2022年10月美国商务部颁布禁令,对中国获得美国半导体技术进行限制。受禁令影响,中国无法获得最先进的芯片,也无法获得用于制造芯片的软件和设备。2023年3月,美国更进一步,纠集日本、荷兰收紧半导体制造设备出口管制,中国想获得授权更加困难。
美国、荷兰、日本是全球主要的晶圆厂设备
(WFE)制造商。禁令覆盖的企业包括Applied Materials、ASM、ASML、KLA、Lam
Research和东电,它们占了全球半导体设备供应的80%。因为无法获得先进设备,中国难以生产先进芯片,AI与5G离不开先进芯片。
中国半导体产业发展现状
一直以来中国都在努力建设自主半导体产业。到2022年底,中国已经投入1430亿美元刺激本土半导体市场的发展。一些地方政府也积极参与,比如广州投入290亿美元支持科技产业发展,其中就包括半导体。
中国的确高度依赖外国设备,但现在中国在晶圆厂设备领域投资翻倍,未来会形成怎样的局面呢?有人悲观,有人乐观。中国从零开始打造出全球最大的汽车市场,还成为电动汽车生态系统的领导者。中国能否在半导体领域复制汽车产业的成功呢?从长远看值得乐观。
全球知名的晶圆厂设备OEM大约都有40-50年历史,中国半导体设备产业落后很远,直到2000年之后才崭露头角。2006年中国提出要加速发展本土半导体技术。经过多年的努力,中国半导体产业虽然进步神速,但与国外先进技术相比仍然相差很远。
中国加大半导体产业投资力度
中国成立了国家集成电路产业投资基金,准备向半导体产业投资1500亿美元。不过当中只有2.7%的资金直接拨给Semicap,也就是为芯片代工厂提供装备的厂商,它们被称为“半导体资本设备供应商”。接受资助的企业主要是Foundry和IDM。
半导体芯片行业有三种运作模式,即IDM、Fabless和Foundry。IDM(Integrated
Device
Manufacturer)指的是综合电子元器件制造商,这些制造商会把多种半导体元器件(比如存储器、处理器和接口)以及其他电子元件设计成多种可编程的系统,以满足客户的特定需求。Fabless指无晶圆的芯片设计公司,Foundry指晶圆代工厂。
补贴资金主要用于资本支出、研发和收购外国企业。2014年至2018年,中国半导体企业疯狂扩张,但是本土设备制造企业并不是最大受益者。中国的大多晶圆厂设备仍然从外国进口,中国本土设备制造商在全球设备市场所占的份额不到2%。
中国半导体设备制造商面对诸多难题
本土设备制造商之所以份额不高,主要是因为技术仍然落后。比如光刻机,上海微电子设备只能提供90纳米光刻机,目前还没有看到大规模应用的证据。反观ASML,它准备在今年年底出货2纳米光刻机。要想缩小差距,难度极大。2021年Applied
Materials的研发开支比中国5大上市Semicap营收总和还要高。因为规模巨大、经验丰富,外国企业可以轻松保持优势。