作為日本老牌電子巨頭,佳能相機(jī)做得好,,但光刻機(jī)做得也不差,。
就在今年年初,,佳能關(guān)閉了運(yùn)營32年的珠海工廠。盡管,,巔峰時(shí)期,,這里曾一度占了佳能全球卡片數(shù)碼相機(jī)的一半產(chǎn)量。
到了下半年,,不斷收縮中的佳能,,卻大手一揮表示要投資500億日元(約25億人民幣),新建半導(dǎo)體設(shè)備工廠,。以2021年數(shù)據(jù)來看,,佳能光刻機(jī)均價(jià)約為:
7857萬。
更具體來說,,去年總計(jì)銷售140臺光刻機(jī)的佳能,,想要將其產(chǎn)能提高兩倍,同時(shí),佳能還要研制一種名叫NIL的低成本高端設(shè)備,,試圖在全球高端光刻機(jī)領(lǐng)域分一杯羹,。
畢竟一臺最最基礎(chǔ)的EUV光刻機(jī)就要超過1億元,還是美刀,。
故事似乎有些反常,?
目前,全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)都處于周期底部,,就連長期供不應(yīng)求的臺積電,,也準(zhǔn)備于今年關(guān)閉4臺EUV光刻機(jī),鼓勵(lì)員工多休息,。對于擴(kuò)產(chǎn),、購買光刻機(jī)的意愿更是一降再降。
那么問題來了,,晶圓廠們都不愿擴(kuò)產(chǎn)了,,佳能為何在此時(shí)增加光刻機(jī)產(chǎn)能?
01
佳能擴(kuò)產(chǎn),,意在中國
項(xiàng)莊舞劍,,意在沛公;佳能擴(kuò)產(chǎn),,意在中國,。
這么說,原因主要有二:
第一,,雖然全球產(chǎn)能過剩,,但中國芯片仍在擴(kuò)張,需要光刻機(jī),。
首先來看看中國芯片企業(yè)的數(shù)量,。
企查查搜索芯片,一年內(nèi)成立的企業(yè)有63017家,;成立1-2年的企業(yè)有45511家,;成立2-3年的有20678家。盡管中國芯片產(chǎn)業(yè)沒有按照摩爾定律發(fā)展,,但是企業(yè)數(shù)量卻按照摩爾定律在穩(wěn)步推進(jìn),。企業(yè)多了,實(shí)力不一定成正比增加,,但對光刻機(jī)的需求,,一定會暴漲。
其次看看企業(yè)愿意付出的代價(jià),。
在2021年史無前例大缺芯中,,一臺三十年前佳能的二手光刻機(jī)身價(jià)暴漲17倍,,2014年售價(jià)不到10萬美元,卻足足被炒作賣到了170萬美元,。盡管這臺光刻機(jī)僅適用于4至8英寸的晶圓,,只能用于350nm的技術(shù)。
第二,,中國光刻機(jī)產(chǎn)業(yè)的自主化還有一段距離。
目前,,要生產(chǎn)7nm以下先進(jìn)芯片制程,,極紫外線光刻機(jī)(EUV)是必選項(xiàng)。但全球范圍內(nèi),,僅阿斯麥一家具備EUV光刻機(jī)的生產(chǎn)能力,。
那我們距離EUV的距離有多遠(yuǎn)呢?
目前國內(nèi)最先進(jìn)的光刻機(jī)來自上海微電子,,其最先進(jìn)的光刻機(jī)是一款代號SSA600/20的DUV設(shè)備,,只能用于90nm芯片的生產(chǎn)。而90nm,,是臺積電兩千年前后就已經(jīng)量產(chǎn)的芯片制程,。
因此,擴(kuò)產(chǎn)中的中國芯片事業(yè),,迫切需要補(bǔ)上光刻機(jī)的短板,。
02
為什么是佳能?
全球范圍內(nèi),,能做光刻機(jī)的企業(yè)不少,,為什么是佳能?
最直接的原因是,,佳能更容易繞過長臂管轄,。
當(dāng)前,全球的光刻機(jī)主要可以分為兩類,,EUV與DUV,。簡單來說,EUV主要用于7nm及更先進(jìn)的制程,,在這個(gè)市場中,,來自荷蘭的阿斯麥一家獨(dú)大。而在14nm以及更成熟的制程中,,則主要使用的是DUV設(shè)備,,這一市場則由阿斯麥以及來自日本的佳能、尼康三分天下,。
由于歷史的原因,,在光刻機(jī)的生產(chǎn)中,,阿斯麥采用全球分工,尤其是光刻機(jī)的核心零部件光源主要來自美國,,因此會受到更多的美國長臂管轄,,而日本企業(yè)更多采用垂直一體化的生產(chǎn)模式,相對來說受限較小,。
一邊是山高皇帝遠(yuǎn)的美國管轄,,一邊是不斷增長的中國市場,孰輕孰重,,佳能自然早有結(jié)論,。
政治原因之外,于佳能而言,,借助中國市場,,實(shí)現(xiàn)光刻機(jī)產(chǎn)業(yè)的“彎道超車”,則是另一重它的隱秘“芯事”,。
根據(jù)爆料,,佳能計(jì)劃開發(fā)的該新一代設(shè)備很可能就是2021年成功研發(fā)的米壓印光刻(NIL)的升級版。
所謂NIL技術(shù),,是將三維結(jié)構(gòu)的掩膜壓在晶圓的感光材料上,,同時(shí)照射光線完成一次性轉(zhuǎn)印,被稱為是最有前景的光刻技術(shù)之一,。
相比EUV,,NIL主要有兩大優(yōu)勢。
第一,,NIL更省錢,。眾所周知,EUV設(shè)備就是一臺吞金獸,,光購買價(jià)款就超過了一臺波音客機(jī),,還有一年超一千萬度的耗電量。而NIL不僅設(shè)備投資僅有EUV的40%,,耗電量更是僅有10%,。
第二,技術(shù)更加獨(dú)立自主,。傳統(tǒng)光刻機(jī)市場中,,DUV自主并不罕見,但到了EUV階段,,則需要來自美國的光源,、德國的鏡片、英國的真空腔,,舉全球之力完成,。但是對NIL技術(shù)來說,,主要技術(shù)以及零件來源是日本的佳能,鎧俠以及大日本印刷株式會社(DNP),,并早在2017年就開始在日本三重縣四日市的鎧俠工廠內(nèi)研發(fā)NIL量產(chǎn),。因此技術(shù)上并不受美國的長臂管轄。
當(dāng)然,,這些目前也僅僅只是佳能的官方宣傳,,而且主要被用在存儲芯片的生產(chǎn)。
03
不可忽視的日本半導(dǎo)體實(shí)力
一直以來,,對于中國芯片產(chǎn)業(yè)鏈的安全,,我們常常將其與全面國產(chǎn)畫上等號。但必須承認(rèn)的是,,我們的芯片產(chǎn)業(yè)鏈安全,,是分兩步走的:
第一步,,左手去美化,,右手全球化,減少美系設(shè)備,、美系技術(shù)對我們的制約,。
第二步,加快關(guān)于芯片設(shè)備,、軟件等上游環(huán)節(jié)的研發(fā),,實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)。
顯然,,拉近與佳能在內(nèi)的日本企業(yè)的距離,,正是我們走第一步的重要一環(huán)。畢竟,,日本企業(yè)在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)上的實(shí)力不可小覷,,全球半導(dǎo)體設(shè)備TOP20供應(yīng)商中,有11家來自日本,。
拆開各個(gè)環(huán)節(jié)來看,,可以發(fā)現(xiàn):
在光刻機(jī)領(lǐng)域,除了佳能之外,,日本尼康同樣是DUV領(lǐng)域的代表性玩家,,并在3D芯片堆疊的封裝光刻機(jī)等細(xì)分領(lǐng)域做到了全球領(lǐng)先。
再比如,,除去光刻之外,,一顆芯片的制造還需要許多其他環(huán)節(jié)的配合。半導(dǎo)體前7道工藝環(huán)節(jié)按照設(shè)備產(chǎn)線投資,,可以分為“三大四小”七個(gè)環(huán)節(jié),,光刻,、刻蝕、沉積這三大是重中之重,。
三大之中,,除了光刻機(jī)可以直接決定芯片的尺寸之外,刻蝕,、沉積設(shè)備同樣也決定著芯片的制程良率,。甚至在7nm芯片的DUV時(shí)代,刻蝕機(jī)的投入一度超過光刻機(jī),,成為采購占比最高的芯片設(shè)備,。
而日本的東京電子,正是一個(gè)從刻蝕到沉積,,再到涂布多個(gè)領(lǐng)域四面開花的全能選手,。尤其在涂布設(shè)備環(huán)節(jié),東京電子的市占率高達(dá)九成,,幾近壟斷,。體現(xiàn)在營收上,東京電子是2021年全球半導(dǎo)體設(shè)備廠商營收的TOP3,,僅次于美國的應(yīng)用材料和荷蘭的ASML,。
設(shè)備之外,在芯片的上游材料方面,,日本同樣打滿全場:譬如,,在氟聚酰亞胺領(lǐng)域,日本企業(yè)的占比高達(dá)90%,。但日本的材料實(shí)力,,可不只一個(gè)小小的氟聚酰亞胺,在19種芯片生產(chǎn)必備材料中,,日本在其中的14種都處于行業(yè)領(lǐng)先,,乃至壟斷地位。
尾聲
關(guān)于中國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),,總會有一種觀點(diǎn)認(rèn)為,,我們成為了一座孤立無援的孤島。但果真如此嘛,?
一個(gè)最近的小切口,,可以幫助我們更好的了解事情的全貌。
政客不斷層層施壓的當(dāng)下,,在今年上海的第五屆進(jìn)博會上,,被美國點(diǎn)名的全球大型半導(dǎo)體及設(shè)備企業(yè)們踴躍參加:
阿斯麥表示,為了滿足在華業(yè)務(wù)的日益增長,,阿斯麥中國團(tuán)隊(duì)人數(shù)近年來穩(wěn)定增加,。
美籍的英特爾,、超威半導(dǎo)體、高通,、泛林,、科磊等半導(dǎo)體巨頭也亮相其中,直言“可推進(jìn)新一代半導(dǎo)體技術(shù)的突破”,。
而最近被美國屢屢點(diǎn)名,,不能對中國出口A100、H100等高性能芯片的英偉達(dá),,則干脆選擇“偷梁換柱”,,推出了“中國特制版”先進(jìn)計(jì)算芯片A800,既符合美國新的出口管制規(guī)定,,同時(shí)也讓那些對A100,、H100有需求的中國企業(yè),找到了低配平替,。
毫無疑問,,在一場所有人都身不由己的芯片政治中,政客要的是權(quán)利,,企業(yè)要的是盈利,,即使千難萬險(xiǎn),,他們?nèi)詴x擇用腳投票,。