美国半导体行业协会：无法容忍全球供应链被破坏
作者：錢童心 責(zé)編：寧佳彥
美國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)（SIA）總裁兼CEO諾弗爾（John Neuffer）在中國發(fā)展高層論壇上表示，芯片行業(yè)高度依賴全球供應(yīng)鏈，沒有一個(gè)國家可以完全讓芯片供應(yīng)鏈自主化，政府應(yīng)該減少對(duì)芯片技術(shù)出口的限制，加大對(duì)基礎(chǔ)研究對(duì)投入，以推動(dòng)半導(dǎo)體行業(yè)的創(chuàng)新。
美國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)代表了美國超過98%的半導(dǎo)體行業(yè)企業(yè)。諾弗爾表示，半導(dǎo)體是繼石油之后，全球貿(mào)易額第二大的行業(yè)，也是真正依賴于全球化供應(yīng)鏈的行業(yè)。
“半導(dǎo)體行業(yè)肩負(fù)重任，無論是能源、交通、醫(yī)療等傳統(tǒng)行業(yè)，還是AI、無線網(wǎng)絡(luò)、量子技術(shù)等新興行業(yè)，都高度依靠半導(dǎo)體的發(fā)展，如果供應(yīng)鏈?zhǔn)艿接绊懀袠I(yè)發(fā)展無從談起。”諾弗爾表示，“我們無法容忍全球供應(yīng)鏈被破壞和失敗的結(jié)果，應(yīng)該尋求更多的合作。”
2020年，全球半導(dǎo)體行業(yè)的貿(mào)易突破記錄，銷售額增長(zhǎng)6.8%至4400億美元。根據(jù)SIA的預(yù)測(cè)，2021年全球半導(dǎo)體銷售增速將達(dá)到8.4%。
就在前兩天，中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)理事長(zhǎng)周子學(xué)表示，2020年中國芯片產(chǎn)業(yè)銷售額增長(zhǎng)17.8％，達(dá)到8911億元人民幣，國際合作是解決芯片危機(jī)的唯一途徑。
半導(dǎo)體行業(yè)是自由貿(mào)易的受益者，美國主要負(fù)責(zé)芯片的研發(fā)，亞洲進(jìn)行半導(dǎo)體的晶圓制造，中國進(jìn)行半導(dǎo)體的封裝測(cè)試等。“如果沒有深度的供應(yīng)鏈和很高的生產(chǎn)效率，那么我們是無法將數(shù)百億個(gè)晶體管集成到一個(gè)芯片上的。”諾弗爾說道。
但近幾個(gè)月來，全球?qū)τ谛酒男枨蟪霈F(xiàn)激增，恐慌性的購買進(jìn)一步壓縮了芯片的產(chǎn)能，甚至抬高了所有芯片的價(jià)格，即便是科技含量較低的組件的成本。
一家自動(dòng)駕駛技術(shù)廠商負(fù)責(zé)人告訴第一財(cái)經(jīng)記者，該公司已經(jīng)難以從過去的渠道購買到某公供應(yīng)商提供的自動(dòng)駕駛芯片，目前正在尋求從另一家供應(yīng)商處購買芯片，但仍然遇到困難。“現(xiàn)在價(jià)格是最后考慮的問題，問題是有錢都買不到芯片。”他對(duì)第一財(cái)經(jīng)記者說道。
全球的芯片供應(yīng)短缺也使得供應(yīng)鏈問題成為今年中國發(fā)展高層論壇最受關(guān)注的話題之一。高通公司CEO史蒂夫·莫倫科普夫（Steve Mollenkopf）表示，他在緩解芯片短缺的努力中看到了“進(jìn)步”。他說道：”對(duì)于舊版本芯片的響應(yīng)速度可能會(huì)更快。”美光科技公司總裁兼CEO桑杰·梅羅特拉（Sanjay Mehrotra）也在同一場(chǎng)討論會(huì)上表示，該公司將根據(jù)市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品不斷增長(zhǎng)的需求來增加供應(yīng)。
諾弗爾表示，盡管疫情對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)的運(yùn)營產(chǎn)生了影響，但是行業(yè)展現(xiàn)了超強(qiáng)的韌性，渡過了難關(guān)。“這也是受益于全球化的本質(zhì)，使得行業(yè)能夠在疫情中快速響應(yīng)。”他說道，“但是最近我們?cè)谌蚍秶吹搅朔慈蚧内厔?shì)，甚至一些以國家安全為由推行貿(mào)易保護(hù)主義的做法。”
諾弗爾認(rèn)為，國家安全不應(yīng)成為貿(mào)易保護(hù)主義的借口。“大多數(shù)的芯片不應(yīng)該引發(fā)安全的擔(dān)憂，我們應(yīng)該盡量減少對(duì)技術(shù)出口的限制，政策的制定也應(yīng)該盡量避免對(duì)技術(shù)的發(fā)展造成不利影響。”他說道。
他警告技術(shù)脫鉤對(duì)行業(yè)供應(yīng)和銷售產(chǎn)生的影響。”全球化的過程中，沒有一個(gè)國家可以做到供應(yīng)鏈的完全自主化，半導(dǎo)體行業(yè)仍然需要依靠全球化的供應(yīng)。”諾弗爾表示，“政府不應(yīng)一味追求供應(yīng)鏈的本土化，而是應(yīng)該加強(qiáng)供應(yīng)鏈韌性，并擴(kuò)大市場(chǎng)準(zhǔn)入和需求，使得半導(dǎo)體的關(guān)稅體系更加友好。”
諾弗爾還對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)的國際貿(mào)易規(guī)則提出建議，他認(rèn)為，WTO對(duì)于行業(yè)而言非常重要，而在新的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下，應(yīng)該尋求新的方式和規(guī)則來促進(jìn)貿(mào)易，同時(shí)，政府應(yīng)該加大對(duì)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的投入，保證行業(yè)人才的培養(yǎng)，以技術(shù)推動(dòng)行業(yè)發(fā)展。
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【中美半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)和貿(mào)易限制工作組成立：促進(jìn)信任探討對(duì)策】
中、美兩國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)經(jīng)過多輪討論磋商，今天宣布共同成立“中美半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)和貿(mào)易限制工作組”，將為中美兩國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)建立一個(gè)及時(shí)溝通的信息共享機(jī)制，交流有關(guān)出口管制、供應(yīng)鏈安全、加密等技術(shù)和貿(mào)易限制等方面的政策。
兩國協(xié)會(huì)希望通過工作組加強(qiáng)溝通交流，促進(jìn)更深層次的相互理解和信任。工作組將遵循公平競(jìng)爭(zhēng)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)和全球貿(mào)易規(guī)則，通過對(duì)話與合作解決中美兩國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的關(guān)切，為建立穩(wěn)健、有彈性的全球半導(dǎo)體價(jià)值鏈共同做出努力。
工作組計(jì)劃每年兩次會(huì)議，分享兩國在技術(shù)和貿(mào)易限制政策方面的最新進(jìn)展。根據(jù)雙方共同關(guān)注的領(lǐng)域，工作組將探討出相應(yīng)的對(duì)策建議，并確定需要進(jìn)一步研究的內(nèi)容。今年的工作組會(huì)議將在線上舉行，今后視疫情緩解情況，將召開面對(duì)面會(huì)議。
根據(jù)磋商結(jié)果，雙方協(xié)會(huì)將各自委派10家半導(dǎo)體會(huì)員公司參加工作組，各自分享相關(guān)信息并進(jìn)行對(duì)話，雙方協(xié)會(huì)將負(fù)責(zé)工作組的具體組織工作。
【光刻機(jī)能救中國半導(dǎo)體嗎？】
2021年對(duì)中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)來說，或許是一個(gè)“時(shí)來運(yùn)轉(zhuǎn)”的年份。
一月份，鐵了心要封鎖中國科技的特朗普競(jìng)選失敗，灰溜溜地離開了白宮。以至于繼任者會(huì)不會(huì)“蕭規(guī)曹隨”延續(xù)特朗普的政策之類的問題都沒什么討論的必要了，畢竟，不論誰在白宮當(dāng)總統(tǒng)，情況都要比特朗普好太多。
昨天，又有一個(gè)好消息傳來——中芯國際剛剛獲得了14nm光刻機(jī)的供貨許可，今年將計(jì)劃斥資12億美元來購買荷蘭ASML（阿斯麥）公司的光刻機(jī)。經(jīng)過了去年那個(gè)充滿了動(dòng)蕩和制裁的夏天，中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)似乎又回到正常的發(fā)展軌道上了。
但問題是：光刻機(jī)，救不了中國半導(dǎo)體。
或許是光刻機(jī)太過于特殊，以至于我們已經(jīng)把它看做了半導(dǎo)體行業(yè)“救命稻草”的代名詞。但實(shí)際上，光刻機(jī)只不過是漫長(zhǎng)芯片生產(chǎn)線上的一個(gè)部件而已。一條生產(chǎn)線上少說也有幾十上百種設(shè)備，單純地進(jìn)口一個(gè)光刻機(jī)，顯然并不能從根本上解決問題。
當(dāng)公眾將關(guān)注的重點(diǎn)全部都放在了光刻機(jī)這一種設(shè)備身上的時(shí)候，我們不自覺地就“失焦”了——我們漸漸地忽略了那些和光刻機(jī)一樣重要，卻沒它那么出名的半導(dǎo)體裝備。
俗話說得好，“工欲善其事必先利其器”，半導(dǎo)體行業(yè)里更是信奉“一代裝備，一代芯片”，半導(dǎo)體裝備的水平?jīng)Q定了芯片的水平。
當(dāng)人們都還在操心“中國芯片”的時(shí)候，老司機(jī)們的關(guān)注重點(diǎn)早就全都放在了諸如北方華創(chuàng)、上海微電子這樣的企業(yè)上了。套用那句名言就是——“不要問芯片怎么樣，要問設(shè)備怎么樣！”
半導(dǎo)體設(shè)備體系有多復(fù)雜？
半導(dǎo)體裝備是一個(gè)極其復(fù)雜的系統(tǒng)。
常規(guī)來看，諸如臺(tái)積電、中芯國際這樣的大型晶圓廠往往會(huì)劃分七個(gè)獨(dú)立的區(qū)域來完成芯片制造的不同工序，不同的區(qū)域中之中，安裝相應(yīng)的設(shè)備和準(zhǔn)備的材料也不盡相同。
這七個(gè)區(qū)域分別是：擴(kuò)散（Thermal Process），光刻（Photo-lithography）、刻蝕（Etch）、離子注入（Ion implant）、薄膜生長(zhǎng)（Dielectric deposition）、拋光（CMP）、金屬化（Metalization）。
具體來看，每個(gè)區(qū)域又需要如下設(shè)備來完成相應(yīng)的工藝：
粗略來看，半導(dǎo)體裝備至少也有20幾種，光刻機(jī)不過只是其中一個(gè)而已。“一代設(shè)備，一代芯片”，除了光刻機(jī)之外，其他的設(shè)備也都需要達(dá)到足夠先進(jìn)的水平才能滿足高級(jí)制程工藝芯片生產(chǎn)的需要。
以中芯國際位于天津的T3 12寸集成電路生產(chǎn)線項(xiàng)目為例：
在一個(gè)成熟的、月產(chǎn)1萬片12寸晶圓的生產(chǎn)線上，
擴(kuò)散設(shè)備需要22臺(tái)，CVD設(shè)備需要42臺(tái)，
涂膠去膠設(shè)備需要15臺(tái)，光刻機(jī)需要8臺(tái)，
刻蝕設(shè)備需要25臺(tái)，離子注入設(shè)備需要13臺(tái)，
PVD設(shè)備需要24臺(tái)，研磨拋光設(shè)備需要12臺(tái)，
清洗設(shè)備需要17臺(tái)，檢測(cè)設(shè)備需要50臺(tái)，
測(cè)試設(shè)備需要33臺(tái)，其他各種設(shè)備需要17臺(tái)。
所以，半導(dǎo)體行業(yè)是不折不扣的重資產(chǎn)行業(yè)——錢基本上都用在買設(shè)備上了。而上述的這些晶圓處理設(shè)備又是設(shè)備中最為重要的組成部分，占了設(shè)備投資總額的80%。
如果只是設(shè)備種類多，倒也沒什么稀奇的。但隨著如今芯片的制程工藝越來越走向物理極限，隨著臺(tái)積電、三星這樣的大廠開始試制5nm制程的芯片，芯片加工工藝的復(fù)雜度也越來越高，所需要的工序也越來越多。
尤其是當(dāng)制造工藝達(dá)到了22nm以下的時(shí)候，傳統(tǒng)的沉浸式光刻技術(shù)已然無能為力，必須使用多重曝光技術(shù)。因此，整個(gè)芯片的工藝步驟直接突破了1000步的大關(guān)。
工序變多了，工藝變復(fù)雜了，生產(chǎn)時(shí)間也就拉長(zhǎng)了——為了保證產(chǎn)能，工廠必須要在生產(chǎn)線上安裝更多的設(shè)備。因此，在同樣的產(chǎn)能下，先進(jìn)工藝生產(chǎn)線所需要的設(shè)備數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于非先進(jìn)工藝的生產(chǎn)線。
目前，中國國產(chǎn)晶圓廠絕大多數(shù)產(chǎn)品的工藝制程仍然相對(duì)落后。即便是對(duì)于中芯國際這樣的頭部晶圓廠，14nm/28nm制程的產(chǎn)品也僅僅占比14.6%，占絕大多數(shù)份額的仍然是45nm以上制程的產(chǎn)品。
由此我們也可以推斷：國內(nèi)晶圓廠確實(shí)缺乏高端、先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備，整體水平相較于臺(tái)積電和三星這樣的同行較為落后。
在外部封鎖越來越嚴(yán)苛的當(dāng)下，如果國內(nèi)半導(dǎo)體裝備產(chǎn)業(yè)一日不能提供足夠先進(jìn)的設(shè)備，那么國內(nèi)的晶圓廠就一日沒辦法生產(chǎn)更先進(jìn)的芯片。
國產(chǎn)半導(dǎo)體裝備
發(fā)展情況
綜合上圖的信息，我們大概可以得到這樣的兩個(gè)結(jié)論：
第一，中國半導(dǎo)體裝備的產(chǎn)業(yè)鏈很完整。擴(kuò)散、光刻、刻蝕、薄膜生長(zhǎng)......半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中的各種核心設(shè)備，我們都能生產(chǎn)。
第二，中國半導(dǎo)體整體落后外國1-2代，部分產(chǎn)品落后3代以上。國際領(lǐng)先水平已經(jīng)達(dá)到了7nm，而我們的整體水平還停留在28nm。少數(shù)產(chǎn)品達(dá)到了國際先進(jìn)水準(zhǔn)（中微半導(dǎo)體刻蝕機(jī)），而另外的少數(shù)產(chǎn)品落后外國3代（國產(chǎn)光刻機(jī)）。
說實(shí)話，最后分析出了這個(gè)結(jié)果，我是很欣慰的——落后不要緊，偏科才要命。雖我們目前的水準(zhǔn)不如美國、日本這樣的老牌半導(dǎo)體強(qiáng)國，但我們的產(chǎn)業(yè)的完整程度和他們比起來并不弱。
如今，集成電路的工藝制程已經(jīng)越來越逼近物理的極限，每往前走一步都要付出巨大的努力，國外廠商的研究速度已經(jīng)放緩。客觀來看，中國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)獲得了一個(gè)非常短暫又寶貴的窗口期。
只要我們能繼續(xù)堅(jiān)持下去，遲早有一天能夠追上。
美國的制裁就像一根彈簧——你強(qiáng)它就弱，你弱它就強(qiáng)。一件先進(jìn)的裝備，如果我們沒有，那么制裁和封鎖的大棒就會(huì)砸在頭上。而如果我們有了，對(duì)方瞬間就會(huì)知趣地解除限制。
2015年2月4日，美國商務(wù)部下屬的產(chǎn)業(yè)安全局簽署了一份命令，解除了針對(duì)中國的“刻蝕機(jī)禁令”，其理由便是“中國已經(jīng)從事實(shí)上獲取了來自中國企業(yè)的、和美國產(chǎn)品數(shù)量、品質(zhì)相當(dāng)?shù)目涛g設(shè)備，繼續(xù)實(shí)施國家安全出口管制措施已然毫無意義。”
我們有信心追趕世界先進(jìn)水平，我們也知道只要自己能做出來，禁令就會(huì)解除。那么，擺在中國半導(dǎo)體裝備企業(yè)面前的問題就只剩下一個(gè)——如何盡快地追趕先進(jìn)水平。
尾聲：如何追趕
中國半導(dǎo)體裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度和研發(fā)實(shí)力是很強(qiáng)的，實(shí)際上，我們并不用擔(dān)心中國科研人員的水平和國家政策方面的支持。
中國半導(dǎo)體裝備企業(yè)最缺的東西，其實(shí)是機(jī)會(huì)。
根據(jù)北方華創(chuàng)董事長(zhǎng)趙晉榮的觀點(diǎn)，中國半導(dǎo)體裝備產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)項(xiàng)在于研發(fā)速度和服務(wù)質(zhì)量，弱勢(shì)則在于起步較晚、缺少產(chǎn)業(yè)內(nèi)的口碑和影響力。
半導(dǎo)體行業(yè)是絕對(duì)的重資產(chǎn)行業(yè)，晶圓廠采購設(shè)備必然慎之又慎，一旦出現(xiàn)問題，帶來的損失將不可估量。另外，晶圓廠對(duì)于技術(shù)升級(jí)的需求極高，必然堅(jiān)持選擇能力范圍內(nèi)最尖端的技術(shù)。
在這樣的因素作用下，晶圓廠更多考慮的是設(shè)備的可靠性和先進(jìn)程度，關(guān)鍵在于快速、穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)先進(jìn)工藝的量產(chǎn)。因此，晶圓廠對(duì)于設(shè)備質(zhì)量有嚴(yán)格的要求，往往傾向于購買早已成熟的外國設(shè)備。
國產(chǎn)設(shè)備由于起步較晚，一方面普遍落后世界先進(jìn)水平，另一方面也缺少業(yè)內(nèi)的口碑，也就很難進(jìn)入大型晶圓廠的采購名單。
臺(tái)積電、三星之類的大廠不買國產(chǎn)設(shè)備，國內(nèi)的晶圓廠看了之后，自然也“求穩(wěn)”，轉(zhuǎn)身選擇購買進(jìn)口設(shè)備。因此，國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備的市場(chǎng)占有率即使是在中國市場(chǎng)上也不太好看。
這種現(xiàn)象帶來的負(fù)面影非常嚴(yán)重——芯片的生產(chǎn)不是設(shè)備到位就能立刻開始進(jìn)行的，不同的芯片，加工的工藝也不盡相同。生產(chǎn)線上的幾十上百種設(shè)備，按照什么順序、什么時(shí)候用什么設(shè)備，怎么使用這些設(shè)備都需要復(fù)雜、嚴(yán)格的論證和試生產(chǎn)。國產(chǎn)裝備不被采購，連試生產(chǎn)的機(jī)會(huì)都沒有，自然也就沒有在實(shí)踐中快速改進(jìn)的機(jī)會(huì)。
在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中，裝備生產(chǎn)商和晶圓廠之間是密切合作的關(guān)系——裝備生產(chǎn)商需要根據(jù)晶圓廠反饋的一線生產(chǎn)信息來改進(jìn)設(shè)計(jì)，晶圓廠也會(huì)投資裝備生產(chǎn)商來研發(fā)領(lǐng)先對(duì)手的裝備。荷蘭光刻機(jī)巨人ASML先后就接受了英特爾、臺(tái)積電和三星總計(jì)超39億歐元的投資，恰恰就是這種關(guān)系的體現(xiàn)。
從客觀上來說，美國的封鎖反而給中國的半導(dǎo)體廠商提供了絕好的機(jī)會(huì)——受到禁令影響的中國晶圓廠由于很難再采購國外設(shè)備，只能選擇和國產(chǎn)裝備商合作，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈也都在積極進(jìn)行“國產(chǎn)替代”——在正常情況下需要付出大量成本才能做成的事情，在禁令作用下卻迅速推進(jìn)了。
中芯國際作為中國最大的晶圓廠，由于受到了美國的制裁，如今只能采購國內(nèi)的半導(dǎo)體設(shè)備。借助中芯國際，國產(chǎn)裝備也就提高了在產(chǎn)業(yè)內(nèi)的認(rèn)可度，各大廠商也會(huì)更加愿意選擇國產(chǎn)設(shè)備。現(xiàn)在，已經(jīng)有很多國內(nèi)晶圓廠主動(dòng)向北方華創(chuàng)、中微半導(dǎo)體這樣的企業(yè)尋求合作了。
現(xiàn)在，國產(chǎn)設(shè)備企業(yè)的產(chǎn)品已經(jīng)開始呈現(xiàn)“0-1-n”的迭代特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了核心技術(shù)“從零到一”的突破后，剩下的“從1到n”的改良式進(jìn)步就會(huì)快很多。
正如前文我們所說，中國半導(dǎo)體裝備產(chǎn)業(yè)鏈很完整，各個(gè)領(lǐng)域也都取得了一定的突破，和外國的整體差距正在逐漸縮小。國內(nèi)的設(shè)備廠商目前處于“從零到一”和“從1到n”之間的區(qū)域，假以時(shí)日，就能夠進(jìn)入國際先進(jìn)水平。
中國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，即將進(jìn)入屬于它自己的良性循環(huán)。
現(xiàn)在，中芯國際又能夠正常購買ASML的14nm制程光刻機(jī)了。這不是因?yàn)槊绹舜蟀l(fā)慈悲，而是因?yàn)橹行緡H已經(jīng)可以成熟量產(chǎn)14nm制程芯片了。
荷蘭進(jìn)口的光刻機(jī)，是結(jié)果而不是原因。
光刻機(jī)救不了中國半導(dǎo)體，但中國人的智慧與汗水可以。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的美国半导体行业协会：无法容忍全球供应链被破坏的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
