根據(jù)《環(huán)球時報》的消息,，美國,、日本,、荷蘭三國已經(jīng)達成了一份限制向中國出口先進芯片制造設(shè)備的秘密協(xié)定,，旨在打擊中國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),。
目前，這份協(xié)定還在嚴格保密之中,。但顯然，絕對不會是對我們有利的安排,。
今天,，我們就來談?wù)勥@一輪緩緩展開的“對華包圍網(wǎng)”。
01
美國為什么要聯(lián)合日本和荷蘭
這一次的“攻勢”,，其實非常好理解——四個字“全面封鎖”,。
盡管我們都知道半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈背后是整個發(fā)達國家集團的科技成果，但在這個網(wǎng)絡(luò)里,，美國,、日本、荷蘭是最重要的三個節(jié)點——美國,、日本,、荷蘭，三個國家加起來,，就是整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的上游,。
先說美國。
眾所周知,，一塊芯片的誕生需要經(jīng)過設(shè)計,、制造、封裝,、測試四個環(huán)節(jié),。我們都知道中國大陸的短板在于芯片制造，但其實美國的芯片制造水平也未必多高——區(qū)別在于美國能買到我們買不到而已,。
在現(xiàn)在這個階段,，美國本土其實也沒辦法生產(chǎn)5nm/7nm這種先進制程的芯片。特朗普和拜登雖然不對付,，但在把芯片工廠轉(zhuǎn)移到美國本土這件事兒上是有共識的——這也側(cè)面說明制造環(huán)節(jié)的確是美國的短板,。
美國在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中的地位不在制造，而在于設(shè)計,。
現(xiàn)在的芯片上動不動就幾十億個晶體管,，靠人工設(shè)計肯定是不現(xiàn)實的，因此就必須依賴EDA（電子設(shè)計自動化）軟件來幫設(shè)計師們排布芯片里的各種電路結(jié)構(gòu)和區(qū)塊,。而如果你想開發(fā)出足夠好用的EDA軟件,，那么你首先要有豐富的芯片知識——這個恰恰就是美國的強項了,，畢竟芯片就是在美國誕生的。
在EDA領(lǐng)域,，Synopsys,、Cadence、Siemens EDA三家合起來占了全球78%的市場,，而這三家全部都是美國企業(yè),。
而更要清楚的是，我們說美國的地位主要在設(shè)計和知識,，不代表美國只會設(shè)計和知識——只是這一塊太強了,，掩蓋了其他成就而已——美國的泛林、應(yīng)用化學(xué),、陶氏等企業(yè)在半導(dǎo)體材料和設(shè)備市場上也是響當(dāng)當(dāng)?shù)拇嬖凇?/p>
然后我們再來說說日本,。
日本對全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的貢獻，主要來自于它提供的半導(dǎo)體材料——芯片制造的每一個環(huán)節(jié)幾乎都需要材料的加持：硅片（基底材料）,、掩膜版（光刻機的“底片”）,、特種氣體（去除雜質(zhì)、實現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)）,、光刻膠（“底片”伴侶）,、濕法電子化學(xué)品（清洗劑和刻蝕劑）、靶材（給芯片提供微量元素）,、拋光液……
顯然,，這些東西的背后是一個國家的化工實力。
很不巧,，日本就是一個化工強國,。
日本的化工實力有多強呢？科研上,，從2000年到2019年,，一共有7個日本人獲得了諾貝爾化學(xué)獎。產(chǎn)業(yè)上,，前兩年日韓因為領(lǐng)土問題鬧糾紛,，日本反手斷了給三星的半導(dǎo)體材料，讓韓國人狠狠地摔了一跟頭,。
在半導(dǎo)體材料市場上,，日本企業(yè)主要活躍在硅片、光刻膠領(lǐng)域,。
硅片市場上,，信越化學(xué)和SUMCO兩家企業(yè)占了近50%的市場份額，而中國大陸所有相關(guān)企業(yè)加起來不到5%,。
光刻膠市場上,，世界前五大光刻膠企業(yè)總共拿下了87%的市場,，其中有四家都是日本企業(yè)——JSR、信越化學(xué),、東京應(yīng)化,、住友化學(xué)，四家加起來有82%的份額,。
說實話,，日本的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)真的是可惜慘了，80/90年代的時候,，日本芯片產(chǎn)品的地位和美國不相上下,，結(jié)果在美國的操作之下，現(xiàn)在日本只能在半導(dǎo)體領(lǐng)域安安分分地做一個材料供應(yīng)商,，再也別想做“整機”了,。
至于荷蘭,，其實沒有什么太多要說的——ASML的地位不必多說,，懂的都懂。
美國,、日本,、荷蘭聯(lián)合起來對中國搞禁運，其實就是徹底掐斷了我們獲得最高端半導(dǎo)體軟件,、材料,、設(shè)備的路——三家聯(lián)合，意味著中國所遭遇的是“產(chǎn)業(yè)鏈”層面的封殺,。
02
中國面臨什么樣的局面
芯片工廠漫長的生產(chǎn)線上,，集中了幾十種設(shè)備。光刻機雖然重要,，但放在幾十種設(shè)備里也不過是其中的一個環(huán)節(jié)而已,。買不到光刻機雖然說很難受，但也就是難受而已,，中國的半導(dǎo)體行業(yè)還不至于因為這就有個三長兩短,。
之前局長寫過一篇專門講中國半導(dǎo)體裝備行業(yè)的文章，盤點了中國半導(dǎo)體裝備行業(yè)的國產(chǎn)替代進度——總的來說,，中國大陸半導(dǎo)體最大的困難是難以去沖擊3nm/5nm/7nm這樣的先進制程——屬于是“上限不高”的問題,。在28nm以上的成熟制程的領(lǐng)域，我們的供應(yīng)安全還是可以保證的,。
既然掌握EDA的美國,、掌握材料的日本、掌握設(shè)備的荷蘭現(xiàn)在聯(lián)合在即,，那么我們也從EDA,、材料,、設(shè)備上來看看中國的狀態(tài)。
這里先說說EDA代表的軟件,。
這個行業(yè)比的是技術(shù)和人才,，之前也說了，EDA作為設(shè)計芯片的工具,，內(nèi)部其實也根據(jù)功能不同有所分類,。但不管怎么分類，造EDA的人必須自己也很懂半導(dǎo)體技術(shù)的各個環(huán)節(jié),。
從美國那些EDA大廠的業(yè)務(wù)上也能看出這種特點：美國EDA大廠們的兩大收入來源,，一個是收取EDA軟件的授權(quán)使用費，一個就是賣IP（可以簡單理解為是某些成熟的通用模塊）,。
中國EDA行業(yè)最慘烈的是1994年往后的日子——美國1994年取消了對中國的EDA限制,，結(jié)果國內(nèi)芯片設(shè)計企業(yè)果斷就用起了成熟先進的進口EDA軟件，國內(nèi)的EDA徹底躺平,。反倒是最近幾年,，隨著美國的強力封鎖，進口EDA斷供,，國產(chǎn)EDA反而開始猛轟油門向前沖了——EDA作為一個很依賴人才的行業(yè),，最近幾年，本土EDA企業(yè)的人才數(shù)量開始增加,，這是個非常好的信號,。
從技術(shù)上看，國產(chǎn)EDA和國際水平的差距也沒有那么嚇人——華大九天,、概倫電子的產(chǎn)品很多已經(jīng)被臺積電,、三星之類的一流廠商所采用了，說明國產(chǎn)EDA還是非常有前途的,。
物理學(xué)法則在中國在美國都是一樣的,，美國EDA巨頭的成功離不開長期以來從客戶生產(chǎn)實踐里獲得的各種數(shù)據(jù)和資源。
在美國斷供前,，國內(nèi)企業(yè)多數(shù)都在用進口EDA,，國產(chǎn)EDA沒有足夠參與生產(chǎn)的機會，也就沒啥數(shù)據(jù)積累,，改進潛力薄弱,。
說白了，中國EDA的問題主要是在市場份額上,，問題不是國內(nèi)有沒有,，而是有沒有人愿意用。
套用網(wǎng)絡(luò)上的一句俗語,，“最高端的技術(shù)往往面臨著最樸素的問題”,。國產(chǎn)EDA的大敵不是美國巨頭,，而是盜版軟件。國內(nèi)的很多芯片設(shè)計企業(yè)有一部分甚至還在用“破解版”的進口EDA——看來,，“打擊盜版,、支持正版”這件事，其實不僅僅是游戲行業(yè)的痛點,，對中國EDA來說也緊要的,。
再來說說國產(chǎn)半導(dǎo)體材料的問題。
和EDA類似,，國產(chǎn)廠商很多時候面臨的問題不是技術(shù)問題而是市場問題——有很多東西我們也能造出來,，技術(shù)上也未必差多少，但因為后發(fā)劣勢,，所以市占率上差很多,。
這里我們主要就講一下國內(nèi)硅片和光刻膠上面的情況。
硅片方面,，品類上可以細分為：拋光片以及在拋光片基礎(chǔ)上做出的外延片,、擴散片、退火片,、SOI硅片等不同的產(chǎn)品線,。指標(biāo)上,，越大越好,，12寸比8寸好，8寸比6寸好,，一張更大的硅片意味著單位芯片的成本降低,，客戶為了降低成本會更喜歡用大尺寸。
當(dāng)然,，大尺寸也意味加工難度的提高——拋光,、去除雜質(zhì)等工藝的難度和工作量也會越來越大，最終反映到硅片產(chǎn)品的品質(zhì)和價格上,。要知道,，做芯片基底的硅片材料要求5億個硅原子里只能有1個缺陷，表面高低落差和細微顆粒要低于10nm,。
全球市場上,，日本信越化學(xué)是絕對的龍頭，基本上所有的產(chǎn)品線都有而且都能做到12英寸的水平,。國內(nèi)的來看,，拋光片、外延片已經(jīng)做到了12英寸,，擴散片,、退火片基本空白,，SOI的水平基本停留在在8英寸級別。
由于不同的硅片類型有不同的電學(xué)特性,，所以產(chǎn)品越多越能滿足客戶的要求,。國內(nèi)廠商目前主要還是在做基礎(chǔ)的拋光片和外延片，因此市場競爭力上還有一定差距,。
光刻膠方面,，情況比較不樂觀。較為低端的微米級芯片,，國產(chǎn)光刻膠的國產(chǎn)化率都只有20%,，越往高端走，問題越大——到了7nm以下的先進制程領(lǐng)域,，適配13.4nm波長極紫外線的光刻膠,，國內(nèi)目前是一片空白。
問題的關(guān)鍵主要在于原材料和品控設(shè)備——造光刻膠需要對不同波長起反應(yīng)的特殊光引發(fā)劑以及把各種成分聚攏在一起的特種樹脂,，這倆東西國內(nèi)目前都還不能生產(chǎn),，所以都是要進口的。
至于品控設(shè)備,，這種精密儀器也是中國的老短板了——我們的確還是需要努力的,。
END
尾聲：這輪攻勢有何不同
中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)被美國壓制封鎖也不是一天兩天了，這輪攻勢與之前的不同,，個人認為主要體現(xiàn)在兩個方面：
首先,，它是一個產(chǎn)業(yè)鏈級別的攻勢。
之前美國搞的“Chip4”芯片聯(lián)盟,，成員是美國,、日本、韓國和中國臺灣地區(qū)——但仔細看,，韓國和中國臺灣地區(qū)的企業(yè)都是以制造見長的,，沒有材料和設(shè)備上的實力，而且彼此的龍頭企業(yè)之間都是有競爭關(guān)系且都和大陸市場上有利益相關(guān)——這種關(guān)系讓Chip4看上去就很尷尬,。
甚至連《經(jīng)濟學(xué)人》這種經(jīng)常陰陽怪氣我們的媒體都覺得它不靠譜,。
或許是為了彌補“Chip4”的bug，這一次美國找的是日本和荷蘭,，一個是生產(chǎn)材料的,，一個是生產(chǎn)設(shè)備的，都是產(chǎn)業(yè)鏈的重要節(jié)點——比Chip4那種從制造末端下手更來得兇險,。
第二,，這一次的打擊范圍更大。
拉上荷蘭，就意味著拉上了ASML——和以往不同,，這一次連生產(chǎn)成熟制程的DUV光刻機都可能被禁運,。也就是說，現(xiàn)在美國對我們半導(dǎo)體的攻勢已經(jīng)不僅僅是之前的“斬斷高端”,，現(xiàn)在連“成熟市場”都要被盯上了,。
總體來看，情況的確還是比較危險的,。但另一方面,，老話說得好，虱子多了不嫌咬——四五年過去了,，大家電腦照樣用,，手機照樣換，汽車照樣跑,，也并沒有遇到什么變化,。
對我們來說，安全始終是第一位的,，所以成熟制程的市場上我們下了很大的功夫,，目前基本上能夠做到自給自足。和之前一樣,，問題主要還是在先進制程上,。在我看來，這一輪攻勢可能是想把我們在成熟制程上的防線也給破壞掉,，可以說是非常狠毒了,。
某種意義上來說，我們現(xiàn)在遇到的問題比當(dāng)年蘇聯(lián)嚴酷得多——蘇聯(lián)民用工業(yè)非常薄弱,，重心都在軍工和重工業(yè)上,，一門心思準(zhǔn)備打世界大戰(zhàn),，而且蘇聯(lián)關(guān)起門來過日子,，自己成一套體系，禁運不禁運,，他都不會和外面有太多的商業(yè)交流,。
但我們不同，我們早已把自己深深嵌入了全球價值鏈,，成為了全球工廠且和絕大多數(shù)國家都有極其深厚的貿(mào)易關(guān)系,。中國作為全球化進程最大受益者，也背上了一些“debuff”——受益于全球化的我們,，在那些需要全球分工合作,、產(chǎn)業(yè)鏈較長的領(lǐng)域發(fā)揮不佳——典型的就是芯片、大飛機這樣的復(fù)雜行業(yè),。
我想,，對手也一定是看到了這樣的事實,，所以才極力希望把我們從全球科技產(chǎn)業(yè)鏈中排擠出去。
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