美國(guó)政府簽署了關(guān)于促進(jìn)在美國(guó)本土生產(chǎn)半導(dǎo)體的法案一一《CHIPS and Science Act(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“芯片法案”)》,,此法案不僅會(huì)對(duì)美國(guó)、對(duì)全球各國(guó)都會(huì)產(chǎn)生很大影響,,甚至?xí)a(chǎn)生“惡劣影響”,。此外,今年(2022年)下半年以來(lái),,美國(guó)一直在加強(qiáng)對(duì)中國(guó)的出口管控,。這也將在各個(gè)方面產(chǎn)生不良影響。
本文中,,筆者將著重論述美國(guó)“芯片法案”和美國(guó)對(duì)華政策產(chǎn)生的影響,。美國(guó)引起的這波影響也將波及日本的半導(dǎo)體廠(chǎng)家和材料廠(chǎng)家。此外,,筆者認(rèn)為,,美國(guó)強(qiáng)化對(duì)華出口管控的起因在于俄烏沖突。
美國(guó)“芯片法案”的成立
2022年8月9日,,美國(guó)拜登總統(tǒng)簽署“芯片法案”,,法案中指出美國(guó)政府對(duì)美國(guó)的半導(dǎo)體生產(chǎn)和研究開(kāi)發(fā)給予527億美元(約人民幣3689億元)的補(bǔ)助。明細(xì)如下,,對(duì)于赴美建廠(chǎng)的半導(dǎo)體工廠(chǎng)給與390億美元(約人民幣2730億元,,其中,20億美元將用于汽車(chē),、安防系統(tǒng)半導(dǎo)體方向),、對(duì)研發(fā)和人才培養(yǎng)給予132億美元(約人民幣924億元),、對(duì)國(guó)際信息通信安全技術(shù)和半導(dǎo)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(guó)“芯片法案”資金補(bǔ)助的半導(dǎo)體工廠(chǎng)如下圖1所示,。主要為美國(guó)本土企業(yè),,如英特爾的亞利桑那工廠(chǎng)(投資300億美元,約人民幣2100億元)和俄亥俄工廠(chǎng)(投資200億美元,,約人民幣1400億元),、Global Foundries(GF)、德州儀器(TI)的工廠(chǎng),、鎂光的存儲(chǔ)半導(dǎo)體工廠(chǎng)(投資400億美元,,約人民幣2800億元)等。
有望享受美國(guó)“芯片法案”補(bǔ)助的海外企業(yè)有以下,,受美國(guó)政府邀請(qǐng)赴美建廠(chǎng)的臺(tái)灣積體電路制造有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為:“TSMC”)的亞利桑那工廠(chǎng)(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(chǎng)(投資170億美元,,約人民幣1190億元),,SK集團(tuán)的半導(dǎo)體研發(fā)中心(合計(jì)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(guó)政府30%的補(bǔ)助金”,。總而言之,,上述企業(yè)都希望享受“芯片法案”的恩惠,。然而,現(xiàn)實(shí)卻沒(méi)有那么容易,!
美國(guó)提出的“自衛(wèi)手段”
美國(guó)拜登政權(quán)在發(fā)布“芯片法案”的同時(shí),,還指出:“芯片法案的目的在于削減成本、創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì),、強(qiáng)化供應(yīng)鏈,、牽制中國(guó)”,這明顯是美國(guó)的一種自保手段,。此外,,為了切實(shí)保證美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力,美國(guó)政府還規(guī)定享受美國(guó)資金補(bǔ)助的企業(yè)在未來(lái)十年內(nèi),,禁止在中國(guó)投資,、擴(kuò)大有關(guān)尖端半導(dǎo)體(比28納米更先進(jìn)的制程,實(shí)際為16/14納米以后的先進(jìn)制程)的活動(dòng),。
依照美國(guó)的要求,,以下企業(yè)在未來(lái)十年內(nèi)將無(wú)法在中國(guó)擴(kuò)大投資,如TSMC的南京工廠(chǎng)(生產(chǎn)40納米一一16納米的邏輯半導(dǎo)體)、三星電子的中國(guó)西安工廠(chǎng)(生產(chǎn)3D NAND),、SK海力士的中國(guó)無(wú)錫工廠(chǎng)(生產(chǎn)DRAM),、大連工廠(chǎng)(原屬于英特爾,生產(chǎn)3D NAND),。
南京工廠(chǎng)的產(chǎn)量在TSMC集團(tuán)占比較少,,但西安工廠(chǎng)生產(chǎn)的3D NAND占三星電子約40%的比例,大連工廠(chǎng)生產(chǎn)的3 DNAND占SK集團(tuán)約30%的比例,,無(wú)錫工廠(chǎng)生產(chǎn)的DRAM占SK集團(tuán)約50%的比例,。
因此,一旦三星電子和SK集團(tuán)接受美國(guó)“芯片法案”帶來(lái)的資金補(bǔ)助,,將無(wú)法在中國(guó)工廠(chǎng)進(jìn)行投資,,不僅無(wú)法生產(chǎn)最先進(jìn)的存儲(chǔ)半導(dǎo)體,,甚至連擴(kuò)產(chǎn)也被限制,。這對(duì)存儲(chǔ)半導(dǎo)體廠(chǎng)家而言簡(jiǎn)直是一場(chǎng)災(zāi)難??赡軙?huì)有人說(shuō):“那就不要接受美國(guó)的資金補(bǔ)助了,!”在成本昂貴的美國(guó)投資建設(shè)半導(dǎo)體工廠(chǎng)、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(jì)劃補(bǔ)助30億美元(約人民幣210億元),現(xiàn)在政府不再補(bǔ)助,,對(duì)半導(dǎo)體廠(chǎng)家而言是一大損失,。
如上所述,美國(guó)政府提出的“自衛(wèi)對(duì)策”對(duì)三星電子和SK集團(tuán)而言簡(jiǎn)直是“晴天霹靂”,。不排除韓國(guó)半導(dǎo)體廠(chǎng)家停止赴美建廠(chǎng)的可能性,。而且,這波影響可能波及日本的半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備,、材料廠(chǎng)家,。
對(duì)日本的半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備、材料廠(chǎng)家的影響
下面筆者將分別論述三星電子和SK集團(tuán)在接受和不接受美國(guó)資金補(bǔ)助的情況下,,對(duì)日本半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備,、材料廠(chǎng)家的影響。
(1)三星電子和SK集團(tuán)接受美國(guó)資金援助的情況,。
如果三星電子和SK集團(tuán)接受美國(guó)政府資金援助,,三星電子將會(huì)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(chǎng),SK集團(tuán)將會(huì)在美國(guó)建設(shè)半導(dǎo)體研發(fā)中心和清潔能源(Clean Energy)相關(guān)設(shè)施,。如果半導(dǎo)體工廠(chǎng)得以在美國(guó)建設(shè),,日本的材料廠(chǎng)家也會(huì)相應(yīng)地在美國(guó)建設(shè)新工廠(chǎng)。此外,設(shè)備廠(chǎng)家也會(huì)相應(yīng)地在三星的工廠(chǎng)附件設(shè)立新?lián)c(diǎn),。因此,,對(duì)日本的設(shè)備、材料廠(chǎng)家而言,,這是一個(gè)擴(kuò)大美國(guó)業(yè)務(wù)的良機(jī),。
另一方面,三星電子和SK集團(tuán)又受到美國(guó)“芯片法案”的牽制一一未來(lái)十年內(nèi)無(wú)法向位于中國(guó)的存儲(chǔ)半導(dǎo)體工廠(chǎng)進(jìn)行投資或者新增設(shè)備,。筆者在上文也提到了,,對(duì)于存儲(chǔ)半導(dǎo)體廠(chǎng)家而言,如果無(wú)法投資新產(chǎn)品,、增設(shè)新設(shè)備,,無(wú)異于“束手待斃”。
上述影響也會(huì)波及到日本的半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備,、材料廠(chǎng)家,。這是因?yàn)樵?020年以后,中國(guó)大陸地區(qū)已經(jīng)成為全球最大的半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備市場(chǎng),,超過(guò)臺(tái)灣地區(qū)和韓國(guó)(如下圖2),。中國(guó)的半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備市場(chǎng)自然也包括三星電子和SK集團(tuán)位于中國(guó)的分工廠(chǎng)。
因此,,一旦三星電子和SK集團(tuán)接受美國(guó)的資金補(bǔ)助,,日本、歐洲,、美國(guó)的半導(dǎo)體設(shè)備廠(chǎng)家將會(huì)失去龐大的中國(guó)大陸地區(qū)的業(yè)務(wù)(如圖3),。由于韓國(guó)無(wú)法在中國(guó)大陸地區(qū)新建存儲(chǔ)半導(dǎo)體工廠(chǎng),相應(yīng)地日本的材料廠(chǎng)家的業(yè)務(wù)也會(huì)下滑(如圖4),。正是因?yàn)橹袊?guó)大陸地區(qū)半導(dǎo)體設(shè)備,、材料市場(chǎng)如此巨大,所以影響也非同小可,。
(2)如果三星電子和SK集團(tuán)不接受美國(guó)的資金援助
那么,,如果三星電子和SK集團(tuán)不接受美國(guó)的資金援助,將會(huì)發(fā)生什么呢,?雖然我們無(wú)從得知SK集團(tuán)的半導(dǎo)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(chǎng)如果沒(méi)有美國(guó)政府的資金補(bǔ)助,將會(huì)成為一處成本極其高昂的工廠(chǎng),。
我們假設(shè)建廠(chǎng)需要100億美元,,政府補(bǔ)助30億美元。即原本三星電子計(jì)劃投資170 億美元(約人民幣1190億元)在德克薩斯州建Foundry工廠(chǎng),,美國(guó)政府對(duì)其補(bǔ)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(guó)的生產(chǎn),,將無(wú)法享受這50億美元的補(bǔ)助。這將導(dǎo)致三星工廠(chǎng)喪失一定的競(jìng)爭(zhēng)力,。
由于美國(guó)對(duì)華管控愈發(fā)嚴(yán)格,,無(wú)論三星電子和SK集團(tuán)是否接受美國(guó)政府的資金援助,都有可能對(duì)其位于中國(guó)的工廠(chǎng)造成打擊,。理由如下,。
美國(guó)禁止向中國(guó)銷(xiāo)售本土半導(dǎo)體設(shè)備
今年(2022年7月)有多家媒體報(bào)道指出,美國(guó)商務(wù)部對(duì)本國(guó)的應(yīng)用材料公司(AMAT),、Lam Research(Lam),、KLA提出了禁止向中國(guó)的Foundry工廠(chǎng)一一SMIC出口用于16/14納米以及更先進(jìn)制程的半導(dǎo)體設(shè)備。
SMIC原本就在美國(guó)的EL(實(shí)體清單)上,,即禁止向SMIC銷(xiāo)售用于10納米以及更尖端制程的設(shè)備,,此處禁止銷(xiāo)售的設(shè)備僅有荷蘭ASML的尖端EUV光刻機(jī)。SMIC是肯定無(wú)法采購(gòu)尖端EUV光刻機(jī)了,,就連SK海力士的中國(guó)無(wú)錫工廠(chǎng)也無(wú)法采購(gòu)EUV光刻機(jī)用于生產(chǎn)DRAM,。
此次美國(guó)商務(wù)的規(guī)定是進(jìn)一步強(qiáng)化了對(duì)華出口限制。此外,,禁止向中國(guó)出口用于16/14納米以及更先進(jìn)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(tuán)位于中國(guó)的工廠(chǎng),。如果上述可能性為真,,三星電子和SK海力士的存儲(chǔ)半導(dǎo)體工廠(chǎng)真的就面臨著“死亡”。
同時(shí)對(duì)日本的設(shè)備廠(chǎng)家,、材料廠(chǎng)家也會(huì)帶來(lái)不良影響,。即,如果沒(méi)有AMAT的成膜設(shè)備,、Lam的干蝕(Dry Etching)設(shè)備,、KLA的檢測(cè)設(shè)備,就無(wú)法構(gòu)筑16/14納米的生產(chǎn)產(chǎn)線(xiàn),。那么,,半導(dǎo)體廠(chǎng)家也沒(méi)有必要引進(jìn)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(wú)法構(gòu)建16/14納米的生產(chǎn)產(chǎn)線(xiàn),也就意味著有關(guān)硅晶圓,、光刻膠,、溶液等各類(lèi)材料的業(yè)務(wù)也將消失。
然而,,美國(guó)對(duì)中國(guó)的出口限制還不止于此,。
ArF曝光機(jī)也將被禁止出口?
2022年7月22日,彭博社報(bào)道稱(chēng),,SMIC已開(kāi)始出貨7納米產(chǎn)品,。7納米制程采用的是ArF浸沒(méi)式與SAQP(Self-Aligned Quadruple Patterning,自對(duì)準(zhǔn)四次成型技術(shù))的結(jié)合技術(shù),。有人推測(cè)是SMIC通過(guò)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(méi)有成功量產(chǎn)10納米,五年后,,依然原地踏步,,因此,,雖說(shuō)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(guó)決不允許上述事情的再次發(fā)生,,因此,有人預(yù)測(cè),,美國(guó)政府很有可能要求ASML和尼康,禁止對(duì)中國(guó)出口ArF浸沒(méi)式光刻機(jī),。如果上述預(yù)測(cè)成真,,SMIC不僅無(wú)法生產(chǎn)7納米產(chǎn)品,,更無(wú)法生產(chǎn)38納米以后的半導(dǎo)體(38納米是ArF浸沒(méi)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(guó)的存儲(chǔ)半導(dǎo)體工廠(chǎng)。
那么,,美國(guó)究竟是為什么要徹底打擊中國(guó)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)呢(包括韓國(guó)在華工廠(chǎng))?要知道美國(guó)的這些管制措施將給韓國(guó)和臺(tái)灣地區(qū)的半導(dǎo)體廠(chǎng)家,、日本歐洲美國(guó)的半導(dǎo)體設(shè)備廠(chǎng)家和材料廠(chǎng)家?guī)?lái)極大的損失,。
美國(guó)強(qiáng)化對(duì)華管控的理由
在中國(guó)于2015年發(fā)布的“中國(guó)制造2025”中,,提到要在航空和科技領(lǐng)域獲得進(jìn)步的內(nèi)容。美國(guó)政府了解到這一內(nèi)容,,勢(shì)必要打壓中國(guó),。實(shí)際上,,對(duì)于原在全球5G技術(shù)方面領(lǐng)先的華為公司,,美國(guó)已經(jīng)實(shí)施了打壓手段。
原來(lái)不在美國(guó)實(shí)體清單上的SMIC居然成功研發(fā)和生產(chǎn)出了7納米,,這對(duì)美國(guó)而言是無(wú)法接受的事實(shí),!因此,,美國(guó)決定禁止對(duì)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(duì)華出口ArF浸沒(méi)式光刻機(jī)。
美國(guó)牽制中國(guó)的另一個(gè)原因在于俄烏沖突,。
中國(guó)對(duì)俄出口半導(dǎo)體量驟增
自俄烏沖突以來(lái),,已經(jīng)過(guò)去七個(gè)月了,,時(shí)至今日,沖突還沒(méi)有要結(jié)束的征兆,。筆者在此真心希望戰(zhàn)爭(zhēng)可以早日結(jié)束,。
下面我們從半導(dǎo)體的觀(guān)點(diǎn)進(jìn)行分析。無(wú)論是任何一種武器,,都需要半導(dǎo)體,,而且是高性能半導(dǎo)體。是什么企業(yè)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的這些半導(dǎo)體呢,?筆者試著做了一下調(diào)查,,發(fā)現(xiàn)俄羅斯也有半導(dǎo)體廠(chǎng)家(如下圖5),。Baikal Electronics和Moscow Center of SPARC Technologies(MSCT)是屬于半導(dǎo)體設(shè)計(jì)公司(Design,,F(xiàn)abless),,具有設(shè)計(jì)16納米CPU的實(shí)力(其實(shí)力在日本之上)。
另外,,Micron Group是一家可以生產(chǎn)65納米半導(dǎo)體的代工廠(chǎng)(Foundry),但是令人遺憾的是Micron Group無(wú)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(cè)應(yīng)該是TSMC和SMIC(下圖6)。俄烏沖出剛剛開(kāi)始,,TSMC就立即停止了對(duì)俄出口半導(dǎo)體。
上圖可以看出,在臺(tái)灣地區(qū)停止對(duì)俄出口后,,中國(guó)對(duì)俄出口驟增,。上圖6中的金額為邏輯半導(dǎo)體和存儲(chǔ)半導(dǎo)體的合計(jì)金額,業(yè)界有人推測(cè)邏輯半導(dǎo)體為SMIC生產(chǎn)的,。那么,,存儲(chǔ)半導(dǎo)體是由哪家企業(yè)生產(chǎn)的呢,?NAND很有可能是紫光集團(tuán)旗下的YMTC(長(zhǎng)江存儲(chǔ))。也有可能是三星電子位于西安的工廠(chǎng),。另外,,目前中國(guó)還無(wú)法真正量產(chǎn)DRAM,,所以業(yè)界有人推測(cè)對(duì)俄出口的DRAM很有可能是SK海力士無(wú)錫工廠(chǎng)生產(chǎn)的。
因此,,有人認(rèn)為美國(guó)之所以徹底打擊中國(guó),,是因?yàn)橹袊?guó)對(duì)俄大量出口半導(dǎo)體,。如果中國(guó)對(duì)俄出口的半導(dǎo)體中有三星電子和SK海力士生產(chǎn)的存儲(chǔ)半導(dǎo)體,,那么美國(guó)很有可能也會(huì)對(duì)韓國(guó)的半導(dǎo)體工廠(chǎng)實(shí)施嚴(yán)格管控,。
如果美國(guó)政府要求禁止向韓國(guó)在華存儲(chǔ)半導(dǎo)體工廠(chǎng)銷(xiāo)售16/14納米以后的設(shè)備和ArF浸沒(méi)式光刻機(jī),那么韓國(guó)的存儲(chǔ)半導(dǎo)體廠(chǎng)家將面臨極大的危機(jī),。同時(shí),日本,、歐洲、美國(guó)的設(shè)備,、材料廠(chǎng)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(dǎo)體產(chǎn)業(yè)陷入了困境,。未來(lái)將如何發(fā)展,讓我們靜觀(guān)其變,。