美國發(fā)起的對華聯(lián)合出口限制留下漏洞？

據(jù)報道，荷蘭和日本已與美國達(dá)成協(xié)議，共同限制向中國出口芯片制造工具，這將進(jìn)一步削弱中國半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展，因為除了限制中國制造商使用 EUV 光刻機(jī)外，進(jìn)一步限制其使用浸沒式 DUV 光刻機(jī)。但在美國對中國發(fā)起的嚴(yán)格出口限制中，中國半導(dǎo)體企業(yè)是否可以利用任何關(guān)鍵漏洞來緩沖沖擊？這似乎是一個值得仔細(xì)研究的問題。

近年來，美國加大了對中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的打壓力度。不僅設(shè)計了各種策略和行動，還動員了盟友的參與。在 2022 年 10 月對向中國出口先進(jìn)芯片制造工具和技術(shù)實施全面出口限制后，美國急于讓擁有 ASML 和 Tokyo Electron 等芯片制造大國的荷蘭和日本加入，以讓限制更有效。

美國最近與荷蘭和日本達(dá)成的協(xié)議無疑對中國強(qiáng)化其芯片產(chǎn)業(yè)能力的努力產(chǎn)生很大影響。隨著三方協(xié)議的簽署，對中國芯片行業(yè)的出口限制將更加嚴(yán)格，該協(xié)議將為美國未來進(jìn)一步擴(kuò)大對華制裁范圍鋪平道路。不過，美國研究機(jī)構(gòu) SemiAnalysis 基于技術(shù)視角的報告觀點認(rèn)為美國政府目前的出口管制措施還存在相當(dāng)大的差距。

美國在晶圓制造設(shè)備供應(yīng)方面處于領(lǐng)先地位，在沉積、蝕刻、過程控制、化學(xué)機(jī)械拋光 (CMP) 和離子注入設(shè)備方面占據(jù)了大部分市場份額。但包括 Applied Materials、Lam Research 和 KLA 在內(nèi)的許多美國設(shè)備制造商向媒體表示，政府在 2022 年 10 月實施的全面單邊出口管制可能會讓他們的海外競爭對手，如荷蘭的 ASM International (ASMI) 和日本的 Tokyo Electron 擴(kuò)大市場份額。

他們還強(qiáng)調(diào)，如果不限制荷蘭制造商阿斯麥和日本尼康、佳能向中國出口深紫外光刻設(shè)備，美國施加的單邊出口限制將難以發(fā)揮其應(yīng)有的作用。ASML 在浸沒式 DUV 設(shè)備市場與尼康不相上下，佳能雖然不賣 DUV 機(jī)，但在干式光刻系統(tǒng)市場與 ASML 競爭激烈。

關(guān)鍵問題：中國未來可以購買哪些工藝裝備？

一般來說，ArF 浸沒式掃描儀可用于 7 納米至 38 納米節(jié)點的曝光應(yīng)用，改進(jìn)后的型號是最先進(jìn)的可支持 7 納米工藝曝光的 DUV 系統(tǒng)。此外，干式 ArF 系統(tǒng)可以滿足 65 納米和其他成熟工藝的曝光需求。

制約中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的主要途徑是通過設(shè)備出口管制。美日荷三邊協(xié)議已敲定限制中國企業(yè)獲得深紫外光刻機(jī)渠道，但拜登政府將在多大程度上通過該協(xié)議對中國實施技術(shù)瓶頸尚未正式公布。考慮到 DUV 是一項非常廣泛的技術(shù)，涵蓋了 KrF、干式 ArF、以及 ArFi 浸沒式光刻機(jī)，中國半導(dǎo)體企業(yè)未來能拿到什么光刻機(jī)還有待觀察。

早在 1988 年，尼康就發(fā)布了第一臺采用 KrF 曝光技術(shù)的 DUV 設(shè)備，命名為 NSR-1505EX。最新的三方出口限制協(xié)議不應(yīng)該包括這樣的技術(shù)。但既然基于 KrF 的 DUV 機(jī)臺在 14 納米芯片的量產(chǎn)中仍能起到輔助作用，那么這三個國家是否會禁止此類機(jī)臺對華出口呢？

另一方面，ASML 于 2022 年發(fā)布的最新一代沉浸式 DUV 系統(tǒng) NXT2100i 可能是拜登政府對華禁售的重點機(jī)型之一。然而，ASML 仍然聲稱，除了 EUV 機(jī)器外，它與中國客戶的業(yè)務(wù)正常。目前，ArFi DUV 機(jī)器占 ASML 總收入的 34%，僅次于 EUV 型號的 46%。因此，如果浸沒式 DUV 光刻機(jī)被禁止出口到中國，其業(yè)務(wù)收入將受到嚴(yán)重打擊。

美國出口限制規(guī)則可松可緊

如果美國政府的目的是阻止中國獲得 14/7/5 納米工藝技術(shù)，那么對中國出口的禁令必須涵蓋能夠處理這些工藝節(jié)點的不同級別的工具。目前，臺積電 16/12 納米工藝技術(shù)的最小金屬間距為 64 納米，而對應(yīng)的 7 納米工藝為 40 納米，5 納米節(jié)點為 28 納米。這意味著任何可以達(dá)到 64/40/28 納米最小金屬間距的光刻設(shè)備都必須包含在 5/7/14 納米工藝出口禁令中。

換句話說，必須禁止 ASML 和尼康向中國出口其可以加工最小金屬間距為 28 納米的 5 納米芯片的 ArFi DUV 機(jī)器，因為這樣的機(jī)器可以幫助中國半導(dǎo)體制造商完成他們最關(guān)心的技術(shù)突破。

2019 年，時任特朗普政府通過讓荷蘭政府拒絕續(xù)簽出口許可證，成功阻止 ASML 向中國出口 EUV 機(jī)器。但這不意味不可以通過 SAQP 和 ArFi 光刻機(jī)實現(xiàn)了 7 納米芯片的生產(chǎn)，就像臺積電在其第一代 7 納米工藝商業(yè)化時也沒有使用 EUV 設(shè)備，盡管其成品率商業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模很低。

成熟工藝設(shè)備出口禁令

如果美國的目標(biāo)是扼殺中國制造商的 14/7/5 納米芯片生產(chǎn)，那么可以生產(chǎn)金屬間距為 40 納米的 7 納米芯片的 ArFi 和干式 ArF DUV 機(jī)器，以及可以處理金屬間距為 64 納米的 14 納米芯片的干式 ArF 和 KrF 型號都可能被限制。

從技術(shù)角度來看，所有訪問任何類型的 DUV 系統(tǒng)的渠道，只要能夠?qū)崿F(xiàn)上述最小金屬間距特征尺寸，都應(yīng)該針對中國半導(dǎo)體制造商進(jìn)行封鎖。

如果那樣的話，中國晶圓廠將失去三大 DUV 系統(tǒng)——KrF、干式 ArF 和 ArFi 的支持，可能不得不退回到 40/45 納米一代。他們甚至可能無法投資擴(kuò)建 14-38 納米芯片的新生產(chǎn)線，而中國將不得不從國外購買芯片。

多邊出口管制仍然存在重大差距

SemiAnalysis 報告指出，拜登政府與日本、荷蘭聯(lián)手遏制中國先進(jìn)制造工藝，至少還留下一個關(guān)鍵缺口——運往中國的光刻膠出貨量仍未受控。

目前，全球光刻膠的絕大部分供應(yīng)由少數(shù)日本廠商壟斷，美國杜邦公司遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后，市場份額僅排名第四。在許多情況下，光刻膠的化學(xué)成分需要與最終客戶就光刻機(jī)類型、工藝代碼、特征類型和特征尺寸進(jìn)行廣泛的微調(diào)。如果日本限制光刻膠運往中國，中國代工廠可能無法進(jìn)行曝光工藝和進(jìn)一步的芯片制造。從表面上看，現(xiàn)階段完全不限制對華光刻膠出口可能是一個漏洞，但這也可能是美國有意讓政策靈活運用。

SEMI 已呼吁日本、荷蘭和其他美國盟友對中國半導(dǎo)體公司采取與美國相同的全面貿(mào)易限制措施，并警告稱，否則針對中國的實際芯片扼殺戰(zhàn)的影響將大大降低。在沒有額外限制的情況下，中國仍可以利用現(xiàn)有設(shè)備、國產(chǎn)設(shè)備和其他部件進(jìn)行先進(jìn)的半導(dǎo)體生產(chǎn)，也可以受益于非美國專業(yè)人士提供的專有技術(shù)知識和服務(wù)。

顯然，SEMI 和 SemiAnalysis 一致認(rèn)為，缺乏上游元器件供應(yīng)鏈限制是美日荷三方協(xié)議的一大漏洞。如果目標(biāo)是阻止中國獲得 5/7/14 納米制程技術(shù)，除了三大類 DUV 系統(tǒng)之外，設(shè)備工程師的光刻膠和維護(hù)服務(wù)也應(yīng)該被納入其監(jiān)管控制范圍。否則，中國將能夠重新配置現(xiàn)有設(shè)備，以加速其國產(chǎn)光刻機(jī)的發(fā)展。