2020年9月,中國的國家集成電路基金二期浮出水面,據(jù)相關(guān)報(bào)道,該基金會投入289億美元到集成電路產(chǎn)業(yè),這個(gè)數(shù)字將近是一期基金的兩倍。從相關(guān)人士的透露我們可以看到,這個(gè)基金的規(guī)模有望達(dá)到 470億美元 ,而專注的具體領(lǐng)域包括蝕刻機(jī),薄膜沉積,測試和晶圓清潔設(shè)備。
據(jù)Strategyanalytics報(bào)道,中國的目標(biāo)是目標(biāo)是從28 nm CMOS節(jié)點(diǎn)開始,實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體生產(chǎn)的自給自足,CMOS節(jié)點(diǎn)是集成電路(IC)使用最廣泛的制造節(jié)點(diǎn)或特征尺寸。中國可以通過在此節(jié)點(diǎn)制造IC來滿足其大部分半導(dǎo)體需求,而且該計(jì)劃似乎可以成功。
Strategyanalytics進(jìn)一步指出,中國之所以會有這樣的想法,主要在于他們想獲得可靠的半導(dǎo)體資源來繼續(xù)在 中國大陸生產(chǎn)和出口電子產(chǎn)品。因?yàn)樽罱闹忻谰o張關(guān)系讓他們對現(xiàn)在和未來獲得芯片的能力感到擔(dān)憂,為了生存,中國已向轉(zhuǎn)向國內(nèi)尋求半導(dǎo)體資源。最重要的是,中國政府認(rèn)為半導(dǎo)體的自力更生在戰(zhàn)略上具有重要意義。因?yàn)檫@能保護(hù)和維持制造業(yè)就業(yè)的增長。
Strategyanalytics表示,中國每年購買全球4000億美元以上的半導(dǎo)體中的36%,然后當(dāng)中有一半的芯片內(nèi)置于被出口的PC,電視和手機(jī)等電子產(chǎn)品中。中國大陸的半導(dǎo)體生產(chǎn)商的全球市場份額約為5%,而根據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(SIA)的統(tǒng)計(jì),美國公司在該市場的份額為47%。
中美之間不斷升級的貿(mào)易戰(zhàn)將世界帶入了一個(gè)新的現(xiàn)實(shí),技術(shù)冷戰(zhàn)。美國已將其列入黑名單的公司的“實(shí)體清單”從中國軍事裝備生產(chǎn)商擴(kuò)展到了大型企業(yè)。甚至連SMIC也 都成為了美國的目標(biāo)。
COVID-19的大流行也 對國際貿(mào)易造成了其他破壞,因?yàn)檫@促使他們強(qiáng)調(diào)了具有多種供應(yīng)來源(包括本地來源)的公司的重要性,我們反對技術(shù)貿(mào)易戰(zhàn),但這已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。這種爭論造成的重要損害。因?yàn)殡娮有袠I(yè)的供應(yīng)鏈已經(jīng)完成,世界必須與之共存。
面對這樣的局面,中國會怎么做?能做到怎樣的程度?
首先,我們必須要說的是,在半導(dǎo)體投資基金二期之前,中國就宣布了包括下一代人工智能開發(fā)(AIDP)在內(nèi)的多項(xiàng)計(jì)劃。中美之間的緊張關(guān)系也在2020年5月真正升級,因?yàn)槟菚r(shí)候美國對華為實(shí)施了嚴(yán)厲的新制裁,這推動了推動了大基金二期的發(fā)展 ,且讓中國更專注于盡快實(shí)現(xiàn)對28納米芯片生產(chǎn)的自力更生 。
根據(jù)貿(mào)易促進(jìn)組織信息技術(shù)和創(chuàng)新基金會的說法,中國可能會花費(fèi)未來十年將投入巨額資金用于半導(dǎo)體自力更生。
為了實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體生產(chǎn)的完全自給自足,中國的半晶圓廠需要半導(dǎo)體設(shè)備的國內(nèi)供應(yīng)商,國內(nèi)現(xiàn)場支持以及維修的國內(nèi)供應(yīng)商零件和原材料(例如硅基板和氣體)。中國擁有比其他任何國家都多的半導(dǎo)體工廠,并且在建或建有約30個(gè)新工廠。根據(jù)SEMI在去年的預(yù)測,中國在2020年將在半導(dǎo)體設(shè)備采購上花費(fèi)140億美元,這將使中國成為此類設(shè)備的最大購買國。但是,美國對面向中國晶圓廠銷售美國設(shè)計(jì)的工具和制造設(shè)備實(shí)施了出口管制。
按照Strategyanalytics的說法,對中國而言,在這些半導(dǎo)體設(shè)備中,尤其以光刻設(shè)備是最難生產(chǎn)的。因?yàn)橹袊袩o國產(chǎn)機(jī)器能夠?qū)?8 nm CMOS進(jìn)行光刻。而光刻機(jī)通常每臺的成本約5000萬美元,并且他們占晶圓廠設(shè)備成本的25%到30%。
此外,光刻操作通常約占半導(dǎo)體制造時(shí)間的50%,因此這類機(jī)器對于確定晶圓廠至關(guān)重要單芯片和每個(gè)芯片的生產(chǎn)量和成本至關(guān)重要。
光刻使用具有挑戰(zhàn)性和昂貴的技術(shù)。28 nm光刻需要機(jī)器使用強(qiáng)大的氟化氬準(zhǔn)分子激光器產(chǎn)生193 nm的深紫外光,再加上浸沒式光刻,浸入透明液體中的同時(shí)照亮晶圓,以改變折射率并產(chǎn)生細(xì)線,這些都是需要解決的重點(diǎn)問題。
中國晶圓廠在生產(chǎn)LED,低功率處理器,傳感器,分立半導(dǎo)體以及組裝,封裝和測試(APT)方面取得了顯著成功裝置。但是,中國在多核處理器、存儲設(shè)備、半導(dǎo)體設(shè)計(jì)工具和設(shè)備等多個(gè)方面仍然落后,尤其是在實(shí)現(xiàn)最高集成度,需要較小工藝節(jié)點(diǎn)的手機(jī)SoC(片上系統(tǒng))上。中國也落后。中國在包括功率放大器和射頻濾波器在內(nèi)的手機(jī)模擬/混合信號IC和RF(射頻)前端組件中也有所欠缺。
所有這些方面的充分自給自足將需要中國生產(chǎn)更多先進(jìn)的半導(dǎo)體設(shè)備,而不是28 nm CMOS節(jié)點(diǎn)所需的設(shè)備。歐洲和日本的設(shè)備供應(yīng)商是否會效仿美國,還是冒著與美國產(chǎn)生矛盾的風(fēng)險(xiǎn),繼續(xù)向中國出售半導(dǎo)體設(shè)備,這還有待觀察。但可以肯定的是,如果世界各地的設(shè)備供應(yīng)商采取制裁措施,這些公司將損失數(shù)十億美元的銷售額。
面對中國的出擊,美國又應(yīng)該如何應(yīng)對呢?
Strategyanalytics表示,中國在半導(dǎo)體的自主可控追求將激起對美國在中國的不信任。政治家,外交政策和國防分析師認(rèn)為,中國在5G,人工智能,量子計(jì)算和半導(dǎo)體方面的規(guī)劃是他們野心的一部分,這對美國技術(shù)領(lǐng)先者構(gòu)成威脅。但Strategyanalytics認(rèn)為 ,這些恐懼是過分夸張,不過這種觀點(diǎn)持續(xù)存在并且最近加劇了。
在過去的幾十年中,美國的半導(dǎo)體供應(yīng)商已將生產(chǎn)外包,以避免建立新的、最先進(jìn)的晶圓廠帶來的高昂制造成本。如今,只有少數(shù)美國供應(yīng)商仍在內(nèi)部生產(chǎn)自己的芯片,除生產(chǎn)較舊的芯片設(shè)計(jì)外,大多數(shù)都的美國公司已成為無晶圓廠。
因此,美國已開始策劃以先進(jìn)研究計(jì)劃局(DARPA)為首,推動半導(dǎo)體自主和復(fù)興。國會也參與制定了《美國CHIPS法案》。這是一項(xiàng)總額超過170億美元的法案,旨在振興美國芯片生產(chǎn),而他們將為相關(guān)研發(fā)提供資金并確保安全供應(yīng)鏈?zhǔn)褂猛顿Y和慷慨的稅收優(yōu)惠。
在Strategyanalytics看來,中國將在兩年左右的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)其在28 nm節(jié)點(diǎn)上的獨(dú)立自主的目標(biāo),這應(yīng)該可以確保中國電子行業(yè)的客戶。但是,中國要在所有方面實(shí)現(xiàn)完全的生產(chǎn)獨(dú)立性,這就有點(diǎn)難度。
美中兩國面臨的主要挑戰(zhàn)是,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)本質(zhì)上確實(shí)是全球性的。沒有單個(gè)公司或國家/地區(qū)可以在不銷售到全球市場的情況下生產(chǎn)效率最高的產(chǎn)品。因?yàn)檫@需要位于其他國家/地區(qū)的供應(yīng)鏈各個(gè)部分的專業(yè)公司。
因此,這是一種平衡行為。中國仍然可以從外面的半導(dǎo)體市場和對外銷售中受益。而且,美國仍然需要中國市場強(qiáng)大的APT以及電子組裝和生產(chǎn)能力。我們希望可以找到一個(gè)良好的平衡。