我国在半导体芯片领域上一直处于较为弱势的地位,因为制造芯片最重要的一环是光刻机,而我们在光刻机的自主研发上一直属于缓慢停滞的状态,阿斯麦负责人更多次表示,即使给我们图纸,中国大陆也不可能凭借一己之力成功制造出光刻机。
但其实我们已经在低端光刻机的产品市场上取得了较为可观的成绩,上海微电子在2018年就可以出货50台低端光刻机,占据大陆市场的八成。所以,我们其实只是在高端光刻机的研发上较为落后。
光刻机的市场垄断
但这并不意味着我们在光刻机上能够取得突破。光刻机主要分为“前道、后道、面板”三类;上海微电子发布的是封测光刻机,而我们生产最困难的则是前道类的光刻机。如果将其比喻成一道菜,前道就是材料本身,后道是包装袋,面板则是调味品。这三类中,前道仍然是最重要的,再精美的包装和调味,材料本身的品质才是最能直观体现这道菜的价值。所以想要完全体现后两者的价值,就需要拥有最尖端的前道芯片。
荷兰的阿斯麦公司目前是全球生产5nm芯片的EUV光刻机的唯一供应商,但其实严格意义上说,也就是一家组装公司而已。光刻机的主要核心技术还是来源于老美,并且阿斯麦的生产供应链内也有国产公司在内。近几年随着中国大陆半导体产业发展,阿斯麦也一直想开拓中国市场,想将售价高昂的EUV光刻机出口到中国大陆,进一步推动公司业绩的增长和发展。
2018年,中芯国际向阿斯麦订购了一台可以生产7nm以下芯片的EUV光刻机,但一直到现在都迟迟没有交付,由于老美政府的阻挠和搅局,荷兰政府一直都没有发放出口许可证。2021年末,老美商务部以保护国家安全和外交利益为理由,将中芯国际和旗下子公司列入了清单之中,这意味着阿斯麦如果想将EUV光刻机运往中国,还需要拿到老美商务部的许可证。但老美商务部针对中芯国际的禁令特别指出,10nm以下的先进工艺的技术材料都会被直接拒绝出口。
光刻机国产化的自主研发
老美希望联动日本和荷兰,以禁止出口高端设备的方式来遏制中国半导体技术的发展,但如果为此真的禁止了光刻机的出售,就遏制了中国市场对于高端设备的需求,也就威胁到了全球所有半导体公司的利益,还会加剧眼下半导体供不应求的局面。毕竟中国半导体市场需求量极大,是很难放弃的一笔生意,会为他们带来可观的利润,如果无法将设备出售给中国,这些厂商都将面临巨大的损失。
但老美垄断市场的方式反而推动了国内自主生产光刻机的发展进程。因为芯片的生产需要大量的电力和水资源,无论是三星还是台积电都已经遇到了产能的瓶颈,而大陆地大物博,我们用充足的资源支持生产;除此之外,阿斯麦曾经的最大对手尼康和佳能已经重新崛起。
全球第一台32nm、22nm光刻机都是尼康研发的,因为后来阿斯麦的崛起渐渐没落,但尼康并没有放弃光刻机的制作,他们绕过了阿斯麦的技术难题EUV,用另外一种方式制作出了可以制造5nm芯片的光刻机,一旦投入量产,将会对阿斯麦的市场进行撼动根基性的打击。
最重要的是,我们国产光刻机的研发也已经近在眼前。由上海微电子领头的各大研究所们在无数个辛勤工作的日夜后,终于研发出了可以自主生产28nm光刻机,迈入了高端芯片的生产市场,这意味着我们将成为除荷兰、日本外,第三个可以自主生产28nm光刻机能力的国家。只要28nm的研发投入量产,那么后续高端芯片的制作工艺就不再是困扰国内生产的难题。
海外市场的态度转变
意识到这一点,阿斯麦的态度也发生了微妙的转变。第四届中国国际进口博览会上,阿斯麦全球副总裁表示,将会在法律框架下全力支持中国芯片事业的发展,除了EUV光刻机无法供货外,其他产品都可以正常发货,也就是说DUV光刻机已经全面打开了限制。
今年上半年,中商情报网公布数据显示,我国半导体市场规模增长,预计全年高达150亿美元,也就是说,仅我们国家的光刻机需求就占据了阿斯麦全球光刻机的三成销量。而阿斯麦靠着光刻机发家,仅靠销售光刻机就可以赚得盆满钵满,但此前一直遵循着老美的规则,所以对我们销售的光刻机一直处在限制状态。
而选择在此时打开限制的阿斯麦无非就是想提前抢占市场,毕竟我们市场庞大,利润也十分可观,阿斯麦自然不想放弃这笔生意,而且上海微电子研发的28nm光刻机可以开始投入批量生产,那么曾经阿斯麦独占市场鳌头的现象将不复存在,所以很可能要采用低价出售的方式,试图用这种方式来冲击国产光刻机的研究进程。
但这未必不是好事,阿斯麦的光刻机能够享誉世界,必然有其领先世界的优点。随着DUV光刻机可以正常出口后,我们完全可以深入研究这台机器,从而取其精华去其糟粕,不断完善和提高国产光刻机的制造技术。只要实现“光刻机自由”,我们就能摆脱老美对中国半导体事业的多重打压。
总结
虽然我们的芯片行业发展仍然是挑战重重,依赖进口设备并不是能够长久解决国内芯片市场的方式,只有自主研发的道路才更加可靠,虽然处境艰难,但这是一个巨大的机会,或许这将成为整个中国芯片行业的开端,未来的研发道路一片光明。
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