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美國或重創(chuàng)日韓半導體,?

2022-10-02
作者: 湯之上隆
來源: 半導體行業(yè)觀察

  美國政府簽署了關(guān)于促進在美國本土生產(chǎn)半導體的法案一一《CHIPS and Science Act(以下簡稱為“芯片法案”)》,,此法案不僅會對美國、對全球各國都會產(chǎn)生很大影響,,甚至會產(chǎn)生“惡劣影響”,。此外,今年(2022年)下半年以來,,美國一直在加強對中國的出口管控,。這也將在各個方面產(chǎn)生不良影響。

  本文中,,筆者將著重論述美國“芯片法案”和美國對華政策產(chǎn)生的影響,。美國引起的這波影響也將波及日本的半導體廠家和材料廠家。此外,,筆者認為,,美國強化對華出口管控的起因在于俄烏沖突

  美國“芯片法案”的成立

  2022年8月9日,,美國拜登總統(tǒng)簽署“芯片法案”,,法案中指出美國政府對美國的半導體生產(chǎn)和研究開發(fā)給予527億美元(約人民幣3689億元)的補助。明細如下,,對于赴美建廠的半導體工廠給與390億美元(約人民幣2730億元,,其中,20億美元將用于汽車,、安防系統(tǒng)半導體方向),、對研發(fā)和人才培養(yǎng)給予132億美元(約人民幣924億元)、對國際信息通信安全技術(shù)和半導體供應(yīng)鏈給與5億美元(約人民幣35億元),。

  可享受上述美國“芯片法案”資金補助的半導體工廠如下圖1所示,。主要為美國本土企業(yè),,如英特爾的亞利桑那工廠(投資300億美元,約人民幣2100億元)和俄亥俄工廠(投資200億美元,,約人民幣1400億元),、Global Foundries(GF)、德州儀器(TI)的工廠,、鎂光的存儲半導體工廠(投資400億美元,,約人民幣2800億元)等。

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  有望享受美國“芯片法案”補助的海外企業(yè)有以下,,受美國政府邀請赴美建廠的臺灣積體電路制造有限公司(以下簡稱為:“TSMC”)的亞利桑那工廠(投資120億美元,,約人民幣840億元)、欲與TSMC抗衡的三星電子的德克薩斯工廠(投資170億美元,,約人民幣1190億元),SK集團的半導體研發(fā)中心(合計220億美元,,約人民幣1540億元)等,。據(jù)英特爾等企業(yè)表示:“希望得到美國政府30%的補助金”??偠灾?,上述企業(yè)都希望享受“芯片法案”的恩惠。然而,,現(xiàn)實卻沒有那么容易,!

  美國提出的“自衛(wèi)手段”

  美國拜登政權(quán)在發(fā)布“芯片法案”的同時,還指出:“芯片法案的目的在于削減成本,、創(chuàng)造就業(yè)機會,、強化供應(yīng)鏈、牽制中國”,,這明顯是美國的一種自保手段,。此外,為了切實保證美國半導體產(chǎn)業(yè)的競爭力,,美國政府還規(guī)定享受美國資金補助的企業(yè)在未來十年內(nèi),,禁止在中國投資、擴大有關(guān)尖端半導體(比28納米更先進的制程,,實際為16/14納米以后的先進制程)的活動,。

  依照美國的要求,以下企業(yè)在未來十年內(nèi)將無法在中國擴大投資,,如TSMC的南京工廠(生產(chǎn)40納米一一16納米的邏輯半導體),、三星電子的中國西安工廠(生產(chǎn)3D NAND)、SK海力士的中國無錫工廠(生產(chǎn)DRAM),、大連工廠(原屬于英特爾,,生產(chǎn)3D NAND),。

  南京工廠的產(chǎn)量在TSMC集團占比較少,但西安工廠生產(chǎn)的3D NAND占三星電子約40%的比例,,大連工廠生產(chǎn)的3 DNAND占SK集團約30%的比例,,無錫工廠生產(chǎn)的DRAM占SK集團約50%的比例。

  因此,,一旦三星電子和SK集團接受美國“芯片法案”帶來的資金補助,,將無法在中國工廠進行投資,不僅無法生產(chǎn)最先進的存儲半導體,,甚至連擴產(chǎn)也被限制,。這對存儲半導體廠家而言簡直是一場災(zāi)難??赡軙腥苏f:“那就不要接受美國的資金補助了,!”在成本昂貴的美國投資建設(shè)半導體工廠、研發(fā)中心,,如果總投資需要100億美元(約人民幣700億元),,而政府計劃補助30億美元(約人民幣210億元),現(xiàn)在政府不再補助,,對半導體廠家而言是一大損失,。

  如上所述,美國政府提出的“自衛(wèi)對策”對三星電子和SK集團而言簡直是“晴天霹靂”,。不排除韓國半導體廠家停止赴美建廠的可能性,。而且,這波影響可能波及日本的半導體生產(chǎn)設(shè)備,、材料廠家,。

  對日本的半導體生產(chǎn)設(shè)備、材料廠家的影響

  下面筆者將分別論述三星電子和SK集團在接受和不接受美國資金補助的情況下,,對日本半導體生產(chǎn)設(shè)備,、材料廠家的影響。

  (1)三星電子和SK集團接受美國資金援助的情況,。

  如果三星電子和SK集團接受美國政府資金援助,,三星電子將會投資170億美元(約人民幣1190億元)在德克薩斯州建設(shè)Foundry工廠,SK集團將會在美國建設(shè)半導體研發(fā)中心和清潔能源(Clean Energy)相關(guān)設(shè)施,。如果半導體工廠得以在美國建設(shè),,日本的材料廠家也會相應(yīng)地在美國建設(shè)新工廠。此外,,設(shè)備廠家也會相應(yīng)地在三星的工廠附件設(shè)立新?lián)c,。因此,對日本的設(shè)備,、材料廠家而言,,這是一個擴大美國業(yè)務(wù)的良機,。

  另一方面,三星電子和SK集團又受到美國“芯片法案”的牽制一一未來十年內(nèi)無法向位于中國的存儲半導體工廠進行投資或者新增設(shè)備,。筆者在上文也提到了,,對于存儲半導體廠家而言,如果無法投資新產(chǎn)品,、增設(shè)新設(shè)備,,無異于“束手待斃”。

  上述影響也會波及到日本的半導體生產(chǎn)設(shè)備,、材料廠家,。這是因為在2020年以后,中國大陸地區(qū)已經(jīng)成為全球最大的半導體生產(chǎn)設(shè)備市場,,超過臺灣地區(qū)和韓國(如下圖2),。中國的半導體生產(chǎn)設(shè)備市場自然也包括三星電子和SK集團位于中國的分工廠。

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  因此,,一旦三星電子和SK集團接受美國的資金補助,,日本、歐洲,、美國的半導體設(shè)備廠家將會失去龐大的中國大陸地區(qū)的業(yè)務(wù)(如圖3)。由于韓國無法在中國大陸地區(qū)新建存儲半導體工廠,,相應(yīng)地日本的材料廠家的業(yè)務(wù)也會下滑(如圖4),。正是因為中國大陸地區(qū)半導體設(shè)備、材料市場如此巨大,,所以影響也非同小可,。

  (2)如果三星電子和SK集團不接受美國的資金援助

  那么,如果三星電子和SK集團不接受美國的資金援助,,將會發(fā)生什么呢,?雖然我們無從得知SK集團的半導體研發(fā)中心是什么樣,但三星電子的位于德克薩斯州的Foundry工廠如果沒有美國政府的資金補助,,將會成為一處成本極其高昂的工廠,。

  我們假設(shè)建廠需要100億美元,政府補助30億美元,。即原本三星電子計劃投資170 億美元(約人民幣1190億元)在德克薩斯州建Foundry工廠,,美國政府對其補助約50億美元(約人民幣350億元),而三星電子為了維持在中國的生產(chǎn),,將無法享受這50億美元的補助,。這將導致三星工廠喪失一定的競爭力。

  由于美國對華管控愈發(fā)嚴格,,無論三星電子和SK集團是否接受美國政府的資金援助,,都有可能對其位于中國的工廠造成打擊,。理由如下。

  美國禁止向中國銷售本土半導體設(shè)備

  今年(2022年7月)有多家媒體報道指出,,美國商務(wù)部對本國的應(yīng)用材料公司(AMAT),、Lam Research(Lam)、KLA提出了禁止向中國的Foundry工廠一一SMIC出口用于16/14納米以及更先進制程的半導體設(shè)備,。

  SMIC原本就在美國的EL(實體清單)上,,即禁止向SMIC銷售用于10納米以及更尖端制程的設(shè)備,此處禁止銷售的設(shè)備僅有荷蘭ASML的尖端EUV光刻機,。SMIC是肯定無法采購尖端EUV光刻機了,,就連SK海力士的中國無錫工廠也無法采購EUV光刻機用于生產(chǎn)DRAM。

  此次美國商務(wù)的規(guī)定是進一步強化了對華出口限制,。此外,,禁止向中國出口用于16/14納米以及更先進制程的設(shè)備這一政策,很有可能也將適用于三星電子和SK海力士集團位于中國的工廠,。如果上述可能性為真,,三星電子和SK海力士的存儲半導體工廠真的就面臨著“死亡”。

  同時對日本的設(shè)備廠家,、材料廠家也會帶來不良影響,。即,如果沒有AMAT的成膜設(shè)備,、Lam的干蝕(Dry Etching)設(shè)備,、KLA的檢測設(shè)備,就無法構(gòu)筑16/14納米的生產(chǎn)產(chǎn)線,。那么,,半導體廠家也沒有必要引進東京電子(TEL)的“涂布顯影設(shè)備(Coater Developer)”、SCREEN的清洗設(shè)備,。此外,,如果無法構(gòu)建16/14納米的生產(chǎn)產(chǎn)線,也就意味著有關(guān)硅晶圓,、光刻膠,、溶液等各類材料的業(yè)務(wù)也將消失。

  然而,,美國對中國的出口限制還不止于此,。

  ArF曝光機也將被禁止出口?

  2022年7月22日,,彭博社報道稱,,SMIC已開始出貨7納米產(chǎn)品。7納米制程采用的是ArF浸沒式與SAQP(Self-Aligned Quadruple Patterning,自對準四次成型技術(shù))的結(jié)合技術(shù),。有人推測是SMIC通過解析TSMC的7納米產(chǎn)品,,才得以研發(fā)和生產(chǎn)成功。

  TSMC的7納米工藝與英特爾的10納米工藝的微縮性基本一致,,但英特爾在2016年沒有成功量產(chǎn)10納米,,五年后,依然原地踏步,,因此,,雖說SMIC生產(chǎn)出了7納米產(chǎn)品,還是令業(yè)界很震驚的,。

  此外,,美國決不允許上述事情的再次發(fā)生,因此,,有人預測,,美國政府很有可能要求ASML和尼康,禁止對中國出口ArF浸沒式光刻機,。如果上述預測成真,,SMIC不僅無法生產(chǎn)7納米產(chǎn)品,更無法生產(chǎn)38納米以后的半導體(38納米是ArF浸沒式分辨率的極限),。另外,,甚至也有可能波及到三星電子和SK海力士在中國的存儲半導體工廠。

  那么,,美國究竟是為什么要徹底打擊中國的半導體產(chǎn)業(yè)呢(包括韓國在華工廠),?要知道美國的這些管制措施將給韓國和臺灣地區(qū)的半導體廠家、日本歐洲美國的半導體設(shè)備廠家和材料廠家?guī)順O大的損失,。

  美國強化對華管控的理由

  在中國于2015年發(fā)布的“中國制造2025”中,提到要在航空和科技領(lǐng)域獲得進步的內(nèi)容,。美國政府了解到這一內(nèi)容,,勢必要打壓中國。實際上,,對于原在全球5G技術(shù)方面領(lǐng)先的華為公司,,美國已經(jīng)實施了打壓手段。

  原來不在美國實體清單上的SMIC居然成功研發(fā)和生產(chǎn)出了7納米,,這對美國而言是無法接受的事實,!因此,美國決定禁止對華出口16/14納米以后的相關(guān)設(shè)備,,甚至正在謀劃禁止對華出口ArF浸沒式光刻機,。

  美國牽制中國的另一個原因在于俄烏沖突。

  中國對俄出口半導體量驟增

  自俄烏沖突以來,已經(jīng)過去七個月了,,時至今日,,沖突還沒有要結(jié)束的征兆。筆者在此真心希望戰(zhàn)爭可以早日結(jié)束,。

  下面我們從半導體的觀點進行分析,。無論是任何一種武器,都需要半導體,,而且是高性能半導體,。是什么企業(yè)設(shè)計和生產(chǎn)的這些半導體呢?筆者試著做了一下調(diào)查,,發(fā)現(xiàn)俄羅斯也有半導體廠家(如下圖5),。Baikal Electronics和Moscow Center of SPARC Technologies(MSCT)是屬于半導體設(shè)計公司(Design,F(xiàn)abless),,具有設(shè)計16納米CPU的實力(其實力在日本之上),。

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  另外,Micron Group是一家可以生產(chǎn)65納米半導體的代工廠(Foundry),,但是令人遺憾的是Micron Group無法為Baikal Electronics和MCST代工生產(chǎn)16納米的CPU,。

  那么,究竟是哪家企業(yè)在生產(chǎn)呢,?推測應(yīng)該是TSMC和SMIC(下圖6),。俄烏沖出剛剛開始,TSMC就立即停止了對俄出口半導體,。

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  上圖可以看出,,在臺灣地區(qū)停止對俄出口后,中國對俄出口驟增,。上圖6中的金額為邏輯半導體和存儲半導體的合計金額,,業(yè)界有人推測邏輯半導體為SMIC生產(chǎn)的。那么,,存儲半導體是由哪家企業(yè)生產(chǎn)的呢,?NAND很有可能是紫光集團旗下的YMTC(長江存儲)。也有可能是三星電子位于西安的工廠,。另外,,目前中國還無法真正量產(chǎn)DRAM,所以業(yè)界有人推測對俄出口的DRAM很有可能是SK海力士無錫工廠生產(chǎn)的,。

  因此,,有人認為美國之所以徹底打擊中國,是因為中國對俄大量出口半導體,。如果中國對俄出口的半導體中有三星電子和SK海力士生產(chǎn)的存儲半導體,,那么美國很有可能也會對韓國的半導體工廠實施嚴格管控。

  如果美國政府要求禁止向韓國在華存儲半導體工廠銷售16/14納米以后的設(shè)備和ArF浸沒式光刻機,那么韓國的存儲半導體廠家將面臨極大的危機,。同時,,日本、歐洲,、美國的設(shè)備,、材料廠家的業(yè)務(wù)也將驟減。雖然是為了緩和俄烏沖突,,卻使半導體產(chǎn)業(yè)陷入了困境,。未來將如何發(fā)展,讓我們靜觀其變,。

 

  


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