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美國再出重拳,半導體業混亂加劇

發表日期:2022-10-14 來源:wwww.wlmlxlml.cn瀏覽:440

10月7日,美國商務部工業和安全局(BIS)發布了一套新的半導體出口限制措施草案,包括九項新規則,旨在對先進芯片、高性能計算系統的交易,以及涉及實體清單上某些實體的交易實施出口管制。此外,新規則還對部分高端半導體設備交易增加了限制。

這些規則將對實體清單上的28家中國企事業單位產生更大影響,其中大多數是超級計算機機構和人工智能公司。美國BIS還在其“未核實名單”中增添了31家中國實體,其中包括中國存儲芯片龍頭企業,向中國出口或轉運《商業管制清單》所列產品的公司必須征得美國的許可。

美國祭出這一新舉措的目的,就是要切斷中國獲得高端芯片的渠道,同時,還要進一步限制中國自己制造先進制程芯片的能力。

自7月以來,在三個月時間內,美國政府在限制高端半導體設備、EDA工具和芯片出口至中國方面,連續出招:7月初,美國政府與荷蘭ASML商談,希望后者禁止向中國出售深紫外 (DUV) 光刻機(可用于制造7nm制程芯片),美國還向日本施壓,要求其停止向中國銷售光刻設備;7月底,美國進一步限制中國獲得半導體設備,從之前對制造10nm制程芯片的設備限制擴大至14nm的;8月初,路透社報道,美國考慮通過禁止出口制造超過128層NAND Flash、18nm及更先進制程DRAM的設備來遏制中國存儲芯片龍頭企業發展;8月中旬,美國宣布,該國公司不得向中國大陸提供用于設計、制造3nm或更先進制程芯片的EDA工具;8月底,英偉達向美國證券交易委員會提交的文件顯示,美國即將發布一項禁止向中國出口高性能GPU芯片的禁令。

以上這些禁令,目前都已成真,美國打壓中國大陸半導體業發展再次升級,與此同時,作為全球最大的集成電路和半導體設備綜合消費市場,中國大陸的相關供應鏈受到越來越大的限制,必然會對全球半導體供應鏈產生影響,而且,美國的這種限制越多,對全球半導體業的負面影響就越深。

對中國大陸的影響

美國對中國大陸半導體業發展的限制面越來越廣,且限制規定越來越傾向于產業鏈上游,也就是半導體設備和EDA工具,受限制的企事業單位數量也在不斷增加當中。2019年,美國的主要目標是華為,開始只是禁止美國相關企業向華為銷售高端芯片,之后升級到限制相關晶圓代工廠為華為制造芯片。2019之后這些年,美國每年都會發布新的“中國企事業單位清單”,禁止美國相關企業向清單上的這些單位出售半導體相關產品,受限產品也從芯片擴展到半導體設備、EDA工具,以及高性能計算設備和系統,目的就是要從高端芯片的應用、設計和制造各環節全面遏制中國半導體及高性能計算產業發展。

這一次,除了半導體設備和EDA工具,美國特別強調了對中國大陸存儲芯片制造的限制,主要體現在禁止向中國大陸出口制造超過128層NAND Flash、18nm及更先進制程DRAM的設備。這類限制以前是沒有的,因此,也可以說,對制造高端存儲芯片的限制,標志著美國打壓中國大陸半導體發展進入了一個新階段,因為,集成電路業有兩項“大宗商品”,一是以CPU為代表的處理器,二是存儲器。

處理器的核心技術和廠商都集中在美國,包括英特爾、AMD、英偉達、高通、博通等,這些都是排名全球前十的芯片企業,雖說除了英特爾,其它幾家的芯片制造都依賴于臺積電,但臺積電制造芯片必需的半導體設備和EDA工具等,多數依賴于美國企業,因此,總體來看,美國掌控著以CPU為代表的處理器這一支“大宗商品”的產業鏈。而中國大陸的處理器設計和制造總體水平很弱,在可預見的未來一段時間內,在局部會有所建樹,但總體很難突破,需要較長的發展時間。

但存儲器就有所不同了,這一支“大宗商品”的市場規模非常大,雖說市場被美國和韓國企業把持著,但近些年中國大陸有國家背書的幾家DRAM和NAND Flash芯片龍頭企業潛心研究,取得了快速進步,DRAM方面,DDR4已經實現量產,NAND Flash方面,3D堆疊技術不斷進步,已經實現了128層產品的量產,且打入了蘋果供應鏈。以這樣的勢頭發展下去,存儲器這一大市場將被中國大陸企業分得一杯羹,這顯然是美國不愿意看到的。也正是因為如此,美國這次專門針對中國存儲器的制造提出了新的限制措施,希望通過“釜底抽薪”來從根本壓制住中國大陸存儲器的前進腳步。

總體來看,近幾年,在國際大環境不利的情況下,中國本土存儲芯片龍頭企業的發展情況還是不錯的,工藝技術穩步前進,量產規模不斷擴大,產品也逐步得到大廠的認可和應用。在這種情況下,美國又祭出了高端半導體設備禁令,將是對中國本土存儲器龍頭企業發展的極大考驗,畢竟,巧婦難為無米之炊,即使能夠設計出高水平的DRAM和NAND Flash芯片,如果沒有相應水平的制造設備,也是空中樓閣。

同時,高端半導體設備和EDA工具的限制,也是對中國本土供應鏈相關廠商的考驗,當然也是難得的機遇。無法購買到國外的高端芯片,我們只能自己設計、生產,目前,用于生產相關芯片的高端設備和工具也被限制購買,只剩下一條路,那就是發展本土的半導體設備和工具。相對而言,EDA工具問題解決起來會稍微容易一些,而半導體設備則是實打實的資金、技術高度密集的重資產產品,來不得半點馬虎。

無論是制造18nm制程DRAM、128層NAND Flash存儲芯片,還是用于制造14nm制程的邏輯芯片,相關高端半導體設備,特別是來自于美國廠商的,已經很難獲得,而且,今后幾年,來自于日本、韓國和歐洲的類似設備,大概率也越來越難以購買,要想制造高端芯片,就必須依靠本土設備了。這時,需要的是發展自己的堅定決心、自立自強的信心、持之以恒的耐心。與此同時,半導體設備所需的零部件也需要跟上發展腳步,要改變本土晶圓廠高度依賴美國半導體設備,而本土半導體設備廠又高度依賴美日歐零部件的局面。在這個時候,科學發展更加重要,再不要出現那種拍腦袋上馬項目,決策者、投資方與專業人士各懷心事、目標不一致,導致該上的項目沒有上,不該上的項目重復上,最后出現爛尾,前期的資金、人力投入打水漂的局面。損失一些錢還是小事,主要問題是一開始就是錯的,從而浪費了最寶貴的資源——時間,在當前及以后一段時期內,中國半導體業最寶貴的就是時間,再也浪費不起了。

對全球市場的影響

由于中國大陸是全球半導體相關產品消費的核心市場,特別是集成電路和半導體設備(集成電路進口量全球排名第一,半導體設備進口全球排名前兩位),美國不斷緊縮的限制政策,肯定會對國際高端芯片、半導體設備和晶圓代工廠產生越來越大的影響。

相對而言,美日的半導體設備大廠受影響比較有限,畢竟美國和歐洲都在興建晶圓廠,能夠消耗不少設備訂單。像三星和SK海力士這樣在中國大陸有大量先進制程芯片產能的IDM企業,大概率能夠獲得美國的許可,購買相關半導體設備用于它們在中國大陸晶圓廠的生產。而高性能計算芯片和晶圓代工廠受影響比較大,特別是在今后幾年全球經濟狀況不景氣的預期情況下,相關訂單量恐怕會大幅減少。

業界人士分析,這次美國新禁令直接點名臺積電、三星等晶圓代工廠,要求它們不準協助陸企生產先進制程高性能計算和AI芯片,而臺積電是全球最大先進制程芯片代工廠。另外,三星來自中國大陸高性能計算與AI芯片客戶占比高于臺積電,業界人士認為,若三星后續為彌補晶圓代工訂單缺口并爭取更多美系客戶,會更積極發動價格戰。集邦科技認為,若未來美系高性能計算芯片廠商無法出口至中國大陸或陸企無法投片,將對未來先進制程訂單有負面影響,2023年高性能計算芯片供需將面臨考驗。

結語

此次,美國禁令主要涉及先進制程芯片和設備,成熟制程產業鏈受影響較小。然而,美國打壓中國半導體業發展的決心越來越堅定,這次出臺的規定肯定不是最終版本,后續會有新招,如相關限制繼續在半導體產業鏈下沉,擴展到封測環節,以及限制美國半導體從業者在中國大陸相關企業工作等。在這種情況下,成熟制程相關鏈條也不能盲目樂觀,要做好應對最壞情況的準備。這也給了本土成熟制程芯片產業鏈各環節廠商創造了更多機會,特別是設備和晶圓廠商,相對于先進制程,成熟制程業進一步提升自身技術水平和市場占有率的難度小很多,關鍵是要摒棄僥幸心理,才能從容應對未來挑戰。

在可預見的未來,中國相關企事業單位要做好過苦日子的準備了,如開發和銷售高性能計算系統的廠商,由于無法購買到美國廠商的高端CPU、GPU等芯片,本土產品短期內又無法滿足要求,這樣,如何制造各行業所需的高性能計算設備?是個難題。

另外,IC設計公司的先進芯片,特別是10nm以下制程的,無法拿到晶圓代工廠產能,設計出來卻不能制造,這將是更棘手的問題


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