28nm設(shè)備被禁亦真亦假

最近的這個周末，一則“臺積電南京擴(kuò)產(chǎn)受阻、28nm半導(dǎo)體設(shè)備被卡脖子”的消息在網(wǎng)上盛傳。而AI財經(jīng)社從幾位行業(yè)核心人士處獲悉，這條信息并未從可信渠道獲得證實(shí)，應(yīng)該是一則假消息，但情況也比較復(fù)雜。

該信息有兩個關(guān)鍵點(diǎn)：一是美國選準(zhǔn)28nm半導(dǎo)體技術(shù)，嚴(yán)禁美國公司直接向中國出口相關(guān)設(shè)備，同時也禁止從第三方轉(zhuǎn)移相關(guān)設(shè)備進(jìn)入中國市場，為此，臺積電、聯(lián)華電子從中國臺灣轉(zhuǎn)移至大陸的設(shè)備就未獲得美國許可；消息中的28nm技術(shù)在半導(dǎo)體業(yè)界被稱為“黃金線”，是區(qū)分成熟制造技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)的節(jié)點(diǎn)。此前，美國只阻止14納米、7納米、5納米等先進(jìn)半導(dǎo)體設(shè)備出口中國。二是稱28nm技術(shù)主要影響汽車芯片生產(chǎn)，這直接關(guān)系到國內(nèi)的新能源車、自動駕駛技術(shù)發(fā)展。

“臺積電受阻”、“28nm”和“新能源車”，幾個熱詞最終將這則傳言引爆了。

中國電子專用設(shè)備工業(yè)協(xié)會秘書長金存忠告訴AI財經(jīng)社，這則謠言在網(wǎng)上傳得很厲害，但消息的源頭還未找到。AI財經(jīng)社登錄美國商務(wù)部網(wǎng)站后，也并沒有查詢到相關(guān)信息。半導(dǎo)體行業(yè)人士顧文軍則在朋友圈表示：“據(jù)我了解，這是個假消息。之所以出現(xiàn)上述謠言，可能是因?yàn)橛幸恍┩赓Y和臺資企業(yè)做相關(guān)申請時，超出了原來簡短的審批周期，以為不被批準(zhǔn)。”

不過，情況也比想象中要復(fù)雜。國內(nèi)某芯片制造廠高層劉卓告訴AI財經(jīng)社，因?yàn)橐咔榇騺y了整個生產(chǎn)鏈，再加上設(shè)備交貨周期本來就長，全世界都在搶設(shè)備，導(dǎo)致設(shè)備的交付晚了幾個月。但從另外一個角度，有些打壓“只做不說，有些則只說不做，因此見仁見智”。

設(shè)備行業(yè)資深人士周翼在看到這則消息后分析，盡管未有明文禁令，但根據(jù)他的了解，幾個月以來，美國三大半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商應(yīng)用材料、LAM和KLA都沒有從美國本土向中芯國際發(fā)過貨，“媒體也已經(jīng)報道過了?！苯衲?月，知情人士告訴AI財經(jīng)社，美國應(yīng)用材料公司雖然在申請出口許可證，“但其設(shè)備，甚至連一個零部件都不能從美國發(fā)貨給中芯國際?！?

但周翼也提到一點(diǎn)，有些設(shè)備比如刻蝕機(jī)、CVD（化學(xué)氣相沉積）不會區(qū)分是28nm還是45nm設(shè)備。但有些設(shè)備，用于28nm及以下那些更先進(jìn)的芯片，比如光刻機(jī)、原子刻蝕機(jī)、外延爐等，這些設(shè)備美國一直在管控。還有一些設(shè)備，比如腐蝕機(jī)、建設(shè)臺、退火爐，這些是“大路貨”，可以買到，更不要說，擴(kuò)散爐、清洗機(jī)，國內(nèi)已經(jīng)做得很好。

對國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)影響有限

“現(xiàn)在28nm尤其吃香，產(chǎn)能也相對更緊張?！币晃毁Y深芯片人士稱，28nm芯片技術(shù)應(yīng)用非常廣，從中低端手機(jī)應(yīng)用處理器，到各類消費(fèi)電子、電源管理芯片都在使用這種技術(shù)。

那么，如果28nm對汽車產(chǎn)業(yè)影響幾何？汽車芯片設(shè)計(jì)人士王瑋明確告訴AI財經(jīng)社，目前汽車界芯片荒并不是由半導(dǎo)體設(shè)備“被卡”造成的，再加上新能源汽車本身產(chǎn)量小，因此對汽車產(chǎn)業(yè)影響有限。6月22日，工業(yè)和信息化部黨組成員、副部長王江平表示，加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)形勢跟蹤研判，重點(diǎn)對下半年芯片短缺等問題開展深入分析。

王瑋對AI財經(jīng)社稱，對于汽車而言，目前用量最大的是不那么先進(jìn)的芯片技術(shù)，包括125nm、90nm、55nm、40nm，“對28nm及以下的精細(xì)工藝，需求沒有那么迫切。”金存忠也告訴AI財經(jīng)社，現(xiàn)在進(jìn)口的汽車芯片大部分都在65nm左右，汽車芯片不太用28nm，因?yàn)樘F。

王瑋進(jìn)一步解釋，汽車對28nm的依賴主要集中在智能系統(tǒng)上，比如自動駕駛、大屏幕娛樂等，這類系統(tǒng)非常依賴“算力”，又要盡量控制耗電量，28nm是性價比最優(yōu)的選擇。

AI財經(jīng)社了解到，目前具備制造車規(guī)級28nm芯片的主要是臺積電和中芯國際，上海華虹有車規(guī)級工藝，但制程還達(dá)不到28nm。

不過，對于整個國內(nèi)產(chǎn)業(yè)來說，28納米半導(dǎo)體設(shè)備如果被卡脖子，國內(nèi)芯片制造龍頭企業(yè)會進(jìn)一步受阻。此前，華為芯片就是卡在了芯片制造上。

國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備能頂上來嗎？

半導(dǎo)體制造非常復(fù)雜，每一塊小小的芯片背后，都是一條生產(chǎn)線上幾百臺半導(dǎo)體設(shè)備合力的成果。針對28nm設(shè)備，如果遇到問題，國內(nèi)企業(yè)能頂上來嗎？據(jù)AI財經(jīng)社了解，國內(nèi)企業(yè)近幾年在某些單點(diǎn)產(chǎn)品上有了突破，整體市占率為6%，但增長很快。

半導(dǎo)體設(shè)備可以劃分為六大主要類型，僅光刻機(jī)和刻蝕機(jī)兩類設(shè)備就能占到整體成本的50%。

獲悉，國內(nèi)主要有北方華創(chuàng)、中微半導(dǎo)體、屹唐半導(dǎo)體、盛美半導(dǎo)體幾家頭部國產(chǎn)設(shè)備企業(yè)。其中，前兩家為上市公司，屹唐半導(dǎo)體則走在IPO的路上。中國電子專用設(shè)備工業(yè)協(xié)會秘書長金存忠告訴AI財經(jīng)社，這些企業(yè)的營收額都能做到10億元以上，“在半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域，營收達(dá)不到10億，基本上是成不了氣候的?！?0億俱樂部之下的第二梯隊(duì)還有沈陽芯源等幾家。

據(jù)了解，由海歸人士帶隊(duì)的上海中微公司，刻蝕機(jī)設(shè)備已經(jīng)打入了臺積電的產(chǎn)線；北方華創(chuàng)是一家國企，能制造包括刻蝕機(jī)在內(nèi)的10多種半導(dǎo)體設(shè)備，是目前品種最豐富的企業(yè)；屹唐半導(dǎo)體主要做去膠設(shè)備，目前在國內(nèi)市占率能達(dá)到90%；盛美半導(dǎo)體則主要針對清洗設(shè)備，也由海歸人士創(chuàng)辦。

為什么這幾家企業(yè)能夠沖出重圍？設(shè)備行業(yè)資深人士周翼分析，這些公司創(chuàng)始人在行業(yè)里的領(lǐng)軍地位起到關(guān)鍵作用，比如中微半導(dǎo)體董事長尹志堯，曾是美國第一大半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)應(yīng)用材料公司的牛人，在2004年60歲時帶著15人的團(tuán)隊(duì)回國創(chuàng)業(yè)，非常有拼搏精神；北方華創(chuàng)董事長趙晉榮，為人務(wù)實(shí)，是純本土人才，過去幾十年是從基層工程師一路成長起來的。

此外，政府對突破非常難的半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)支持力度非常大，才能讓這些企業(yè)有底氣投入研發(fā)。比如北方華創(chuàng)2016年?duì)I業(yè)外收入的6.17億元中有6.12億元為政府補(bǔ)助。而這些企業(yè)上市后，通過股權(quán)激勵，也能招到更多優(yōu)秀工程師。

像屹唐半導(dǎo)體這樣的企業(yè)，還另辟蹊徑，2016年5月，亦莊國投通過屹唐半導(dǎo)體以約3億美元的總價，成功收購了硅谷的半導(dǎo)體設(shè)備公司 Mattson Technology。Mattson成立于1988年，總部位于美國加州，是世界著名半導(dǎo)體制造設(shè)備供應(yīng)商之一。這也是中國資本成功收購國際半導(dǎo)體設(shè)備公司的第一個案例。

因?yàn)槿A為事件，過去兩年，國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)既面對嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，也迎來了難得的發(fā)展機(jī)遇。金存忠告訴AI財經(jīng)社，2020年國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備銷售額突破百億元，而在2019年，這個數(shù)字僅為70多億元。

國內(nèi)芯片制造廠高層劉卓對AI財經(jīng)社說，此前他們基本不用國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備，但在華為事件之后，考慮到供應(yīng)鏈安全，開始購買一些國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備。目前爐管設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)完全國產(chǎn)替代，在一些節(jié)點(diǎn)上，也可以用北方華創(chuàng)和中微的刻蝕機(jī)，但很多種類還處在打磨的階段。

劉卓舉例說，目前這些設(shè)備精度問題不大，主要是重復(fù)性和可靠性問題。金存忠則舉例解釋稱，像光刻機(jī)，一個芯片要來回刻好幾十次，每一次的成品率必須高于99.99%，才能保證最后這個芯片的成品率達(dá)到90%出頭。一致性和穩(wěn)定性很關(guān)鍵。

“在影響良品率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)目前暫沒有用國產(chǎn)設(shè)備，主要是一致性問題。為了避免這種損失，國產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)在先用在幾十納米的制程上?！眲⒆空f。

跟國產(chǎn)設(shè)備企業(yè)們一起摸著石頭過河的過程中，這位資深高管也感受到了一些不同。比如像北方華創(chuàng)、中微公司、沈陽芯源幾家純本土的廠商，因?yàn)楹诵募夹g(shù)都掌握在自己手里，發(fā)現(xiàn)問題后現(xiàn)場就能調(diào)節(jié)，但像一些依賴國外技術(shù)的企業(yè)，在一些新需求的響應(yīng)上，速度就不如前面那幾家企業(yè)靈敏。

“這幾年這些企業(yè)的進(jìn)步都很大，但是改進(jìn)這些問題考驗(yàn)的是綜合能力，需要時間來打磨，要想最終全部替代整個生產(chǎn)線，至少也還需要5年的時間?！眲⒆拷榻B說。但資深行業(yè)人士周翼預(yù)計(jì)時間會更長。

“國產(chǎn)大關(guān)非過不可”

“無論如何，國產(chǎn)化這關(guān)非過不可，沒有可退之路?！敝芤韺I財經(jīng)社稱。

一位資深人士告訴AI財經(jīng)社，過去10年，國家通過“02專項(xiàng)”扶持14納米國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備，投入將近一兩百億元，目前已經(jīng)全部驗(yàn)收?！靶Ч詈玫氖强涛g機(jī)，中微公司和北方華創(chuàng)的刻蝕機(jī)，都在中芯國際用上了?！钡钩?，光刻機(jī)攻關(guān)效果最差，沒有做成功。

驗(yàn)收也并不等于設(shè)備通過了量產(chǎn)考驗(yàn)，能在實(shí)際生產(chǎn)中用，“這是國產(chǎn)設(shè)備要解決的一個巨大問題。”驗(yàn)收畢竟只證明設(shè)備是可行的，但成品率、無故障時間都有待實(shí)踐中打磨。

這條路極為艱難。在金存忠看來，“關(guān)鍵就是要有一條按照大生產(chǎn)線運(yùn)轉(zhuǎn)的示范生產(chǎn)線，主要用國產(chǎn)設(shè)備，月產(chǎn)可以少一點(diǎn)，5000片也行，但能讓大家覺得國產(chǎn)設(shè)備可信了。”金存忠認(rèn)為，這樣的一條生產(chǎn)線會成為一個重要的突破口，提升國產(chǎn)設(shè)備的信譽(yù)度。幾位人士稱，他們了解，中芯國際在北京正在建設(shè)一條非美產(chǎn)線。

設(shè)備資深人士周翼進(jìn)一步補(bǔ)充稱，設(shè)備企業(yè)需要引導(dǎo)線，目的是試錯和改進(jìn)。“美國應(yīng)用材料就有引導(dǎo)線，應(yīng)用材料也在這里完成與臺積電、英特爾等合作工藝的研發(fā)。中國半導(dǎo)體設(shè)備廠如北方華創(chuàng)，建設(shè)引導(dǎo)線也是當(dāng)務(wù)之急?！钡蔡寡?，引導(dǎo)線的日常費(fèi)用很高，應(yīng)用材料的毛利率在45%，有能力支撐，中國企業(yè)至今沒有引導(dǎo)線。

這還是一個產(chǎn)業(yè)鏈的問題。國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備關(guān)鍵零部件沒人做或者不達(dá)標(biāo)。有資深人士舉例說，MOCVD（金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積設(shè)備）需要用到溫度控制器。一次，一臺國產(chǎn)MOCVD裝了國產(chǎn)的控制器之后，溫度變成零了，導(dǎo)致機(jī)器里的藍(lán)寶石晶圓全部報廢，幸好上了保險，賠了客戶幾十萬元，類似的慘劇也在其他設(shè)備上演過。包括真空管、機(jī)械手，看似“簡單”，但國內(nèi)都還不達(dá)標(biāo)。

劉卓則表示，現(xiàn)在沒有其他的突破口，除非沒有退路，勇往直前。正如一些報道中稱，這兩年我們面臨的外部環(huán)境差，但它又是一個千載難逢的機(jī)會?！安贿^，美國設(shè)備企業(yè)扛不住”，他們還是在想方設(shè)法對中國出口設(shè)備。

目前，國家層面也在加大對半導(dǎo)體設(shè)備的支持。2020年7月，國務(wù)院發(fā)布《新時期促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展若干政策的通知》（8號文），在財稅、進(jìn)出口、投融資、科研、人才、知識產(chǎn)權(quán)、市場應(yīng)用、國際合作等八方面就半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展予以扶持。

國家二期大基金也是推動國產(chǎn)設(shè)備發(fā)展的一支重要力量。在2019年的一場峰會上，大基金曾表示，將從三個方面重點(diǎn)支持，一是對在刻蝕機(jī)、薄膜設(shè)備、測試設(shè)備和清洗設(shè)備等領(lǐng)域已布局的企業(yè)保持高強(qiáng)度的持續(xù)支持；二是加快開展光刻機(jī)、化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備等核心設(shè)備以及關(guān)鍵零部件的投資布局，填補(bǔ)空白；三是督促制造企業(yè)提高國產(chǎn)裝備驗(yàn)證及采購比例，為更多國產(chǎn)設(shè)備、材料提供工藝驗(yàn)證條件。

“現(xiàn)在國產(chǎn)設(shè)備的市占率是6%，未來就看哪個地方能進(jìn)一步突破。”金存忠表示。

（文中劉卓、周翼為化名）