頭條揭密》美對中晶片禁運或落空 ASML被迫緊抓中國大客戶

頭條揭密》美對中晶片禁運或落空 ASML被迫緊抓中國大客戶

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美國最近希望ASML能停止向中國輸出DUV光刻機,但ASML與荷蘭官方已表明拒絕美方的要求,將繼續出售DUV光刻機給中國。(圖/ASML)

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美國通過晶片法案限制全球光刻機巨頭ASML出口極紫外光刻機(EUV)給中國大陸後,中國加碼大量進口技術層次較低的深紫外光刻機(DUV),雖然中國的上海微電子(SMEE)聲稱已完成大陸國產DUV,卻又一邊大量購入ASML製造的同等級光刻機,一邊還指責ASML意欲透過對降價傾銷來打擊中國的光刻機制造業。這糾纏的光刻機大戰論述當中有許多不合理之處,顯然夾雜着美中晶片大戰中各自的策略與計謀。

美國以晶片法案限制美國技術出口地的方式對ASML的EUV施壓,已經達到目的,但是由於中國今年第一季度就購入21臺DUV光刻機,似乎讓美國有所警覺,纔會在第4季時加碼對ASML施壓要禁止DUV對中國輸出。在ASML委婉地抗拒後,荷蘭官方已正式表態「有自已的判斷,不會完全跟着美國走」,繼續對中國出售DUV光刻機可說已成定局。

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中國大陸是ASML光刻機的第3大市場,僅次於臺灣和韓國。2022年第一季度中國又進口了21臺DUV,佔ASML一季度營收的30%。(圖/ASML)

目前中國大陸是ASML光刻機的第3大市場,僅次於臺灣和韓國,佔ASML在2021年銷售額的16%,約合21億歐元。但是2022年第一季度中國就又進口了21臺DUV,佔ASML一季度營收的30%,也爲ASML的營收創下新的紀錄。據統計,中國從ASML進口的光刻機已多達78臺,其中包括一臺被武漢弘芯抵押給銀行的EUV,但不包括2018年付了1.2億美元卻至今仍無法交貨的另一臺EUV。

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半導體業界人士分析,ASML之所以執意要頂着美國的壓力繼續出售DUV給中國,有2大重要因素:一是美、日、臺的半導體企業已經開發出不使用光刻機的新技術,ASML光刻機的優勢眼看將逐漸退去,必須抓緊尚有優勢時創造更多的利潤;二是中國光刻機制造技術逐步趕上,必須要在中國DUV光刻機尚未完全成熟前加緊收割中國市場的需求。

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ASML執意要頂着美國的壓力繼續出售DUV給中國,有2大重要因素:一是業界已開發出不使用光刻機的新技術,二是中國光刻機制造技術逐步趕上。圖爲技術人員測試DUV光刻機。(圖/路透)

前者有關繞過光刻機的半導體制造技術也有多種,最廣爲人知的是小晶片(或稱晶粒chiplet)技術,例如臺積電開發的3D Fabri封裝技術、日本小晶片聯盟的模壓樹脂封裝技術。另外,還有美國記憶晶片巨擘美光的1β工藝與Zyvex研發的電子束光刻機等,也能用DUV的多重曝光技術或另闢蹊徑採用不同技術路線來達到先進製程工藝的要求。

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至於後者,中國大陸的國產光刻機制造商上海微電子(SMEE)從2020年中就宣稱其光刻機已進入28nm與14nm,但是去年在接受日媒訪問時表示,這2個製程的良率不高,仍有待持續改進。換言之,DUV光刻機是做出來了,但是良率太低,無法進入量產。

大陸半導體專家認爲,與其聚焦於ASML的EUV光刻機,不如多關注28nm及以下製程工藝晶片領域。只要實現了14nm量產,就能滿足大陸9成以上的晶片需求。(圖/路透)

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如果全球半導體業界都認爲繞過光刻機半導體技術已露出曙光,做爲半導體設備業者,是否還有必要繼續鑽研如何趕上光刻機巨擘ASML的DUV或EUV製造技術?在全球積極研發非光刻機制程工藝,並且已有初步成果之際,做爲大陸的設備製造廠,值不值得再投入大量資金與人力來研究一項數年之內就可能被淘汰的技術與設備?

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或許這就是大陸半導體業者真正的困局。在新技術尚未完全成熟之際,其他國家的晶片代工廠有DUV與 EUV光刻機可用,但中國在美方制裁下獨缺EUV。不過,中國科學院院仕吳漢明曾表示,獨立研發EUV光刻機難度太大,就算有能力獨立研發,仍要耗費巨大的精力、時間以及資金,從成本角度來看並不上算,也沒必要。與其聚焦於EUV光刻機,不如多關注28nm及以下製程工藝晶片領域。大陸龍芯董事長鬍偉武也強調,只要實現了14nm量產,就能滿足大陸9成以上的晶片需求,也能更快實現晶片技術的「去美化」。

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ASML的EUV光刻機(圖)極度複雜,價格也極度昂貴,每臺高達4億美元,迫使許多用戶着手開發繞過光刻機的晶片製造技術。(圖/路透)

既然砸錢攻克EUV光刻機制造是不值得做的投資,爲何大陸官方仍投入巨資組織像大基金或紫光這樣的大型資本來進行光刻機等半導體設備攻關?其原因可能在於新的技術尚未成熟之前,中國仍需要大量的DUV設備來生產晶片,因此必須持續向ASML購入DUV,而要買到DUV,在目前的中美關係之下,只有陸企具備自主生產能力時,美方纔會放手讓DUV輸入中國。所以無論研發的DUV是不是真能量產,只要機器動得起來,即便效率差、無法量產,這臺僅具備展示效果的DUV仍可以讓大陸晶片製造業持續購入ASML的光刻機。

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上海數年前上海微電子攻關成功的90nm光刻機等幾個專項,都是廠商自已研發、自訂驗收流程與技術標準,這種方式最多隻具備實驗的功能,離上線量產還有很大距離。(圖/上海微電子)

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最近一位由臺灣到大陸發展的半導體業者發文表示,很多大陸半導體企業都是拉大架子來騙政府補貼經費,數年前上海微電子攻關成功的90nm等幾個專項,都是廠商自已研發、自訂驗收流程與技術標準,用這種球員兼裁判的做法來通過驗收,但實際上最多隻具備實驗的功能,完全無法上線量產,「造不如買」仍是半導體設備業界的主流思維。設備廠推出原型機,當然還要透過媒體宣傳,然後再爭取下一項目的經費補助。

從上海微電子自制的DUV至今未能量產的狀況觀察,或許這臺DUV真的只是用來掃清購買ASML光刻機障礙的樣機,而因爲它只具有實驗功能,大陸仍必須在已有國產DUV的情況下還要大量進口ASML的DUV。美國也可能是因爲最近弄清了其中的原委,纔在ASML賣了78臺DUV之後,突然又要它不再出口DUV給中國。以現在光刻機的技術很可能維持不了幾年,ASML已經不可能主動放棄其DUV的最大買家,美國阻攔中國持續購入DUV的想法恐怕得落空。