3月31日,日本政府表示计划限制6类23种芯片制造设备的出口。虽然并未直接将中国列为受限目标,但此举正在配合美国的“芯片联盟战略”。

路透社称,该出口限制措施将于7月生效,涉及芯片的清洁、沉积、光刻、蚀刻等,可能会影响到如尼康、东京电子等十几家日本公司生产的设备。

要知道,华为计划下半年量产14nm芯片,而日本选择7月份断供制造设备,这一切真的只是巧合吗?

悲观者表示:“国产芯片将退回90nm工艺,中国芯片突围失败了。”因为他们看来,荷兰、日本开始全方位限制后,芯片设备方面影响巨大,没有设备啥也造不了。

那么问题来了,日本断供后,国产芯片将会遭遇哪些困难?国产替代能否支撑起国内芯片产业链?

日本断供目的

近日,一名50多岁日本男子在北京被捕,原因竟然是“从事间谍活动”。

抗战胜利已经70多年了,我们有幸一直生活在一个和平、安定的国度中,尽管生活算不上富足,但比起以前还是强了太多。

然而,看似平静地水下,暗流涌动。潜伏、间谍、窃听,这一切居然到现在还在秘密进行着。

这说明,小日子对我们的渗透,极具隐蔽,且煞费苦心。看来小日子亡我之心不死啊!

然而,很快日本外相就确定访华,同时日本宣布限制6类23种芯片,但又宣布7月份执行,这一招很有意思啊!

猜测,里面包含着这几种意思。

1、和平外交

日本国内呼吁和平外交、日本政府也渴望和平。毕竟同如此强大的国家对抗不会有啥好果子吃。

此外,近年来国际经济下滑,日本经济更是雪上加霜。而中国作为亚洲最大的经济体,同时又是世界最大的芯片进口国,对日本经贸有着极强的吸引力。

所以日本要发展经济,就少不了与中国的经贸合作,那首先两国必须要和平外交。

2、捞人?

很多人在考虑,日本外相访华,包括芯片设备的限制,就是为了给中国施压,以换取被逮捕的间谍。

这个可能性也有,但不大。

中国的保密工作一向做的很好,泄露信息的可能性并不大,即便把人捞回去也得不到啥值钱的信息。

捞人,更多的是象征意义,说明日本能力很强,同时给其他海外间谍吃个定心丸。

3、压力

最近有三件事让日本感受到了东亚大国的压力。

1、中国揭开伊朗和沙特世仇;2、中俄展开更多的合作3、东南亚各国密集访华。

这些事在国际上造成很大的轰动,日本已经坐不住了,迫切想知道未来中国对日的态度,以及中国的下一步打算。

当然这个压力还来自拜登政府,毕竟美国是世界唯一的超级大国,日本也迫切需要美国在军事和经济上的支持。

日本是一个岛国,想着左右逢源,却受到了多方的压力,希望获得利益,却不希望对方强大,这种“岛里岛气”的想法,着实可笑至极。

断供会造成哪些影响?

日本断供并没有提及中国,还特别强调了出口管制不针对任何一个国家,但同时表示友好国家和地区不需要许可,这恐怕就是欲盖弥彰吧?

该来总归要来,先看看我国芯片企业会受到哪些影响。

受限的23种设备具体包括:3 项清洗设备、11 项薄膜沉积设备、1 项热处理设备、4 项光刻 / 曝光设备、3 项刻蚀设备、1 项测试设备。当然也包括EUV设备。

这绝对算得上芯片制造全产业链了!

制造端被卡住,那么代工企业将直接停工停产,下游封测、应用端也会受到很大影响,当然上游的设计、EDA也会受到波及。

有网友可能要问了,没有日本的设备,我们不会买其他国家的吗?

全球半导体设备市场,美国占据41.7%,日本占据31.1%,荷兰占据18.8,三者合计把控了91.6%的市场份额。

一旦,荷兰、日本追随美国,实施对我国的芯片限制,对我们产的影响真的是巨大的。

目前来看,美日荷三方的限制主要侧重14nm以下先进制程,而我国主要发力在14nm以上成熟制程,影响不大。

但是,到了7月,很难说准日本、荷兰会不会将工艺扩大至28nm。所以,对于国产芯片企业来说,3个月之后的日子或许天差地别。

我们以中芯国际为例。

中芯国际是内地最强的芯片代工企业,工艺制程方面已经突破了12nm,但所用的设备基本都来自美日荷,国产设备占比很小。

同时,中芯国际斥巨资在北京、天津、上海、深圳等多地兴建晶圆厂,计划未来2-3年内陆续投产。

其中,北京亦庄的12寸晶圆厂,耗资500亿,但因为设备问题,已经被迫延期投产了。

如果,日本、荷兰的设备也无法购买到,那么恐怕剩余几个晶圆厂也会受到波及,到时候成熟工艺的国产芯片产量将大幅下滑。

怎么办呢?只能进口。进口就会面临着诸多严重问题。

首先,先进制程买不到

先进制程代表着先进技术,先进的CPU、GPU、AI、5G芯片等已经受到限制,未来只会更严格。

买不到先进芯片就意味着在通信、AI、大数据、万物联网领域的不断落后,不断被甩开。

科技时代,没有强大的科技力量就注定全盘皆输。

其次,芯片价格会大涨

只要我们没有的,价格都在天上。

我们没有盾构机时,老外卖给我们7亿的天价,我们实现了盾构机的量产,价格只有几千万了。

华为不造手机时,iPhone从来不搞优惠活动,华为推出了Mate系列,iPhone每年都搞促销。

芯片也会如此,英伟达H100已经卖到了24万,因为我们没有高端GPU。

如果我们连14nm芯片都要购买时,那么14nm芯片也会成为天价。

最后,彻底被收割

到时候芯片都会成为收割我们的工具,一个几十元的芯片,价格太高到几百、几千元,不要割的太狠。

还记得中兴吗?

美国3年时间,罚了中兴200亿,当时股价连续跌停,市值蒸发了600多亿,要知道中兴2022年的利润也才80亿。

如果,芯片全面被限制,未来只会有更多的“中兴”,我们创造的价值也会被不断地“割韭菜”。

断供产生的影响如此巨大,我们的国产替代能撑得起来吗?

国产替代如何?

国产替代究竟如何?只能说不乐观

从产品来看,光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备为半导体核心设备,占比分别为24%、20%、20%。其次为测试设备和封装设备,占比分别为9%、6%。

经过多年的研发,国产芯片设备也有了很大进步,但参差不齐,关键设备替代仍达不到要求,具体如下:

光刻机:日本尼康、佳能;国产平替:上海微电子 工艺为90nm,替代率仅为1%-3%;

刻蚀设备:日本东晶电子、日立;国产平替:中微公司、北方华创,替代率达到了30%;

CVD(化学气象沉积):日本东京电子;国产平替:拓荆科技、北方华创、盛美上海,替代率达到了13%;

PVD(化学气象沉积):北方华创;国产平替:北方华创 ,替代率达到了13%;

清洗设备:日本东京电子,日本迪恩士;国产平替:盛美上海、致纯科技;可以做到50%。

涂胶显影设备:日本东京电子、日本迪恩士;国产平替:芯微源15%。

ALD(原则层沉积设备):北方华创、拓荆科技;替代率为3%;

离子注入企业:国产替代为万业企业、中科信;替代率为3%;

量测企业:国产替代为 睿励科学、精测电子、中科飞测、御渡;替代率为9%,

CMP(化学机械抛光):国产替代企业为华海清科;替代率为20%;

热处理设备:国产替代为北京屹唐、北方华创、盛美上海;替代率50%。

可以看出,光刻机仍然为我国急需解决的最关键的芯片设备,没有之一。因为国产替代仅能做到90nm,替代率也仅为1%。

也就是说,如果我们不使用日本、荷兰的光刻机,国产芯片将会退回到90nm,这对国产芯片的打击将是致命的。

90nm芯片可用于主要用于军工芯片、电源管理芯片、LCD驱动芯片、WiFI芯片、射频芯片、各类数模混合电路等,整体占比为52%。

也就是说有一半场景的芯片无法制造,再考虑国产设备更换的阵痛期,这个比例将会更高。

那么,我们能否多次曝光,制造出28nm芯片呢?答案是不能!

理论上90nm光刻机两次曝光后可制造45nm芯片,3次曝光后能制造28nm芯片。但实际上,多次曝光导致良品率大幅降低,漏电率大幅提升。

就算是ASML的光刻机也仅能曝光两次,上海微电子的光刻机更是无法实现多次曝光。

根据多方数据显示,上海微电子90nm光刻机可以制造出65nm芯片,但是良品率已经很低了。

也就是说,纯国产设备仅能够打造出65nm产业链,还是在牺牲良品率的前提下。可见国产替代任道而重远啊!

写到最后

根据多方消息,国产28nm光刻机已经在路上,今年下半年或明年就会与大家见面。其中光源技术由科益虹源提供;双工台由华卓精科提供;光学镜片由长春光机所提供。

当核心技术攻克时,我们才有足够的能力对海外巨头说“NO”!

此次日本断供事件,再次提醒我们:任何时候都不要寄希望于他人,国产替代才是中国科技的康庄大道。

我是科技铭程,欢迎共同讨论!

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