今年一場突如其來的武漢“新冠肺炎”疫情牽動著每一個中國人的心。
可最近一周,,有兩個消息傳來,頓時讓半導(dǎo)體業(yè)界趕到更加揪心,。
一是 2020 年 2 月 18 日,,美國媒體華爾街報道,特朗普政府正考慮對中國采取新的貿(mào)易舉措,,將限制美國芯片制造設(shè)備的使用,,尋求切斷中國獲得關(guān)鍵半導(dǎo)體技術(shù)的渠道。美國商務(wù)部正起草對所謂外國直接產(chǎn)品規(guī)定進行調(diào)整的計劃,,該規(guī)定限制外國企業(yè)將美國技術(shù)用于軍事或國家安全產(chǎn)品,。據(jù)知情人士稱,相關(guān)調(diào)整將允許商務(wù)部要求世界各地的芯片企業(yè)在獲得許可的情況下,才能使用美國設(shè)備生產(chǎn)供應(yīng)給華為芯片,。
二是 2020 年 2 月 24 日,,日本媒體 Japantime 報道,包括美國,、日本在內(nèi)的瓦森納安排 Wassenaar Arrangement”42 個成員國在 2019 年 12 月同意擴大出口管制范圍,,新增加的管制范圍包括可用于軍事目的的半導(dǎo)體基板制造技術(shù)和用于網(wǎng)絡(luò)攻擊的軍事軟件。報道指出,,日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省和其他部門將制定有關(guān)的細(xì)節(jié),,要求硅片制造商申請出口產(chǎn)品和相關(guān)技術(shù)的許可證。日本相關(guān)廠商人士透露,,目前還不確定日本政府的相關(guān)細(xì)節(jié),。一旦有了相關(guān)細(xì)節(jié),則產(chǎn)品及相關(guān)技術(shù)的出口就必須要申請許可,,廠家就會陷入疲于應(yīng)付的境地,。
事實上,先前華爾街的報和 Japantime 報道,,都和 2019 年 12 月在奧地利召開的瓦森納安排出口管制會議有關(guān),。
首先,我們先了解一下瓦森納安排到底是什么條約呢,?
“瓦森納安排”的全稱是“關(guān)于常規(guī)武器和兩用物品及技術(shù)出口控制的瓦森納安排 The Wassenaar Arrangement on Export Controls for Conventional Arms and Dual-Use Good and Technologies”,,它是世界主要的工業(yè)設(shè)備和武器制造國在“巴黎統(tǒng)籌委員會”解散后成立的一個旨在控制常規(guī)武器和高新技術(shù)貿(mào)易的國際性組織?!鞍屠杞y(tǒng)籌委員會”的正式名稱是“對共產(chǎn)黨國家出口管制統(tǒng)籌委員會 Coordinating Committee for Export to Communist Countries”,,是對社會主義國家實行禁運和貿(mào)易限制的國際組,是 1949 年 11 月在美國的提議下秘密成立的,,因其總部設(shè)在巴黎,,通常被稱為“巴黎統(tǒng)籌委員會”。1994 年 4 月 1 日,,“巴黎統(tǒng)籌委員會”的正式宣告解散,。然而,它所制定的禁運物品列表后來被“瓦森納安排”所繼承,,延續(xù)至今,。
“瓦森納安排”于 1996 年在荷蘭瓦森納簽署,當(dāng)時有 33 個國家參與,,包括澳大利亞,、比利時、加拿大,、丹麥,、法國,、德國、希臘,、意大利,、日本、盧森堡,、荷蘭,、挪威、葡萄牙,、西班牙,、土耳其、英國,、美國 17 個“巴黎統(tǒng)籌委員會”成員國和以及阿根廷,、奧地利、保加利亞,、捷克共和國,、芬蘭、匈牙利,、愛爾蘭,、新西蘭、波蘭,、羅馬尼亞,、俄羅斯、斯洛伐克,、韓國,、瑞典、瑞士,、烏克蘭等 16 國,;之后墨西哥、南非,、印度,、克羅地亞、愛沙尼亞,、拉脫維亞,、立陶宛、馬耳他,、斯洛文尼亞等國家陸續(xù)加入。
和“巴黎統(tǒng)籌委員會”一樣,,“瓦森納安排”包含兩份控制清單:一份是軍民兩用商品和技術(shù)清單,,涵蓋了先進材料,、材料處理、電子器件,、計算機,、電信與信息安全、傳感與激光,、導(dǎo)航與航空電子儀器,、船舶與海事設(shè)備、推進系統(tǒng)等 9 大類,;另一份是軍品清單,,涵蓋了各類武器彈藥、設(shè)備及作戰(zhàn)平臺等共 22 類,。所有成員國必須簽署,。中國、朝鮮,、伊朗,、利比亞等都在被禁運之列
“瓦森納安排”聲稱是一種建立在自愿基礎(chǔ)上的集團性出口控制機制,其根本目的在于通過成員國間的信息通報制度,,提高常規(guī)武器和雙用途物品及技術(shù)轉(zhuǎn)讓的透明度,,以達到對常規(guī)武器和雙用途物品及相關(guān)技術(shù)轉(zhuǎn)讓的監(jiān)督和控制?!巴呱{安排”聲稱不針對任何國家和國家集團,,不妨礙正常的民間貿(mào)易,也不干涉通過合法方式獲得自衛(wèi)武器的權(quán)力,,但無論從其成員國的組成還是該機制的現(xiàn)實運行情況看,,“瓦森納安排”具有明顯的集團性質(zhì)和針對發(fā)展中國家的特點。
簡單來說,,就是“瓦森納安排”雖然允許成員國在自愿的基礎(chǔ)上對各自的技術(shù)出口實施控制,,但實際上成員國在重要的技術(shù)出口決策上受到美國的影響。
好吧,,有點跑題了,,我們還是回到半導(dǎo)體領(lǐng)域。
對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)來說,,受限于《瓦森納安排》,,從芯片設(shè)計到生產(chǎn)等多個領(lǐng)域,中國都不能獲取到國外的最新科技,。小到一顆螺絲釘,,大到航天推進器,都在管控范圍內(nèi),。
于是,,芯思想研究院迅速找到“瓦森納安排”的《軍民兩用商品和技術(shù)清單》2018 版和 2019 版進行研讀,。經(jīng)過對照發(fā)現(xiàn),剛發(fā)布的 2019 版和 2018 版相比,,內(nèi)容修訂不多,,但非常關(guān)鍵,直指痛點,!也許會對發(fā)展中的中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)形成嚴(yán)重傷害,。
瓦森納安排的《軍民兩用商品和技術(shù)清單 Dual-Use Goods and Technologies and Munitions List》到底有那些和半導(dǎo)體密切相關(guān)呢?下面讓我們來了解一下《軍民兩用商品和技術(shù)清單》,。
2019 年 12 月發(fā)布的最新版瓦森納安排的《軍民兩用商品和技術(shù)清單 Dual-Use Goods and Technologies and Munitions List》有共有 243 頁,,其中正文 241 頁,比 2018 年版多了 3 頁內(nèi)容,。
清單包括如下
通用技術(shù),、通用軟件、通用信息安全說明
第一類 特殊材料和相關(guān)設(shè)備
第二類 材料加工
第三類 電子產(chǎn)品
第四類 計算機
第五類之一 電信
第五類之二 信息安全
第六類 傳感器與激光
第七類 導(dǎo)航及航空電子
第八類 海洋技術(shù)
第九類 航空航天推進系統(tǒng)
附錄一 敏感清單
附錄二 非常敏感清單
其中和半導(dǎo)體最相關(guān)的莫過于第三類“電子產(chǎn)品”,。當(dāng)然,,其他部分也多少會涉及到。
在第三類“電子產(chǎn)品”中,,共分五項進行說明,,分別是:系統(tǒng)、設(shè)備和組件 SYSTEMS, EQUIPMENT AND COMPONENTS,;測試,、檢測、制造設(shè)備 TEST, INSPECTION AND PRODUCTION EQUIPMENT,;材料 MATERIALS,、軟件 SOFTWARE、技術(shù) TECHNOLOGY,。
1,、系統(tǒng)、設(shè)備和組件(該部分內(nèi)容沒有變化)
對半導(dǎo)體集成電路進行了諸多限制,,涵蓋:單片集成電路,、混合集成電路、多芯片集成電路,、薄膜型集成電路(包括藍(lán)寶石上硅集成電路),、光集成電路、三維集成電路”,、單片微波集成電路(MMIC),。具體來說包括:微處理器、微計算機電路,、微控制器,、DSP,、ADC/DAC、光器件,、FPGA、FFT 處理器,、存儲器(SRAM,、NVM)、微波器件,。
比如 ADC/DAC 的在符合以下條件的都在管制之內(nèi),。
分辨率 8bit 到 10bit,采樣率大于每秒 1.3G SPS,;
分辨率 10bit 到 12bit,,采樣率大于每秒 600M SPS;
分辨率為 12bit 到 14bit,,采樣率大于 400 M SPS,;
. 分辨率為 14bit 到 16bit,采樣率大于 250 MSPS,;
分辨率大于或等于 16 位,,采樣率大于 65 M SPS
2、測試,、檢測,、制造設(shè)備(該部分內(nèi)容沒有修訂)
包括原子層外延設(shè)備(ALE)、金屬有機化學(xué)氣相沉積設(shè)備(MOCVD),、分子束外延生長設(shè)備(MBE),、光刻設(shè)備(包括納米壓印),。
其中光刻設(shè)備管制范圍說明如下:(和 2018 年版本沒有變化)
光源波長短于 193 nm,;
生產(chǎn)最小可分辨特征尺寸(MRF)為 45 nm 或更小的圖案(MRF=曝光光源波長*0.35/NA)
如此看來 EUV 光刻機確實是在管制范圍內(nèi)。
但是控制和不批準(zhǔn)是兩個概念,,控制歸控制,,但是還是有可能批準(zhǔn)的。
確實如此,,此前,,中芯國際、華虹集團等半國內(nèi)導(dǎo)體公司進口的很多設(shè)備都需要取得出口許可證,,但經(jīng)過雙方的交流和溝通 ,,設(shè)備也都購買回來了。現(xiàn)在我國最先進的工藝也推進到了 14 納米,,也已經(jīng)實現(xiàn)了量產(chǎn),!
3,、材料(該部分內(nèi)容也沒動)
包括襯底材料和 193 納米用光刻膠。
半導(dǎo)體基板襯底說明非常明確,,其范圍包括硅片(Silicon Wafer),、鍺片、碳化硅片以及 III-V 族的鎵和銦材料,,以及晶錠,、晶棒等。
內(nèi)容也對高電阻率材料進行了說明,,并且標(biāo)注了注意事項,。因為高阻抗率材料可以用來生產(chǎn)超高壓、超大電流的器件,,可以轉(zhuǎn)用于軍事領(lǐng)域,。
4、軟件
包括為規(guī)定的設(shè)備開發(fā)的軟件,,以及用來開發(fā) EUV 光刻掩?;蜓谀0嫔系膱D案的軟件。
筆者發(fā)現(xiàn) 2019 版和 2018 版相對照,,該部分有了變化,。
修訂的這部分內(nèi)容非常關(guān)鍵。請大家仔細(xì)品讀,。
2018 年的內(nèi)容表述為:物理模擬軟件
2019 年的內(nèi)容直接表述為:計算機光刻軟件,。
芯思想研究院認(rèn)為,這一修訂非常關(guān)鍵,,直接打在半導(dǎo)體光刻工藝研發(fā)的七寸上,。
據(jù)悉,光刻工藝過程可以用光學(xué)和化學(xué)模型借助數(shù)學(xué)公式來描述,。光照射在掩模上發(fā)生衍射,,衍射級被投影透鏡收集并會聚在光刻膠表面,這一成像過程是一個光學(xué)過程,;投影在光刻膠上的圖像激發(fā)光化學(xué)反應(yīng),,烘烤后導(dǎo)致光刻膠局部可溶于顯影液,這是化學(xué)過程,。計算光刻就是使用計算機來模擬,、仿真光刻工藝中光學(xué)和化學(xué)過程,從理論上探索增大光刻分辨率和工藝窗口的途徑,,指導(dǎo)工藝參數(shù)的優(yōu)化,。計算光刻起源于 20 世紀(jì) 80 年代,它一直是作為一種輔助工具而存在。隨著工藝的不斷進步,,設(shè)計尺寸不斷縮小,,器件上最小線寬開始小于曝光波長,越來越接近光刻成像系統(tǒng)的極限,,光的衍射效應(yīng)變得越來越明顯,,導(dǎo)致最終對設(shè)計圖形產(chǎn)生光學(xué)影像退化,實際形成的光刻圖案相對于掩膜版上的圖案發(fā)生嚴(yán)重畸變,,最終在硅片上經(jīng)過光刻形成的實際圖形和設(shè)計圖形不同,,這種現(xiàn)象稱為光學(xué)鄰近效應(yīng)(OPE,Optical Proximity Effect),。為了修正光學(xué)鄰近效應(yīng),便產(chǎn)生了學(xué)鄰近效應(yīng)修正(OPC,,optical proximity correction),,光學(xué)臨近效應(yīng)修正已經(jīng)成為光刻圖形處理的關(guān)鍵步驟,變得必不可少,。
光刻工程師還使用一些專用的測試圖形曝光,,收集晶圓上的數(shù)據(jù),用來修正軟件里的模型,,使之計算出的結(jié)果和實際盡量吻合 ,。
現(xiàn)在,在先進工藝特別是 FinFET 工藝中,,計算光刻已經(jīng)成為光刻工藝研發(fā)的核心,。計算光刻是依靠專用 EDA 工具來實現(xiàn)的,這些 EDA 工具都是有專門的供應(yīng)商提供的,。明導(dǎo)(MENTOR),、新思(Synopsys)都有專用 OPC 軟件提供,目前國內(nèi)的全芯智造也在瞄準(zhǔn) OPC 軟件,。
5,、技術(shù)
包括浮點運算計算技術(shù)、HEMT 和 HBT 等一系列技術(shù),。
筆者發(fā)現(xiàn) 2019 版和 2018 版相比,,在此部分最后加了一內(nèi)容。就是有關(guān) 12 英寸大硅片的切磨拋(Slicing,、Grinding,、Polishing)工藝技術(shù)。
芯思想研究院認(rèn)為,,新增內(nèi)容就是針對中國的大硅片企業(yè),。
新增內(nèi)容中“Site front least-squares range(SFQR)”是指硅片平整度,該參數(shù)是硅片拋光質(zhì)量的一個重要指標(biāo),據(jù)悉,,該參數(shù)也是拋光過程中比較難于優(yōu)化的一個參數(shù),。
目前,12 英寸大硅片生產(chǎn)技術(shù)主要由日本信越半導(dǎo)體(Shin-Etsu),、勝高(SUMCO)和德國世創(chuàng)(Siltronic)掌握,,切磨拋設(shè)備也幾乎被日本控制,上游的原材料高純多晶硅也被美國,、日本和德國所壟斷,,這也導(dǎo)致國內(nèi)大硅片技術(shù)進展緩慢。
目前國產(chǎn) 8 英寸硅片出貨主要還是 MOS 管器件生產(chǎn)用,,真正用在集成電路制造中的少之又少,;12 英寸主要還是以控片、陪片為主,,正片還是在相對低端工藝小批量試用階段,,至于工藝節(jié)點就不要去猜測了,反正不可能是 14 納米和 28 納米(偷笑),。
遍地開花的大硅片項目引起了美國及其他國家的高度戒備,,不知道是幸運還是悲催!但起碼有一點,,這些大硅片項目又可以借機炒作一把,!
我國半導(dǎo)體集成電路產(chǎn)業(yè)還是發(fā)展階段,不管是設(shè)備,、材料,、工藝、管理等方面,,都和海外半導(dǎo)體有著不少的差距,,脖子還是被卡著!
希望媒體不要天天寫“中國半導(dǎo)體不再被‘卡脖子’了”,、“中國告別‘缺芯’之痛”,,你越吹,人家就越卡你脖子,!
不要以為真得可以倒逼出半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),!
也許這次疫情能夠讓半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)回歸理性!
如需原文可聯(lián)系筆者,。