié)果初定。媒體援引與會人士的消息稱，荷蘭已同意與美國加強(qiáng)合作，共同限制中國企業(yè)取得先進(jìn)芯片技術(shù)的管道，把對中國半導(dǎo)體的出口管制法規(guī)化，從而與美國10月7日出臺的一系列半導(dǎo)體出口措施保持一致。

　　雙方仍在進(jìn)行中的談判，計(jì)劃禁止對中國銷售制造14nm或更先進(jìn)制程芯片所需的設(shè)備。在具體的執(zhí)行層面，即是禁止阿斯麥（ASML）向中國出售DUV浸潤式光刻機(jī)，其先進(jìn)程度比EUV光刻機(jī)落后一代，是制造7nm以上制程芯片的必備硬件。與之前對華禁售極紫外光刻機(jī)EUV相比，新的管制范圍進(jìn)一步擴(kuò)大了。

　　在荷蘭做出決定后，中國企業(yè)采購DUV光刻機(jī)的通路，還剩下尼康和佳能，但隨著美國向日本施壓，這條道路將會變得越來越不確定。

　　半導(dǎo)體領(lǐng)域的變局，會很快傳遞到汽車行業(yè)。在中國汽車市場，整車制造商的智能座艙、智能駕駛芯片，必然會升級到7nm以上的制程，甚至部分廠家已經(jīng)從5nm起步。與此同時(shí)，在自動駕駛領(lǐng)域，28nm制程的芯片，已經(jīng)難以滿足市場的需求，他們同樣面臨著技術(shù)升級的需求。

　　國產(chǎn)光刻機(jī)并非為零

　　光刻機(jī)也叫曝光系統(tǒng)，是制造芯片的核心裝備之一。光刻機(jī)用來將掩模版上的電路圖形通過曝光的方式轉(zhuǎn)移到晶圓上，與相片的沖印有相似之處。

　　光刻曝光的過程可以簡單描述為在晶圓上方放置掩模版（Mask）,  使用光刻機(jī)對準(zhǔn)掩模版，進(jìn)行紫外線曝光。通過這樣的方式將掩模版上的圖形轉(zhuǎn)移到晶圓，為后面的刻蝕步驟做準(zhǔn)備。

　　光刻機(jī)工作原理

　　光刻機(jī)成本極高，先進(jìn)制程光刻機(jī)的單臺價(jià)值量在億歐元以上級別，是集成電路制造領(lǐng)域的核心設(shè)備。在 7nm 以下先進(jìn)制程的芯片生產(chǎn)中，需要使用波長為 13.5nm的極紫外光刻機(jī)。

　　而此外最先進(jìn)的 DUV 光刻機(jī)，可以達(dá)到的最先進(jìn)制程水平為 28nm。浸沒式 DUV 光刻機(jī)通過在水中折射的方式，將波長為 193nm 的光源折射成等效 132nm波長，需要經(jīng)過多次曝光，并要求有極高的對準(zhǔn)精度。目前我國在光刻機(jī)層面的國產(chǎn)替代需求較大，國產(chǎn)替代率較低。

　　此外，先進(jìn)制程代工廠可以選擇采用多重曝光和刻蝕的方式用 DUV 光刻機(jī)實(shí)現(xiàn)14nm 以下的芯片制程設(shè)計(jì)，但是所需的工序步驟，時(shí)間大幅增加，同時(shí)對精度要求極高。為了在條件有限的情況下生產(chǎn)先進(jìn)制程芯片，需要更多的刻蝕設(shè)備和薄膜設(shè)備的用量。

　　受限于《瓦森納協(xié)議》，ASML 的 7nm 制程先進(jìn)制程光刻機(jī)無法出口中國大陸，大陸地區(qū)主要以采購成熟制程光刻機(jī)為主。對比 AMAT，泛林半導(dǎo)體，東京電子等海外設(shè)備龍頭，ASML 的大陸地區(qū)營收貢獻(xiàn)占比明顯較低。光刻機(jī)產(chǎn)品在前道制程領(lǐng)域的戰(zhàn)略意義較高。

　　國產(chǎn)替代方面，中科院光電所研發(fā)出 365nm 波長的近紫外光 DUV 光刻機(jī)設(shè)備。上海微電子已有生產(chǎn)前道90nm制程的光刻機(jī)，后道先進(jìn)封裝光刻機(jī)也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)出貨。

　　上海微電子的 SSX600 系列步進(jìn)掃描投影光刻機(jī)、可滿足 IC 前道制造 90nm、110nm、280nm 關(guān)鍵層和非關(guān)鍵層的光刻工藝需求，應(yīng)用于 8 寸線或 12 寸線的大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。而后道先進(jìn)封裝光刻設(shè)備方面，2021 年 9 月上海微電子推出了 SSB520先進(jìn)封裝光刻機(jī)，可以滿足 0.8 微米分辨率的光刻工藝需求，且極限分辨率達(dá)到了 0.6 微米。可以通過升級運(yùn)動、量測和控制系統(tǒng)等將套刻精度提升到 100 納米以下，并保持長期穩(wěn)定性能。

　　上海微電子及相關(guān)科研院所的光刻機(jī)產(chǎn)品以及市面上流通的二手設(shè)備一定程度上填補(bǔ)了空缺，國內(nèi)成熟制程的光刻設(shè)備主要依靠向海外采購。成熟制程所用的 28nm DUV 光刻機(jī)并未受到制裁影響。因此，在成熟制程芯片用量增加的大背景下，中國大陸晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)的進(jìn)程仍在加速推進(jìn)。成熟制程芯片（MCU, 模擬類芯片，各類傳感器，功率器件，車載電子芯片等）的火熱需求使代工廠和上游設(shè)備持續(xù)獲得訂單。

　　而除光刻機(jī)之外，刻蝕是半導(dǎo)體制造工藝中的重要環(huán)節(jié)，和光刻環(huán)節(jié)類似，主要作用也是轉(zhuǎn)移掩模版上的圖形到晶圓上。是光刻之后用化學(xué)或物理方法從晶圓表面去除部分材料的過程。

　　相對于光刻機(jī)，國產(chǎn)廠商在刻蝕設(shè)備領(lǐng)域較早的實(shí)現(xiàn)了突破。無論是中微公司，北方華創(chuàng)，嘉芯半導(dǎo)體等在國產(chǎn)線的出貨量逐漸增大。中微公司的 CCP 刻蝕機(jī)，在 2020 年，已經(jīng)做到了部分存儲，邏輯產(chǎn)線的第三大供應(yīng)商，在部分產(chǎn)線中占有 30%以上的市占率。現(xiàn)階段，刻蝕設(shè)備的整體國產(chǎn)化率達(dá)到了 20%，下游晶圓廠仍有持續(xù)替代的意愿和空間，相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)刻蝕設(shè)備的終局國產(chǎn)化率可以達(dá)到 70%以上，28nm 以上制程工藝覆蓋完備，幾家重點(diǎn)公司進(jìn)入國內(nèi)存儲+邏輯大廠產(chǎn)線開始加速放量。

　　事實(shí)上，海外對我國光刻機(jī)的打壓，反而推動了我國半導(dǎo)體設(shè)備的加速落地。

　　國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備亟待落地

　　光刻機(jī)只是一個縮影，回顧近期美國對我國半導(dǎo)體行業(yè)頒布的一系列限制措施，可以發(fā)現(xiàn)整體的限制領(lǐng)域正在逐步從下游應(yīng)用向上游制造轉(zhuǎn)移。

　　從最初的的 5G 產(chǎn)品出口限制到現(xiàn)在的設(shè)備、軟件限制，其影響程度越發(fā)深遠(yuǎn)。底層的設(shè)備與軟件，正是支撐整個數(shù)字經(jīng)濟(jì)的核心，倘若無法破局，對我國發(fā)展將是極大的掣肘。

　　隨著美國發(fā)布《芯片法案》，遏制中國半導(dǎo)體發(fā)展的“鐵幕”正在形成。

　　該法案將為美國半導(dǎo)體研發(fā)、制造以及勞動力發(fā)展提供 527 億美元。其中 390 億美元將用于半導(dǎo)體制造業(yè)的激勵措施，20 億美元用于汽車和國防系統(tǒng)使用的傳統(tǒng)芯片。此外，在美國建立芯片工廠的企業(yè)將獲得25%的減稅。而接受法案提供的聯(lián)邦資金和稅收補(bǔ)貼的芯片制造商將被禁止十年內(nèi)在中國大陸建造先進(jìn)制程產(chǎn)線，以此遏制中國半導(dǎo)體發(fā)展。

　　除此以外，還限制美國14nm 及以下制程半導(dǎo)體設(shè)備和先進(jìn)制程 EDA 軟件出口中國，從上游對中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)行封鎖。在此國際局勢下，半導(dǎo)體國產(chǎn)化進(jìn)程需要進(jìn)一步加強(qiáng)。而目前各種半導(dǎo)體前道核心設(shè)備的國產(chǎn)化率還很低，如光刻機(jī)等設(shè)備尚未形成有效突破，整體國產(chǎn)化率還有極大的提升空間。

　　而在國產(chǎn)半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)鏈中，國產(chǎn)晶圓廠逆勢擴(kuò)產(chǎn)正在進(jìn)行。據(jù) SEMI 最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，中國大陸在晶圓廠建廠速度全球第一，預(yù)計(jì)至 2024 年底，將建立 31 座大型晶圓廠，且全部鎖定成熟制程。據(jù)集微網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，2021 年底中國大陸現(xiàn)有 12 英寸線和 8 英寸線的產(chǎn)能分別為 120萬片/月和 123 萬片/月，預(yù)計(jì)今年將分別新增 36.6 萬片/月和 9.6萬片/月，對應(yīng)半導(dǎo)體設(shè)備需求強(qiáng)勁。

　　根據(jù) IC Insights 的數(shù)據(jù)，中國大陸晶圓產(chǎn)能在全球的占比約 16.2%。隨著國內(nèi)晶圓廠的快速擴(kuò)產(chǎn)，預(yù)計(jì)到 2023 年，中國大陸晶圓產(chǎn)能在全球的占比有望達(dá)24%，產(chǎn)能占比提升將極大地帶動半導(dǎo)體設(shè)備的市場規(guī)模。

　　除了晶圓產(chǎn)能不斷攀升，通過市占率獲得全球供需話語權(quán)外，我國先進(jìn)制程受到針對性阻擊，但一旦突破也將開辟更廣新天地。

　　先進(jìn)制程一般指 28nm 以下的制程節(jié)點(diǎn)，主要用于高性能、低功耗的應(yīng)用領(lǐng)域，如手機(jī)、PC、IDC  等設(shè)備的  CPU、GPU、DRAM等產(chǎn)品。目前國產(chǎn)產(chǎn)線正在努力突破先進(jìn)制程技術(shù)節(jié)點(diǎn)，國內(nèi)晶圓廠尚未大規(guī)模進(jìn)行14nm 產(chǎn)線的擴(kuò)產(chǎn)，但隨著技術(shù)的更新，開展 14nm 先進(jìn)制程產(chǎn)線趨勢必不可當(dāng)。

　　當(dāng)前由于外部諸多限制，中國先進(jìn)制程產(chǎn)能擴(kuò)張受限，但是若以全球先進(jìn)制程產(chǎn)能的15%測算，中國大陸 12 英寸先進(jìn)制程產(chǎn)能還有 6 倍的增長空間。假設(shè)未來全球先進(jìn)制程產(chǎn)能達(dá)到 40 萬片/月，國內(nèi)設(shè)備市場將新增近百億美元規(guī)模，帶來國產(chǎn)設(shè)備和零部件顯著營收增長。

　　在當(dāng)前國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)環(huán)境下，各大設(shè)備廠商都在積極投入研發(fā)，面向先進(jìn)制程產(chǎn)線所需的更先進(jìn)設(shè)備進(jìn)行持續(xù)探索與創(chuàng)新。當(dāng)前刻蝕設(shè)備已經(jīng)能用于 5nm 制程；鍍膜設(shè)備、清洗設(shè)備、CMP、熱處理設(shè)備均在 14nm 制程驗(yàn)證中；涂膠顯影設(shè)備、離子注入設(shè)備、光刻機(jī)等均在 28nm 制程的研發(fā)或驗(yàn)證中。在國產(chǎn)替代進(jìn)程加速的背景下，當(dāng)前只需靜待各大設(shè)備突破先進(jìn)制程，期待未來廣闊成長空間。

　　具體本土企業(yè)方面，大陸代工廠均在朝著更高水平的制程代工的方向努力。中芯國際的14nm，F(xiàn)inFET 工藝，應(yīng)用的平臺和客戶不斷增加，具備多元化和市場競爭力，在礦機(jī)芯片領(lǐng)域具備一定市場份額。

　　根據(jù)公司新聞公告，長江存儲的 Xtacking 技術(shù)業(yè)內(nèi)領(lǐng)先，其原理是將外圍電路置于存儲單元之上，在兩片獨(dú)立的晶圓上加工外圍電路和存儲單元，讓 NAND獲取更高的 I/O 接口速度及更多的操作功能，從而實(shí)現(xiàn)比傳統(tǒng) 3D NAND 更高的存儲密度?，F(xiàn)已實(shí)現(xiàn)了 128 層 NAND FLASH 的量產(chǎn)。

　　根據(jù)媒體科創(chuàng)版日報(bào)報(bào)道，合肥長鑫的產(chǎn)線已有 19 納米（1X 納米）的工藝制程，正推進(jìn) 17nm 工藝的量產(chǎn)，目前良率正在爬升。我國晶圓代工廠在閃存，DRAM，邏輯等幾大工藝平臺均在產(chǎn)能和制程上同時(shí)突破。

　　絕非鐵板一塊的歐美半導(dǎo)體

　　提振本土的半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并壟斷全球半導(dǎo)體芯片市場的話語權(quán)，歐洲顯然也不愿意總是當(dāng)“跟班小弟”。

　　為實(shí)現(xiàn)對本土半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的扶持，美國確定了520億美元的芯片補(bǔ)貼，可隨之而來的是歐盟也定下了相應(yīng)的目標(biāo)，制定《歐洲芯片法案》，計(jì)劃在2030年將歐洲地區(qū)的芯片產(chǎn)能，占到世界總量的20%。

　　今年2月，歐盟委員會公布了醞釀已久的《歐洲芯片法案》（A Chips Act for Europe）。根據(jù)法案，到2030年，歐盟擬動用超過430億歐元的公共和私有資金，支持芯片生產(chǎn)、試點(diǎn)項(xiàng)目和初創(chuàng)企業(yè)，并大力建設(shè)大型芯片制造廠。歐盟在法案中還提出了一項(xiàng)雄心勃勃的目標(biāo)，到2030年，將芯片產(chǎn)量占全球的份額從目前的10%提高至20%。

　　值得注意的是，就在《歐洲芯片法案》出爐的前幾天，美國眾議院通過了《2022年美國競爭法案》，其中包括對芯片制造業(yè)提供500多億美元的資金支持。后來，“瘦身版”的《芯片與科學(xué)法案》獲得通過并由美國總統(tǒng)拜登正式簽署生效。美國之外，韓國、日本、印度等國也相繼出臺與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)相關(guān)的政策支持與指引。

　　2021年9月15日，歐盟委員會主席馮德萊恩在發(fā)表年度國情咨文時(shí)提出了這句話。當(dāng)時(shí)的馮德萊恩進(jìn)一步表示，由于半導(dǎo)體短缺，盡管需求不斷增長，但整個生產(chǎn)線已經(jīng)在以較低的速度運(yùn)轉(zhuǎn)。盡管全球需求出現(xiàn)爆炸式增長，但歐洲在價(jià)值鏈（從設(shè)計(jì)到制造）上的份額卻出現(xiàn)了萎縮。

　　她強(qiáng)調(diào)，這不僅僅是競爭力的問題，也是一個技術(shù)主權(quán)問題。在此背景下，馮德萊恩表示歐盟將提出一項(xiàng)歐洲芯片法案。

　　2022年2月，備受關(guān)注的《歐洲芯片法案》正式出爐，希望借此解決半導(dǎo)體的短缺問題，以及加強(qiáng)歐洲的技術(shù)領(lǐng)先地位。具體來看，這一法案包含多個目標(biāo)，包括加強(qiáng)歐洲在“更小更快”芯片上的研究、加強(qiáng)高端芯片設(shè)計(jì)、制造和封裝方面的創(chuàng)新能力，同時(shí)要解決技能短缺的問題，希望吸引更多的人才以及培養(yǎng)熟練勞動力。其中最為矚目的，是到2030年，將芯片產(chǎn)量占全球的份額從目前的10%提高至20%。

　　歐盟認(rèn)為，歐洲在半導(dǎo)體的特定領(lǐng)域具備優(yōu)勢，例如電力電子元件、射頻和模擬器件、傳感器和微控制器的設(shè)計(jì)（這些器件廣泛應(yīng)用于汽車和制造業(yè)），在運(yùn)營大型芯片制造廠所需的材料和設(shè)備方面，歐洲也處于非常有利的位置。

　　但是，歐洲在全球半導(dǎo)體市場的總體份額僅為10%，并且在很大程度上依賴于第三國供應(yīng)商。根據(jù)歐盟公布的數(shù)據(jù)，在半導(dǎo)體供應(yīng)鏈上，歐盟在設(shè)備制造領(lǐng)域的市場份額為23%，在原材料/硅片領(lǐng)域占14%，在芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域占8%，而在IP/電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，僅占2%。

　　顯然，歐盟也想謀求在全球半導(dǎo)體領(lǐng)域的話語權(quán)，而在歐美積極布局半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的同時(shí)，全球其他國家也在該領(lǐng)域加碼。

　　以日本為例，一方面，邀請臺積電來本土建設(shè)28nm等成熟制程晶圓廠。另一方面，日本還拿出700億日元助力豐田、鎧俠等八家日本企業(yè)組建了“高端芯片聯(lián)盟”，并把目光瞄準(zhǔn)了2nm芯片的研發(fā)，甚至計(jì)劃要在2025年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。韓國也在2021年5月公布“K—半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)帶”戰(zhàn)略，計(jì)劃在2030年前在國內(nèi)構(gòu)建全球最大規(guī)模的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈

　　作為全球人口第二多的國家，印度的芯片消費(fèi)潛力也很大。據(jù)公開數(shù)據(jù)顯示，印度半導(dǎo)體市場規(guī)模將在2026年達(dá)到630億美元，相比2020年增加了4.3倍。

　　而半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)這些年一直都是我國發(fā)展的重點(diǎn)，據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2022年前三季度，國產(chǎn)芯片已經(jīng)達(dá)到了日產(chǎn)10億顆，對進(jìn)口芯片的砍單量也達(dá)到了610億顆，本土化趨勢已經(jīng)非常明顯，而在一些細(xì)分賽道上，我國更是具備了彎道超車的可能。

　　大有可為的細(xì)分賽道

　　相對于傳統(tǒng)半導(dǎo)體芯片領(lǐng)域，光子芯片等細(xì)分賽道當(dāng)下也給予我國彎道超車的機(jī)會。尤其是隨著芯片技術(shù)升級迭代，光子芯片有望成為新一代信息領(lǐng)域的底層技術(shù)支撐。

　　光子芯片是光電子器件的核心組成部分，與集成電路芯片相比存在多處不同——

　　·從性能而言，光子芯片的計(jì)算速度較電子芯片快約1000倍，且功耗更低。

　　·從材料而言，InP、GaAS等二代化合物半導(dǎo)體是光子芯片更為常用的材料，而集成電路一般采用硅片。

　　·從制備而言，光子芯片的制備流程與集成電路芯片存在一定相似性，但側(cè)重點(diǎn)在于外延設(shè)計(jì)與制備環(huán)節(jié)，而非光刻環(huán)節(jié)。民生證券指出，這也決定了光子芯片行業(yè)中，IDM模式是主流，有別于標(biāo)準(zhǔn)化程度高、行業(yè)分工明確的集成電路芯片。

　　值得一提的是，相較于電子芯片，光子芯片對結(jié)構(gòu)的要求較低，一般是百納米級，因此降低了對先進(jìn)工藝的依賴。中科鑫通總裁隋軍也表示，光子芯片使用我國已相對成熟的原材料及設(shè)備就能生產(chǎn)，而不像電子芯片一樣，必須使用EUV等極高端光刻機(jī)。

　　目前來看，全球市場中，高意集團(tuán)(II-VI)、Lumentum等占據(jù)領(lǐng)先地位，而長光華芯、源杰科技等本土企業(yè)已在高功率激光芯片、高速率激光芯片等領(lǐng)域取得進(jìn)展。