天灾方面,美国得克萨斯州是半导体生产重镇,2021年2月得州遭遇连日寒流袭击,恶劣天气使当地电力供应出现中断,半导体生产停摆;3月全球第三大汽车芯片厂日本瑞萨电子的一家芯片工厂发生火灾,产能直至7月才恢复;世界上最重要的先进芯片生产地之一的台湾地区,也遭遇了56年来最严重旱灾,原本已因半导体和其他零部件短缺而紧张的全球供应链,因此陷入更大的动荡。此外,2020年掀起的疫情在2021年也没能解决,全球许多工厂停工,供能进一步减少。
人祸方面,美国断供华为芯片,并威胁所有使用美国技术的企业,无论美企还是外企,都不许和华为继续合作,加上芯片减产,华为与其他许多智能手机生产商、汽车电子等企业,不得不开始大量囤积芯片,芯片供求的天平更加倾斜。
这种情况下,华为必须在自产芯片上有所突破才能突出重围,设计上的困难华为已经克服,但光刻机生产商都不将高端光刻机卖给中企,生产成了老大难。中芯国际倒是可以生产28nm的芯片,却无法满足手机芯片的工艺要求,并且现在手机芯片正在从7nm往5nm过渡,芯片行业马上又将迎来变革,中国芯更加前途未卜。
荷兰光刻机巨头阿斯麦CEO温彼得对此就并不看好,当地时间1月19日,温彼得表示“中国不太可能独立复制出顶尖的光刻技术,因为阿斯麦依赖于不懈的创新,以及整合只有从非中国供应商处才能获得的零部件”。
作为光刻机一哥,阿斯麦的市场占有率高达89%,因其超高的光刻机设计水平,在光刻机领域几乎占有着绝对的垄断地位。二十世纪八九十年代,在美国的扶植下,日本在半导体领域崛起,出口额最多的时候排名全球第一,占了全球60%多的份额,将美国都踩在了脚下。进入二十一世纪,美国将EUV技术视为推动本国半导体产业发展的核心技术,因为有日本的前车之鉴,美国不希望外企参与其中。
但想要突破EUV光刻机技术在当时仅凭美国一家之力,根本是不可能的。彼时阿斯麦还是个飞利浦和另一家小公司ASM合资组成的小公司,却成功用一年时间应用浸润式技术赶制出了第一台样机。在同阿斯麦进行协商后,阿斯麦在美国建立了一所工厂和一个研发中心,阿斯麦还保证其所使用的55%的零部件,均从美企处采购,并接受定期审查。这也是美国能禁止阿斯麦光刻机出口中国的根本原因。
此后,阿斯麦先后获得英特尔、三星和台积电的巨额投资,在半导体行业一骑绝尘直到今天。西方最先进的工业体系在阿斯麦身上得到了集中体现,所以温彼得才说,阿斯麦不懈创新,整合资源,也才会说中国不太可能独立复刻出顶尖光刻技术。因为中国在半导体行业对抗的,是整个西方之力。
目前阿斯麦的EUV光刻机已经进入了0.55NA孔径研发阶段,第一代0.55 NA光刻机TWINSCAN EXE:5000预计将于2023年上市。比起目前台积电等使用的0.33NA光刻机,它的成本更低,生产周期更短、良率更高,还可以使芯片面积缩小1.7倍,晶体管密度增加2.9倍,可用于3nm及以下制程。
另外阿斯麦还透露,下一代高数值孔径EUV光刻机TWINSCAN EXE:5200预计最快2024年底投入使用,2025年开始大规模应用于2nm甚至以下先进制程的生产。英特尔已将第一代和第二代收入囊中,未来半导体行业的竞争只会更加激烈,另一个角度也说明,中方面临的形势也越来越严峻。
2021财年,阿斯麦总营收为186亿欧元,从出货地来看,中国台湾和大陆分别是阿斯麦的第一大和第三大市场,充分说明中国的半导体还严重依赖西方国家。在西方屡屡在半导体行业取得进展时,中国却双脚被缚困在原地。但温彼得也说,话不能说得那么聚堆,因为物理定律在哪儿都一样,中国一定会尝试在光刻机技术上突破。
去年4月,温彼得曾发出警告,称“出口管制将加快中国自主研发,15年时间里他们将做出所有的东西”,但美国充耳不闻。现在,我们由衷希望温彼得的预言能够成真。